DE60210285T2

DE60210285T2 - Ventilvorrichtung für einen trinkbehälter und verfahren zu seiner verwendung

Info

Publication number: DE60210285T2
Application number: DE2002610285
Authority: DE
Inventors: Kjetil Naesje
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: EP1404587B9; PL200316B1; AU2002318080B2; MXPA03011213A; RU2003137583A; NO20021051D0; US7537133B2; BR0210181B1; PL366791A1; AR034354A1; EP1404587B1; ES2261692T3; ATE321704T1; DK1404587T3; JP2005508801A; WO2002098757A1; JP4455052B2; CN1538924A; KR20040011526A; US20090194548A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung für einen Trinkbehälter, beispielsweise eine Limonadenflasche, eine Schoppenflasche, eine Getränketüte, einen Beutel, eine Kanne, einen Schlauch, einen Papierbecher oder eine Plastiktasse. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verwendung der Ventilvorrichtung.
Das Fluid innerhalb des Trinkbehälters kann ein leicht fließendes sein, beispielsweise Milch, Saft, Limonade oder Wasser, jedoch kann es auch ein viskoseres sein, wie Joghurt, Suppe, Pudding oder Eis. Das Fluid kann auch durch Kohlendioxid oder andere Gase unter Druck gesetzt sein.
Stand der Technik und Nachteile desselben
Gemäß dem Stand der Technik und zusätzlich zu normalen Kappen existieren mehrere Typen von Verschlussvorrichtungen, die verhindern, dass ein Fluid frei aus einem Trinkbehälter ausfließt.
US 5.975.369 und US 5.465.876 offenbaren Beispiele derartiger Verschlussvorrichtungen. Um jedoch eine derartige Vorrichtung zu öffnen oder zu schließen, muss der Benutzer eine mechanische Bewegung eines in der Vorrichtung vorhandenen Schließmechanismus ausführen. Jedoch sorgt eine derartige Vorrichtung für ein schlechtes Abdichten von Gas bei einem unter Druck stehenden Fluid im Trinkbehälter, beispielsweise einer mit Kohlensäure versetzten Flüssigkeit, beispielsweise einer Limonade.
Das US 4.135.513 entsprechende Dokument NO 137258 offenbart eine Ventilvorrichtung, die verhindern kann, dass unter Druck stehende Flüssigkeit aus einem Trinkbehälter ausleckt. Jedoch ist die Vorrichtung auf solche Weise beschaffen, dass sie eine Ventilschließkraft gegenüber einem möglichen Flüssigkeitsüberdruck innerhalb des Trinkbehälters erhöht. Die Ventilvorrichtung ist demgemäß nicht für Behälter geeignet, die eine unter Druck stehende Flüssigkeit enthalten.
GB 1.453.968 offenbart eine Strömungs-aktivierte Ventilvorrichtung für eine Schoppenflasche, wobei der Zweck der Erfindung u. a. darin besteht, den Unterdruck zu minimieren, den ein Baby anwenden muss, um Flüssigkeit aus einer Auslassschnauze der Schoppenflasche zu saugen. Die Ventilvorrichtung verfügt über eine Platte zwischen der Auslassschnauze und der Schoppenflasche. Die Platte ist so beschaffen, dass sie eine Belüftung für kontinuierlichen Druckausgleich zwischen dem Innenraum der Flasche und dem Umgebungsdruck schafft. Die Platte ist auch mit einer Auslassöffnung und einer externen Klappe versehen, die die Auslassöffnung der Platte nachgiebig bedeckt. Die Klappe wird durch die aus der Schoppenflasche herausfließende Flüssigkeit aufgedrückt, woraufhin sie aufgrund ihrer Elastizität schließt, wenn das Herausströmen von Flüssigkeit endet. Daher öffnet ein derartiges Klappenventil immer für das Ausfließen von Flüssigkeit, wenn der Druck in der Auslassschnauze niedriger als der Druck innerhalb der Schoppenflasche ist, beispielsweise wenn die Flasche mit der Obenseite nach unten gehalten wird, wobei sie ausreichend Flüssigkeit enthält, damit das Klappenventil öffnet. Dadurch schafft das Ventil einen Druckausgleich gegen den Druck im Inneren der Flasche. Aufgrund der Belüftung für kontinuierlichen Druckausgleich kann die Ventilvorrichtung nicht dazu verwendet werden, für eine Abdichtung gegen eine unter Druck stehende Flüssigkeit in der Flasche zu sorgen.
US 5.607.073 offenbart ebenfalls eine Ventilvorrichtung für eine Schoppenflasche. U. a. besteht die Ventilvorrichtung aus einem durch Unterdruck aktivierten externen Sitzelement, das elastisch und beweglich zwischen zwei Haltern innerhalb einer Auslassschnauze für die Flasche aufgehängt ist. Das Sitzelement ist mit einem Ventilsitz versehen, der eine Auslassöffnung einer Platte zwischen der Schoppenflasche und der Auslassschnauze bedeckt. Wenn der Druck in der Auslassschnauze niedriger als der Druck im Inneren der Schoppenflasche ist, öffnet der Ventilsitz, um die Flüssigkeit herausfließen zu lassen. Dadurch wird ein Druckausgleich des Ventils entgegen dem Druck innerhalb der Flasche erzielt. Wie die Vorrichtung gemäß GB 1.453.968 sorgt die Ventilvorrichtung gemäß US 5.607.073 für keine Abdichtung gegen unter Druck stehende Flüssigkeiten in der Flasche. Darüber hinaus verfügt die letztere Vorrichtung über keinerlei Belüftung, durch die ein Druckausgleich des Flaschendrucks gegen den Umgebungsdruck geschaffen werden kann. Daher wird, wenn Flüssigkeit aus der Flasche gesaugt wird, in ihrem Inneren ein allmählich zunehmender Unterdruck erzeugt, der den Ventilsitz allmählich stärker gegen die Auslassöffnung drückt, was das Trinken aus der Flasche erschwert.
Die Veröffentlichungen US 2.959.314 , US 4.928.836 , WO 99/38423 und WO 01/92133 offenbaren weitere Verschlussvorrichtungen aus dem Stand der Technik zum Verhindern eines unbeabsichtigten Herausfließens eines Fluids aus einem Trinkbehälter.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile im Stand der Technik zu beseitigen.
Die vorliegende Ventilvorrichtung und das Verfahren dienen zum Verhindern des Verspritzens von Fluid, wenn ein Benutzer Fluid aus einem Trinkbehälter saugt. Durch die Vorrichtung wird der Trinkbehälter automatisch abgedichtet, wenn die Saugkraft durch den Benutzer nachlässt.
Art zum Lösen der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch Merkmale gelöst, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung und den folgenden Patentansprüchen spezifiziert sind.
U. a. gehören eine Ventilvorrichtung für einen Trinkbehälter sowie ein Verfahren zum Verwenden der Ventilvorrichtung zur Erfindung.
In seiner Gebrauchsposition ist das Ventil mit mindestens einer Öffnung in einem dem Trinkbehälter zugeordneten Wandabschnitt verbunden. Der Wandabschnitt wirkt als Trennwand zwischen dem Innenraum des Trinkbehälters und der äußeren Umgebung. Daher wird der Trennwandabschnitt mit dem vereinfachten Begriff Trennwand bezeichnet. Die Trennwand kann einen Teil des Trinkbehälters selbst bilden, oder sie kann eine Trennwand einer Kappe bilden, die druckdicht dem Trinkbehälter zugeordnet wird. Das Ventil ist so ausgebildet, dass es das Ausfließen eines Fluids aus dem Trinkbehälter öffnet und schließt, wobei das Fluid aus einer stromabwärtigen Trinköffnung fließt. Vorzugsweise ist die Trinköffnung für eine Trinkschnauze, einen Trinkhalm oder eine andere geeignete Trinkeinrichtung ausgebildet. Daher kann die vorliegende Ventilvorrichtung trennbar relativ zum Trinkbehälter angeordnet sein.
Im Prinzip bestehen die meisten Ventile aus einem Aktivierungselement und einem Dichtungselement, wobei das Aktivierungselement dem Dichtungselement zugeordnet ist und es dieses zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verstellen kann. Das Aktivierungselement verfügt über eine Betätigungseinrichtung und mindestens ein Stützelement, beispielsweise Streben oder mindestens einen Schaft, um aktivierende Bewegungen auf das Dichtungselement zu übertragen. Beispielsweise kann der Schaft durch eine Öffnung in der genannten Trennwand hindurchgeführt werden, möglicherweise kann der Schaft durch eine jeweilige Öffnung in der Trennwand durchgeführt werden, wie ein Schaft, der ein Dichtungselement aktiviert, das so angeordnet ist, dass es die zugehörige Öffnung in der Trennwand verschließt. Das Dichtungselement, beispielsweise ein Ventilkopf, ist am Ventilschaft angebracht, und es wird mit einer speziellen Kraft dicht gegen die Trennwand gedrückt, wobei diese Kraft beispielsweise durch eine elastische Einheit erbracht wird, die am Ventilschaft befestigt ist, oder wobei die Kraft mittels der Form des Aktivierungselements geliefert wird.
Die Erfindung beruht darauf, dass das Aktivierungselement durch Druck beeinflusst wird, wobei eine Druckkraft das Dichtungselement in die offene Position zum Herausfließen des Fluids verstellt. Dies ist in Bezug auf die Ventilvorrichtungen gemäß GB 1.453.968 und US 5.607.073 nicht neu.
Jedoch unterscheidet sich das vorliegende Aktivierungselement dadurch wesentlich vom Stand der Technik, dass es entgegen dem Umgebungsdruck P1 des Trinkbehälters einen Druckausgleich erfährt und dass es so angeordnet ist, dass es den Fluidauslass immer dann öffnet, wenn der Druck P2 der Trinköffnung um einen vorbestimmten Druckwert niedriger als der Umgebungsdruck P1 ist. Da das Aktivierungselement einen Druckausgleich entgegen dem Umgebungsdruck P1 und nicht entgegen einem Druck P3 innerhalb des Trinkbehälters erfährt, ist die Aktivierung des Ventils im Prinzip unabhängig vom Druck P3 des Behälters. Daher kann der Druck P3 des Behälters den Umgebungsdruck P1 überschreiten, ohne dass das Ventil zum Auslassen von Fluid öffnet. Demgegenüber öffnen die Ventilvorrichtungen gemäß GB 1.453.968 und US 5.607.073 unter entsprechenden Druckbedingungen so, dass Fluid ausläuft.
Vorzugsweise wird ein Druck P2, der um einen vorbestimmten Druckwert niedriger als der Umgebungsdruck P1 ist, dadurch aufgebaut, dass sein Benutzer Luft ansaugt und dann Fluid durch die Trinköffnung ausfließt. Dadurch wird in der Trinköffnung ein Unterdruck P2 erzeugt. Wenn dieser Unterdruck P2 mit dem Umgebungsdruck P1 im Ausgleich steht, wird ein sich ergebender Differenzdruck (P1-P2) erzeugt, der das Aktivierungselement mit einer Ventilöffnungskraft F1 bewegt, während der Differenzdruck (P1-P2) aufrecht erhalten bleibt.
Gemäß der Erfindung verfügt das Aktivierungselement des Ventils über eine bewegliche Membran, die um eine Achse an der Trennwand herum ausgebildet ist und die mit mindestens einer flexiblen Zone versehen ist. Die Membran ist mit einem Umfangsrand versehen, der der Außenseite der Trennwand druckdicht zugeordnet ist und der die mindestens eine Öffnung der Trennwand umgibt. Dadurch wird zwischen der Membran und der Trennwand eine Kammer gebildet. Wenn die Membran durch Druck beeinflusst wird, bewegt sie sich auf solche Weise, dass sich die Membranform ändert. Mittels des mindestens einen Stützelements wird die Änderung der Membranform in eine axiale Ventilöffnungskraft F1 umgesetzt, die auf das Dichtungselement übertragen wird und auf dieses einwirkt. Zumindest in der Gebrauchsposition ist die stromabwärtige Seite der Kammer druckdicht mit der Trinköffnung verbunden, so dass der genannte Unterdruck P2 an die Kammer geliefert werden kann, um dadurch den die Membran bewegenden Differenzdruck (P1-P2) zu erzeugen, der für ein Öffnen zum Ausfließen vor Fluid sorgt. Vorteilhafterweise kann der Verbrauch des Fluids im Trinkbehälter vorgenommen werden, während kontinuierlich Luft in ihn eingelassen wird. Jedoch hängt dies vom Typ des Fluids und dem im Trinkbehälter herrschenden Druck P3 ab.
Der Ventilvorrichtung kann ein Deckel zugeordnet sein, der in seiner Gebrauchsposition mit dem Trinkbehälter oder einer Kappe desselben verbunden ist. Der Deckel kann mit einer Trinkschnauze oder einem Sauger geformt oder damit versehen sein, durch den ein Benutzer die Ventilvorrichtung aktivieren kann und das Fluid im Trinkbehälter trinken kann. Wenn der Deckel druckdicht mit dem Trinkbehälter verbunden ist, muss er mit Belüftungsoptionen zur Außenseite der Membran versehen sein, beispielsweise in Form mindestens einer Belüftungsöffnung im Deckel. Möglicherweise kann eine kontrollierte Verzögerung der Reaktionszeit der Ventilvorrichtung dadurch bewerkstelligt werden, dass die Größe und/oder die Anzahl der mindestens einen Belüftungsöffnung eingestellt werden. Eine derartige Einstellung kann auch mögliche Membranschwingungen dämpfen, wie sie während des Gebrauchs auftreten können. Diese Trinkschnauze oder der Sauger können auch exzentrisch in Bezug auf das Zent rum des Deckels, beispielsweise an einer Tasse oder einem Becker mit großer Oberfläche, platziert sein.
Beispielsweise kann das Dichtungselement aus einer schließbaren Schnauze oder einem schließbaren Ring bestehen, der für ein Ausfließen von Fluid durch das Aktivierungselement geöffnet oder geschlossen werden kann. Das Dichtungselement kann auch aus einem Ventilkopf mit einer geeigneten Dichtfläche bestehen, die so angeordnet ist, dass sie dichtend an einem Ventilsitz anliegt, beispielsweise einem ringförmigen Gebiet um die Öffnung in der Trennwand herum. Alternativ kann der Ventilkopf als Stopfen mit einer kegelförmigen Dichtfläche geformt sein, die auf abdichtende Weise in der Öffnung der Trennwand sitzen kann. Der Ventilkopf kann aus einem weichen Material bestehen, oder er kann mit einer getrennten, angepassten Dichtung zum Abdichten gegen den Ventilsitz versehen sein. Möglicherweise kann der Ventilkopf durch einen gesonderten Schaft mittels eines Kugelgelenks befestigt sein. Dadurch kann sich der Kopf relativ zum Ventilschaft bewegen, und er kompensiert mögliche Unregelmäßigkeiten in der Öffnung in der Trennwand. Ein gesonderter Ventilschaft und/oder Ventilkopf ermöglicht auch die Verwendung verschiedener Materialien und/oder Herstellverfahren für die zwei Teile.
Um einen Ventilschaft in der Öffnung der Trennwand zu zentrieren, kann die Öffnung beispielsweise mit von ihr vorstehenden Führungen versehen sein. Zu diesem Zweck kann auch ein Ventilschaft mit kreuzförmigem Querschnitt oder ein durchbrochener und rohrförmiger Ventilschaft verwendet werden. Darüber hinaus ermöglichen es diese beiden Schaftkonfigurationen, dass Fluid durch die Öffnung fließt, wenn der Schaft durch sie geführt wurde.
Zusätzlich zum genannten mindestens einen Stützschaft, oder anstelle desselben, kann die Membran auch mit Stützrippen versehen sein, und/oder sie kann über eine Stützkonfiguration verfügen, beispielsweise dadurch, dass die Membran mit geeigneten Sicken versehen ist. Dadurch kann die Membran einen Druckeinfluss in eine Ventilöffnungskraft F1 wandeln und diese übertragen, die auf das Dichtungselement des Ventils wirkt. Die Membran kann auch aus zwei oder mehr Teilen mit verschiedenen Materialeigenschaften zusammengebaut werden. Beispielsweise kann die Membran mit einer flexiblen Zone aus einem flexiblen Material und einer Stützzone mit einem Stützmaterial aufgebaut sein. Die vorliegende Ventilvorrichtung kann auch aus einem oder mehreren trennbaren Teile zusammengebaut werden, so dass das Reinigen und/oder ein Austausch des mindestens einen Teils erleichtert ist.
Wenn die Membran mit mindestens einem elastischen Höcker versehen wird, der mit der Kammer in Verbindung steht, kann für einen weiteren Schutz gegen ein Verspritzen von restlichem Fluid in der Ventilvorrichtung gesorgt werden. In der Gebrauchsstellung ist der mindestens eine Höcker demselben Unterdruck P2 ausgesetzt, wie er in der Kammer an der Innenseite der Membran vorliegt, wodurch der mindestens eine Höcker schrumpft, wenn das Ventil offen ist. Wenn der Unterdruck P2 nachlässt und der Druck mit dem Umgebungsdruck P2 im Gleichgewicht steht, dehnt sich der mindestens eine Höcker elastisch aus, um dadurch restliches Fluid aus der Trinköffnung der Trinkschnauze, dem Trinkhalm oder einer anderen der Trinköffnung zugeordneten Trinkeinrichtung anzusaugen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden durch die folgenden beispielhaften Ausführungsformen veranschaulicht.
Kurze Beschreibung der Figuren
Nachfolgend werden mehrere, nicht beschränkende, beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Komponenten, wie sie bei den beispielhaften Ausführungsformen offenbart werden, können in Kombinationen zusätzlich zu denen, wie sie bei den Beispielen offenbart sind, verwendet werden. Beispielsweise können alle Varianten der vorliegenden Ventilvorrichtung an verschiedenen Varianten von Kappen und Trinkbehältern verwendet werden. Demgemäß können alle Varianten von Verbindungen zwischen relevanten Teilen der Ventilvorrichtung und den verschiedenen Varianten von Kappen und Trinkbehältern verwendet werden. Die folgenden Figuren veranschaulichen die beispielhaften Ausführungsformen.
1a–1b zeigen eine Kappe für einen Trinkbehälter, wobei diese mit der vorliegenden Ventilvorrichtung versehen ist, und die Figuren veranschaulichen den prinzipiellen Funktionsmodus der Ventilvorrichtung, wobei die 1a die Vorrichtung in ihrer geschlossenen Stellung zeigt, während die 1b dieselbe in ihrer offenen Stellung zeigt;
2 zeigt ebenfalls eine Kappe für einen Trinkbehälter, die mit einer Variante der Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, wobei die Ventilvorrichtung mit einem Deckel mit einer Trinkschnauze und einer entfernbaren Schutzabdeckung verbunden ist;
2a–2b zeigen einen Schnitt von Einzelheiten am Umfang des Deckels und der Schutzabdeckung gemäß der 2, wobei die 2a die mit dem Deckel verbundene Abdeckung zeigt, während die 2b die vom Deckel getrennte Abdeckung zeigt;
3 zeigt einen Schnitt von Einzelheiten im Zentrum der Ventilvorrichtung gemäß der 2;
4a–4b zeigt die Kappe gemäß der 2, die auf einer Flasche platziert ist, wobei jede Kappe mit einem Deckel und einer abnehmbaren Schutzabdeckung versehen ist, wobei jedoch die Figuren zwei verschiedene Varianten einer Trinkschnauze für die Kappe zeigen; und
5a–27e zeigen weitere Varianten der aktuellen Ventilvorrichtung.
Darüber hinaus sind die Figuren schematisch, und sie können hinsichtlich ihrer Form und ihrer Relativabmessungen etwas verzerrt sein. Nachfolgend sind ähnliche Figureneinzelheiten im Wesentlichen mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
Die 1a–1b veranschaulichen den prinzipiellen Funktionsmodus der vorliegenden Ventilvorrichtung. Die Figuren zeigen einen Trinkbehälter in Form einer Flasche 2, die an ihrer Öffnung 4 mit einer Kappe 6 versehen ist. Die Flasche 2 verfügt über einen Innendruck P3, der größer als der Umgebungsdruck P1 um die Flasche 2 sein kann, beispielsweise dann, wenn die Flasche 2 eine mit Kohlensäure versetzte Flüssigkeit enthält. Im Inneren ist die Kappe 6 mit einer konzentrischen und flachen Trennwand 8 versehen, die mit einer zentralen Öffnung 10 versehen ist. Die Trennwand 8 ist um die Längsachse 11 der Kappe 6 herum ausgebildet. Zwischen der Trennwand 8 und der Stirnwand 14 der Kappe 6 ist eine konzentrische Membran 12 angeordnet. Die Membran 12 ist entlang ihrem Umfangsrand 15 druckdicht mit der Seitenwand 16 der Kappe 6 ver bunden, und sie ist auch mit einer flexiblen Zone in Form einer umfangsmäßig positionierten und konzentrischen, ringförmigen Sicke 18 versehen. Die Membransicke 18 ist nachgiebiger, wenn sich die Membran 12 bewegt. Mit dem Inneren 22 der Membran 12 ist in ihrem Zentrum ein Schaft 20 verbunden. Der Schaft 20 steht entlang der Längsachse 11 durch die Öffnung 10 der Trennwand 8 vor, und ihr Querschnitt ist kleiner als der Durchmesser der Trennwandöffnung 10. An seinem freien Ende ist der Schaft 20 mit einem flachen Ventilkopf 26 versehen, der so angeordnet ist, dass er druckdicht an einem Ventilsitz 28 im Inneren 30 der Trennwand 8 ruht. In der Kappe 6 existiert demgemäß zwischen der Trennwand und der Membran 12 eine Saugkammer 32, die mit einer Trinköffnung 34 in der Seitenwand 16 der Kappe 6 Verbindung steht, wobei die Trinköffnung 34 durch einen Trinkkanal in Form eines Rohrstummels 36 gebildet ist. Zwischen der Membran 12 und der Stirnwand 14 ist eine Außenkammer 38 vorhanden, die mit einer Belüftungsöffnung 40 in der Kappe 6 verbunden ist, so dass die Kammer 38 mit dem Umgebungsdruck P1 im Druckausgleich steht. Die Außenkammer 38 wirkt dadurch als Schutzdeckel für die Membran 12.
Die Ventilvorrichtung wird durch Saugen durch die Trinköffnung 34 hindurch aktiviert, wodurch in der Saugkammer 32 ein Unterdruck P2 erzeugt wird. Der sich ergebende Differenzdruck (P1-P2) wirkt dadurch mit einer Druckkraft F1, die über den Schaft 20 an den Ventilkopf 26 übertragen wird, auf die Membran 12. Wenn die Druckkraft F1 eine entgegengesetzt gerichtete Druckkraft F2 überschreitet, die durch einen möglichen Überdruck P3 innerhalb der Flasche 2 hervorgerufen ist, wird die Membran 12 zur Trennwandöffnung 10 bewegt, wobei der Druck P3 auf die Oberfläche 42 des Ventilkopfs 26 wirkt. Dadurch werden der Schaft 20 und der Ventilkopf 26 in die offene Stellung bewegt, siehe die 1b. Wenn der Unterdruck P2 und die Kraft F1 nachlassen, kehrt die Membran 12, aufgrund ihrer flexiblen Zone, in ihre inaktive Stellung zurück, und sie schließt das Ausfließen, siehe die 1a.
Bei einem Überdruck P3 in der Flasche 2 muss die Oberfläche des durch den Unterdruck beeinflussten Inneren 22 der Membran 12 wesentlich größer als diejenige der durch den Überdruck beeinflussten Fläche 42 des Ventilkopfs 26 sein. Durch geeignetes Verteilen der Oberflächen dieser Flächen 22, 42, kann ein Benutzer das Ventil dadurch öffnen, dass er durch Saugen einen moderaten Unterdruck P2 in der Saugkammer 32 erzeugt, und zwar selbst bei einem relativ hohen Überdruck P3 im Inneren der Flasche 2.
Die 2 und 3 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Ventilvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die Vorrichtung trennbar in einem externen Gehäuse 46 einer Kappe 6 angebracht ist. Die 3 zeigt vergrößerte Schnittdetails der Vorrichtung. Diese Figuren zeigen auch eine Kappe 6, die mit einer konzentrischen und flachen Trennwand 8 mit einer zentralen Öffnung 10 versehen ist. Dadurch ist die Kappe 6 mit einem externen und einem internen Abschnitt versehen. Das externe Gehäuse 46 ist konzentrisch um die Längsachse 11 der Kappe 6 ausgebildet, wobei diese Achse 11 zentrisch in der Trennwandöffnung 10 liegt. Das Gehäuse 46 ist zwischen der Trennwand 8 und einer Außenverlängerung 47 der Seitenwand 16 der Kappe 6 vorhanden. Konzentrisch innerhalb des Gehäuses 46 und orthogonal zur Achse 11 ist eine ebene Membran 48 angeordnet. Die Membran 48 ist an einem Umfangsmontagering 49 befestigt, der druckdicht und trennbar am Gehäuse 46 befestigt ist. Für diese Druckabdichtung wird eine Seite des Montagerings 49 mit einer Dichtung 50, 51 versehen. Diese Membran 48 ist auch mit einer Umfangssicke 18 versehen.
Die Membran 48 ist auch mit einer zentralen Trinköffnung in Form eines Ausfließlochs 52 versehen. In diesem Ausfließloch 52 ist ein Schaft 20 angeordnet, der durch die Öffnung 10 der Trennwand 8 axial aus ihm vorsteht. Der Schaft 20 ist durch radiale Stäbe 54 an der Membranwand um das Loch 52 herum befestigt, wodurch das Ausfließen von Fluid durch das Loch 52 ermöglicht ist, wenn das Ventil geöffnet ist. An seinem freien Ende ist der Schaft 20 schwenkbar über ein Kugelgelenk 55 mit einem kegelförmigen Ventilkopf 56 verbunden. An seinem Umfang ist der Ventilkopf 56 als flexible, verjüngte Dichtung 57 ausgebildet, die druckabdichtend mit dem Inneren 30 der Trennwand 8 und um deren Öffnung 10 herum in Kontakt treten kann.
An ihrer Außenseite 58 und um die Ausfließöffnung 52 herum ist die Membran 48 mit einer flexiblen, ringförmigen Dichtung 60 versehen. Die Dichtung 60 ist auch mit einem inneren Verbindungsbund 62 ausgebildet. Der Bund 62 ist so beschaffen, dass er druckdicht und trennbar zu einer ringförmigen Rille 64 um einen ersten Endabschnitt 65 eines konzentrischen Trinkkanals 66 in einem gesonderten Deckel 68 passt. In einem zweiten Endabschnitt 67 des Trinkkanals 66 ist der Deckel 68 als Trinkschnauze 70 ausgebildet. Darüber hinaus sind ein externer Abschnitt eines Deckelgehäuses 72 und ein interner Abschnitt einer Kappenverlängerung 47 mit komplementären Verbindungsrillen 73 versehen. Dadurch kann der Deckel 68 trennbar am Kappengehäuse 46 und dem Äußeren der Membran 48 angebracht werden. Bei dieser Verbindung wird das Deckelgehäuse 72 gegen den Montagering 49 der Membran 48 sowie dessen Dichtungen 50, 51 gedrückt, um dadurch zu gewährleisten, dass die Membran 48 druckabdichtend an der Trennwand 8 angebracht ist. Gleichzeitig ist der Trinkkanal 66 druckabdichtend und lösbar mit dem Ausfließloch 52 der Membran 48 verbunden. Der Deckel 68 ist mit einer Belüftungsöffnung 74 in einer Außenkammer 75 versehen, die zwischen der Membran 48 und dem Deckel 68 liegt, wodurch die Kammer 75 im Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck P1 steht. Die Membran 48 ist auch um ein bestimmtes Stück entfernt von der Trennwand 8 platziert, so dass zwischen ihr und der Trennwand 8 eine Saugkammer 76 vorhanden ist. Wenn ein Unterdruck P2 über die Trinkschnauze 70 an die Saugkammer 76 geliefert wird, bewegt sich die Membran 48 zur Trennwand 8, wodurch der Schaft 20 und der Ventilkopf 56 verstellt werden und sie das Ventil öffnen, um Fluid ausfließen zu lassen.
Darüber hinaus ist die Kappe 6 der 2 mit einem Innengewinde 77 sowie einem Abschraubsperrring 78 mit Sperrnasen 80 versehen. Dies ist Stand der Technik. Die Nasen 80 sind so angeordnet, dass sie mit nicht dargestellten Haken an einem Trinkbehälter in Kontakt treten, um dadurch zu verhindern, dass sie Kappe 6 unbeabsichtigt von der Flasche abgeschraubt wird. Der Sperrring 78 wirkt als Abdichtung zwischen dem Trinkbehälter 2 und der Kappe 6. Um die Abdichtung zu zerstören, muss der Umfang der Kappe 6 einer beträchtlichen Torsionskraft unterzogen werden. So zeigt eine zerstörte Dichtung ein zuvor erfolgtes Öffnen des Trinkbehälters 2 an.
Eine derartige Anzeige eines Öffnens ist jedoch unzureichend, wenn der Trinkbehälter mit einer Kappe 6 mit einer Trinkschnauze 70 versehen ist, durch die ein Fluid im Behälter 2 fließen kann. Der Deckel 68 der Kappe 6 sowie die zugehörige Trinkschnauze 70 können daher mit einer Schutzeinrichtung in Form einer Schutzabdeckung 82 versehen sein, die den Deckel 68 bedecken kann. Die Schutzeinrichtung ist in der 2 dargestellt, wobei die 2a und 2b Einzelheiten der Abdeckung 82 und des Deckels 68 zeigen. Der Deckel 68 und die Abdeckung 82 sind in einem Primärverbindungsabschnitt 84 an der Trinkschnauze 70 und einem Sekundärverbindungsabschnitt 86, der umfangsmäßig am Umfang der Abdeckung 82 liegt, lösbar verbunden. Im Primärverbindungsabschnitt 84 sind der Deckel 68 und die Abdeckung 82 durch komplementäre Verbindungsteile einer Flanschverbindung 88 verbunden. Im Sekundärverbindungsabschnitt 86 sind der Deckel 68 und die Abdeckung 82 durch eine komplementäre Rille 80 und eine Zunge 91 verbunden, die im Wesentlichen in einer radialen Richtung ausgerichtet sind. Vor dem Auseinanderziehen der Rippe 90 und der Zunge 91, wenn die Abdeckung 82 erstmals entfernt wird, sind der Deckel 68 und die Abdeckung 82 im Sekundärverbindungsabschnitt 86 verbunden, siehe die 2a. Danach ist durch den Primärverbindungsabschnitt 84 eine Verbindung geschaffen, siehe die 2b, was das zuvor erfolgte Öffnen des Trinkbehälters 2 anzeigt.
In den 5a–12b sind, u. a., verschieden geformte Membranen 92, andere Schaftausführungen sowie andere Ausführungsformen des Dichtungselements dargestellt. In allen diesen Figuren ist die Ventilvorrichtung durch einen gesonderten Deckel 94 umgeben, der anders als der in den 2 und 3 dargestellte Deckel 68 geformt ist. Mittels einer Schnappverbindung 99 ist der Deckel 94 druckdicht mit der Trennwand 8 verbunden. Der Deckel 94 ist mit einer Belüftungsöffnung 74 in eine Außenkammer 98 hinein versehen, wodurch die Kammer 98 und die Membran 92 auf Druckausgleichsweise zum Umgebungsdruck P1 in Verbindung stehen.
Die 5a–9b zeigen den Deckel 94 in druckdichter Verbindung mit einer Trennwand 8 in einer Kappe 6. In den 10–12b ist der Deckel 94 druckdicht mit einer Trennwand 8 zwischen der Ventilvorrichtung und einem Trinkbehälter 2 verbunden. Darüber hinaus ist der Deckel 94 in den 5a–12b als Trinkschnauze 100 geformt, die einen zentralen Trinkkanal 102 umgibt.
In den 5a–12b ist die Membran 92 an ihrer Innenseite 22 eben, und sie ist orthogonal zur Längsachse 11 angeordnet, wobei sie entlang ihrem ebenen Abschnitt relativ starr ist. Auch bei dieser Membran 92 ist die Außenseite 58 des Ausfließlochs 52 durch eine flexible, ringförmige Dichtung 104 mit einem inneren Verbindungsbund 106 umgeben, wobei die beiden Komponenten 104, 106 etwas verschieden von den entsprechenden Komponenten der 2 und 3 geformt sind. Der Verbindungsbund 106 umgibt einen ersten Endabschnitt 108 des Trinkkanals 102 in druckabdichtender und trennbarer Weise, wohingegen ein zweiter Endabschnitt 110 des Trinkkanals 102 mit dem Deckel 94 verbunden ist. An ihrem Umfangsrand 15 ist die Membran 92 mit einem sich axial erstreckenden, flexiblen Bundabschnitt 112 versehen, der in einer axialen Richtung zusammengedrückt werden kann und nachgiebig ist, wobei eine axiale Kompression dafür sorgt, dass sich der Bundabschnitt 112 radial nach außen biegt. Der Bundabschnitt 112 erzeugt auch einen Abstand zwischen der Membran 92 und der Trennwand 8, die die Saugkammer 114 der Ventilvorrichtung bilden. Ein spezieller Unterdruck P2 innerhalb der Saugkammer 114 sorgt für die genannte Kompression, woraufhin der flexible Bundabschnitt 112 axial gestreckt ist. Damit der Bundabschnitt 112 axial nachgiebig sein kann, kann sein Umfang mit sich axial erstreckenden und elastisch flexiblen Streben 116 versehen sein, siehe die 5a–5b. Derartige Streben 116 sind so angeordnet, dass sie einer axialen Kompression der Membran 92 einen speziellen Widerstand entgegensetzen, wobei sie in einer radialen Richtung flexibel sind. Nach der Kompression strecken die elastischen Streben 116 den Bundabschnitt 112 in axialer Richtung.
Wie angegeben, zeigen die 5a–12b auch verschiedene Typen von Dichtungselementen sowie verschiedene Typen von Schäften, die fest am Ausfließloch 52 der Membran 92 angebracht sind. Mit Ausnahme der 6a–6b zeigen alle Figuren nur den im Ausfließloch 52 platzierten Schaft.
In den 5a–5b, den 9a–9b, der 10 und den 12a–12b ist das Ausfließloch 52 mit einem Schaft 118 mit kreuzförmigem Querschnitt versehen, der an der Membranwand um das Loch 52 herum befestigt ist, wobei die Form des Schafts 118 eine unbehinderte Fluidströmung durch das Ausfließloch 52 ermöglicht. In den 5a–5b und der 10 ist das freie Ende des Schafts 118 mit einem flachen Ventilkopf 120 mit einer umgebenden, flexiblen und umfangsmäßig verjüngten Dichtung 122 versehen. Die 5a und 10 zeigen das Ventil in seiner geschlossenen Stellung, wohingegen die 5b das Ventil in seiner offenen Stellung zeigt, wobei der Bundabschnitt 112 zusammengedrückt ist und die Streben 116 radial zur Längsachse 11 gebogen sind.
In den 9a–9b ist das freie Ende des Schafts 118 mit einem pfropfenförmigen Ventilkopf 124 versehen, der, wenn das Ventil geschlossen ist, abdichtend an einer Ringdichtung 126 anliegt, die um die Öffnung 10 der Trennwand 8 herum ausgebildet ist, siehe die 9a. Wenn das Ventil offen ist, sind der Schaft 118 und der Ventilkopf 124 in den Trinkbehälter 2 gedrückt, siehe die 9b.
In den 12a–12b ist das freie Ende des Schafts 118 mit einer Spitze 128 versehen. Gleichzeitig ist die Trennwand 8 mit einer elastisch nachgiebigen Zone 130, der Spitze 128 gegenüberstehend, ausgebildet. Die nachgiebige Zone 130 bildet vollständig oder teilweise hindurchgehende Schlitze 132, die in einem Kreuz 134 in der Trennwand ausgebildet sind, wobei das Kreuz 134 in den Trinkbehälter 2 vorsteht. Das Ventil öffnet, wenn die Membran 92 eine Schlitzöffnungskraft F2 auf die Schaftspitze 128 ausübt, um die Schlitze 132 nach außen und voneinander weg zu drücken, siehe die 12b. Wenn die Kraft F1 nachlässt, schließen die Schlitze 132 elastisch gegeneinander, siehe die 12a.
In den 7a–7b ist das Ausfließloch 52 mit einem rohrförmigen Schaft 136 versehen, der, in seiner Rohrwand, mit mindestens einer Öffnung 138 versehen ist, die ein Fließen zwischen dem Trinkbehälter 2 und dem Trinkkanal 102 sowie ein Fließen zur Saugkammer 114 ermöglicht. An seinem freien Ende ist der Schaft 136 mit dem flachen Ventilkopf 120 und dessen Ringdichtung 122 versehen. Die 7a und 7b zeigen das Ventil in seiner geschlossenen bzw. offenen Stellung.
In den 8a–8b ist das Ausfließloch 52 auch mit einem Schaft 140 mit kreuzförmigem Querschnitt versehen, der durch radiale Stäbe 54 an der Membranwand befestigt ist. Das freie Ende des Schafts 140 ist mit einer Spitze 142 versehen, die sich in die Öffnung 10 der Trennwand 8 und zu die Öffnung 10 bedeckenden Spiralwindungen 144 erstreckt, die das Dichtungselement des Ventils bilden. Die Windungen 144 werden vorab unter Spannung gesetzt, und sie ruhen druckabdichtend aneinander, wenn sie sich in der inaktiven Stellung befinden, siehe die 8a. Wenn der Unterdruck P2 in die Saugkammer 114 eingeleitet wird, um die Flüssigkeit 92 zu aktivieren, drückt die Schaftspitze 142 axial gegen das Zentrum der Spiralwindungen 144. Dadurch werden die Windungen 194 voneinander weg und in den Trinkbehälter 2 gedrückt, so dass das Ventil öffnet, um Fluid ausfließen zu lassen, siehe die 8b. Vorzugsweise sind die Spiralwindungen 144 als Teil der Trennwand 8 ausgebildet.
Die 11a–11b zeigen auch einen Schaft 146, der durch radiale Stäbe 54 an der Membranwand befestigt ist. Ein mittlerer Abschnitt einer gesonderten und exzentrisch positionierten Klappendichtung 148 ist trennbar mit einem Montagenippel 150 an der Innenseite 30 der Trennwand 8 verbunden. In seiner geschlossenen Stellung bedeckt ein erstes Außensegment 152 der Dichtung 148 die Öffnung 10 der Trennwand 8, siehe die 11a. Das Ventil öffnet, wenn der Schaft 146 dieses Dichtungssegment 152 in den Trinkbehälter 2 drückt, siehe die 11b.
Die 6a–6b zeigen den mittleren Abschnitt derselben Klappendichtung 148, der lösbar mit einem Montagenippel 150 an der Innenseite 30 der Trennwand 8 verbunden ist. Jedoch liegt der Montagenippel 150 zentrisch zur Achse 11. Darüber hinaus ist die Trennwand 8 mit zwei Öffnungen 10, 10' versehen, die beide durch die Klappendichtung 148 bedeckt sind. Die Öffnung 10 ist durch das erste äußere Dichtungssegment 152 bedeckt, wodurch ein entgegengesetztes zweites äußeres Dichtungssegment 152 die Öffnung 10' bedeckt. Ein erster Schaft 156 und ein zweiter Schaft 158 sind um das Ausfließloch 52 der Membran 92 herum mit der Innenseite 22 derselben verbunden. Die Schäfte 156, 158 erstrecken sich mit verschiedenen Längen in die Trennwandöffnungen 10 bzw. 10'. Auf eine Ventilöffnungsaktivierung der Membran 92 hin tritt der erste und längere Schaft 156 zunächst mit dem ersten Dichtungssegment 152 in Kontakt, und er verschiebt es, wodurch das Ausfließen von Fluid durch die Öffnung 10 gestartet wird. Bei einer weiteren axialen Ventilöffnungsbewegung der Membran 92 tritt auch der zweite und kürzere Schaft 158 mit dem zweiten Dichtungssegment 154 in Kontakt und verschiebt es. Durch diese Vorgehensweise wird das Ventil sequenziell und fortschreitend geöffnet, was sich dann als besonders nützlich erweisen kann, wenn der Druck P3 innerhalb des Trinkbehälters 2 hoch ist.
Die 13a–18c zeigen beispielhafte Ausführungsformen, bei denen, im Gegensatz, die Membran der Ventilvorrichtung als Trinkschnauze um den zentralen Trinkkanal herum ausgebildet ist. In den 5a–12b ist der Deckel 94 mit diesen Komponenten versehen. Darüber hinaus fällt in den 13a–15e die Trennwand 8 mit einer Stirnwand einer Kappe 6 zusammen, wohingegen in den 16a–18c die Trennwand 8 einen Teil eines Trinkbehälters 2 bildet.
In den 13a–18c ist die Membran mit einem zentrischen, sich axial erstreckenden und rohrförmigen Membranstummel versehen, der einen nach außen gerichteten Trinkkanal bildet und die Trinköffnung der Membran bildet, wobei ein zugehöriger Endabschnitt fest mit dem oberen Teil der Membran verbunden ist. Darüber hinaus ist die Membran als Trinkschnauze ausgebildet, die den Membranstummel umgibt, wobei die Membran an ihrem Umfang druckdicht mit der Trennwand 8 verbunden ist. Dadurch bildet die Membran eine Saugkammer, in die sich der Membranstummel erstreckt. Bei allen diesen Figuren ist der freie Endabschnitt des Membranstummels auf eine Weise, die ein Hindurchströmen erlaubt, mit dem kreuzförmigen Schaft 118 verbunden. Der Schaft 118 ist durch die Öffnung 10 der Trennwand hindurchgeführt, wobei sein freies Ende mit dem Ventilkopf 120 und dessen umfangsmäßiger Ringdichtung 122 versehen ist.
In den 13a–14 ist eine Membran 160 mit einer äußeren, zylindrischen Trinkschnauze 162 ausgebildet, die einen zentralen, sich axial erstreckenden Membranstummel 164 umgibt, mit dem der kreuzförmige Schaft 118 auf eine Weise verbunden ist, die ein Herausfließen ermöglicht. Die Membran 160 ist auch mit einem sich axial erstreckenden, flexiblen Bundabschnitt 166 versehen, der über einen sich radial erstreckenden Membranabschnitt 167 mit der Trinkschnauze 162 versehen ist, und der durch die genannte Schnappverbindung 99 druckdicht mit einer Kappe 6 verbunden ist. Die Membran 160 bildet dadurch eine Saugkammer 168. Der Bundabschnitt 166 ist so ausgebildet, dass er eine axiale Kompression sowie Nachgiebigkeit ermöglicht, und er verbiegt sich bei axialer Kompression radial zur Längsachse 11 hin. Dadurch öffnet das Ventil, um Fluid ausfließen zu lassen. Um ein unbeabsichtigtes Aktivieren der Ventilvorrichtung zu verhindern, ist der Bundabschnitt 166 entlang seinem Umfang mit sich axial erstreckenden und elastisch flexiblen Streben 170 versehen, siehe die 13a. Wenn ein Unterdruck P2 an die Saugkammer 168 geliefert wird, sind die Streben 170 so ausgebildet, dass sie der axialen Kompression einen speziellen Widerstand entgegensetzen, jedoch einem Verbiegen radial nach innen wenig Widerstand entgegensetzen. Jede Strebe 170 besteht aus zwei axialen Strebenelementen 170a, 170b, deren benachbarte Endflächen 170a' bzw. 170b' von komplementärer Form sind, und die an ihren radialen Außenseiten scharniermäßig verbunden sind, siehe die 13a'. Dadurch sind die Strebenelemente 170a, 170b so ausgebildet, dass sie gegeneinander sperren, wenn die Ventilvorrichtung inaktiv ist und sich der Bundabschnitt 166 axial erstreckt. Bei Aktivierung und Kompression des Bundabschnitts 166 fallen die Elemente 170a, 170b mittels der scharniermäßigen Lagerung radial ein, siehe die 13b. Ein vergrößerter zugehöriger Schnitt ist in der 13b' dargestellt. In der 14 umgibt ein konzentrisches Schutzgehäuse 172, das mit der Kappe 6 verbunden ist und das aus einem Verstärkungsmaterial hergestellt ist, den Bundabschnitt 166. Das Schutzgehäuse 172 kann auch als gesonderter Schutzring (in den Figuren nicht dargestellt) ausgebildet sein, der trennbar um den Bundabschnitt 166 der Membran 160 herum platziert ist.
Die 15a–16c zeigen ebenfalls beispielhafte Ausführungsformen, bei denen die Membran der Ventilvorrichtung als Trinkschnauze um einen zentralen Trinkkanal herum geformt ist. Jedoch ist die Membran nicht mit einem sich axial erstreckenden, flexiblen Bundabschnitt 166 versehen.
In den 15a–15e fällt die Trennwand mit einer Stirnwand einer Kappe 6 zusammen, wobei die Membran direkt an der Trennwand 8 angebracht ist, beispielsweise durch Verkleben oder eine Wärmebehandlung. In den 16a–16c bildet die Trennwand 8 einen Teil eines Trinkbehälters 2, wobei die Membran mittels einer Schnappverbindung 99 druckdicht mit der Trennwand 8 des Trinkbehälters 2 verbunden ist.
Die Membran ist mit einem zentrischen, sich axial erstreckenden, rohrförmigen Membranstummel versehen, der einen nach außen führenden Trinkkanal bildet, der die Trinköffnung der Membran bildet, wobei ein zugehöriger Endabschnitt fest mit dem oberen Teil der Membran verbunden ist. Dadurch bildet die Membran eine Saugkammer, in die der Membranstummel vorsteht. In den 15a–15c ist der freie Endabschnitt des Membranstummels auf eine Weise, die ein Hindurchfließen ermöglicht, auch mit dem kreuzförmigen Schaft 118 verbunden, der durch die Öffnung 10 der Trennwand 8 hindurchgeführt ist und mit dem Ventilkopf 120 und einer Ringdichtung 122, die so angeordnet ist, dass sie die Öffnung 10 verschließt, versehen ist.
Die 15a–15c zeigen eine Membran 174, die mit einer zentral vorstehenden Trinkschnauze 176 versehen ist, die, über einen schrägen, flexiblen Membranabschnitt 178, druckdicht an der Trennwand 8 der Kappe 6 platziert ist. Die Trinkschnauze 176 umgibt einen zentralen, sich axial erstreckenden Membranstummel 179, mit dem der kreuzförmige Schaft 118 und der Ventilkopf 120 auf eine Weise verbunden sind, die ein Hindurchfließen erlaubt. Die Membran 174 bildet dadurch eine Saugkammer 180. Bei einer Druckaktivierung der Membran 174 ist der flexible Membranabschnitt 178 für eine nachgiebige Bewegung in der radialen Richtung ausgebildet. Wenn der Ventilkopf 120 des Schafts 118 abstützend an der Trennwand 8 platziert ist, kann diese Flexibilität der Membran 174 auch für eine Vorbelastung derselben auf druckabdichtende Weise gegen die Trennwand 8 genutzt werden. Darüber hinaus zeigt die 15c das Ventil in seiner offenen Stellung.
In der 15a ist die Membran 174 durch eine Schutzabdeckung 182 abgedeckt und umgeben dargestellt, wodurch eine unbeabsichtigte Aktivierung und Verschmutzung der Membran 174 verhindert wird. Durch eine Schnappverbindung 99 ist die Membran 174 druckdicht mit der Kappe 6 verbunden.
Die 15d–15e zeigen den Membranstummel 179, der entlang seinem Innenumfang mit elastischen, radialen Nasen 186 versehen ist. Die freien Enden der Nasen 186 sind so angeordnet, dass sie schließend aneinander liegen, wenn die Ventilvorrichtung inaktiv ist. Wenn andererseits ein Unterdruck P2 an die Saugkammer 180 geliefert wird, sind die Nasen 186 so beschaffen, dass sie sich nach außen biegen und in der Richtung eines Ausströmens von Fluid öffnen. Die Nasen 186 verhindern das Auslaufen von Fluid, wenn die Ventilvorrichtung inaktiv ist. Die Nasen 186 können auch eine unidirektionale Drosselvorrichtung bilden, die gewährleistet, dass der Unterdruck P2 eine Zeit lang in der Saugkammer 180 herrscht, nachdem der Benutzer damit aufgehört hat, Fluid aus dem Trinkbehälter 2 zu saugen. Dadurch kann das Ventil für eine anschließende Weile offen gehalten werden, so dass Luft allmählich in den Trinkbehälter 2 eingelassen wird. Dadurch wird auch die Ventilvorrichtung von darin verbliebenem Fluid geleert. Die Nasen 186 verhindern auch das Eintreten unerwünschter Objekte, beispielsweise Insekten, in die Ventilvorrichtung und den Trinkbehälter 2. Darüber hinaus zeigt die 15e das Ventil in seiner offenen Stellung.
Die 16a–16c zeigen eine Membran 188, die ebenfalls mit einer zentralen, vorstehenden Trinkschnauze 176 versehen ist, die einen zentrischen, sich axial erstreckenden Membranstummel 179 bildet, mit dem der kreuzförmige Schaft 118 und der Ventilkopf 120 auf eine Weise verbunden sind, die ein Hindurchfließen erlaubt. Mittels einer Schnappverbindung 99 ist die Membran 188 druckdicht mit der Trennwand 8 des Trinkbehälters 2 verbunden. Dadurch bildet die Membran 188 eine Saugkammer 190. Diese Membran 188 ist ebenfalls mit einem schrägen Membranabschnitt 192 versehen. Jedoch ist der Membranabschnitt 192 mit mehreren konzentrischen, ringförmigen Sicken 194 versehen, die so angeordnet sind, dass sie bei einer Bewegung der Membran 188 nachgiebig sind.
In den 16b–16c ist der Ventilvorrichtung eine einklappbare Trennwand 196 eines Trinkbehälters 2 zugeordnet. In der 16b ist die Vorrichtung als in den Trinkbehälter 2 eingeklappt dargestellt, wobei die einklappbare Trennwand 196 durch eine Schutzdichtung 198 bedeckt ist. Die 16c zeigt die Trennwand 196 in einem ausgeklappten Zustand nach dem Entfernen der Dichtung 198.
Die 17a–18c zeigen eine Membran 200, die an ihrem Umfangsrand 15 mit mehreren konzentrischen, ringförmigen Sicken 202 versehen ist. Die Membransicken 202 sind in der axialen Richtung angeordnet, und dadurch ist die Membran 200 so ausgebildet, dass sie wie ein Balg in der axialen Richtung aufspringt. Die Membran 200 ähnelt dadurch der Membran 188 gemäß den 16a–16c, dass sie mit einem zentralen, sich axial erstreckenden Membranstummel 179 versehen ist, mit dem der kreuzförmige Schaft 118 und der Ventilkopf 120 auf solche Weise verbunden sind, dass ein Hindurchfließen möglich ist. Die Membran 200 ist ebenfalls mit einer zentralen, vorstehenden Trinkschnauze 204 um den Membranstummel 179 herum versehen. Jedoch ist die Trinkschnauze 204, aufgrund der sich axial erstreckenden Sicken 202, etwas anders als die Trinkschnauze 176 gemäß den 16a–16c geformt. Mittels einer Schnappverbindung 99 ist die Membran 200 druckdicht mit der Außenseite 96 einer Trennwand 8 in Form der einklappbaren Trennwand 196 eines Trinkbehälters 2 verbunden, siehe die 16b–16c. Dadurch bildet die Membran 200 eine Saugkammer 206.
In der 17a ist die Ventilvorrichtung in einen Trinkbehälter eingefaltet dargestellt, wobei die einfaltbare Trennwand 196 durch die Schutzdichtung 198 bedeckt ist und die Membransicken 202 durch die Dichtung 198 zusammengedrückt sind. Auf dieser Kompression ist das Ventil in der offenen Stellung platziert. Andererseits zeigt die 17b das Ventil in seiner geschlossenen Stellung nach dem Entfernen der Dichtung 198 und einem Geradestrecken der Membransicken 202 in der axialen Richtung. Im Gegensatz dazu zeigt die 17c eine einfaltbare Trennwand 208, die an der Außenseite 96 des Trinkbehälters 2 montiert ist.
In den 18a–18c sind die Ventilvorrichtung gemäß den 17a–17c sowie die einfaltbare Trennwand 208 gemäß der 17c an der Außenseite 96 des Trinkbehälters 2 angeordnet, der beispielsweise eine mit pasteurisierter Flüssigkeit gefüllte Tüte ist. Darüber hinaus ist ein Wandgebiet 209 des Trinkbehälters 2, das um die Achse 11 der Vorrichtung und dem Ventilkopf 120 derselben gegenüberliegt, mit ringförmigen Teildurchbrüchen 210 versehen, siehe die 18a. Eine Schutzdichtung 212, die mit einer durch Druck aktivierten Anzeigeeinrichtung 214 gegenüber der Trinkschnauze 204 versehen ist, bedeckt die Ventilvorrichtung und die einfaltbare Trennwand 208. Um den Trinkbehälter 2 zu öffnen, kann ein Benutzer einen Finger 216 gegen die Dichtung 212 und deren Anzeigeeinrichtung 214 drücken. Dadurch wird der Membranschaft 118 gegen das Wandgebiet 209 des Trinkbehälters 2 gedrückt, so dass dieses entlang den Durchbrüchen 211 lose abgebrochen wird und in den Trinkbehälter 2 gedrückt wird, siehe die 18b. Gleichzeitig wird die Anzeigeeinrichtung 214 verformt, so dass ein Anzeigemuster erscheint, das das Öffnen des Trinkbehälters 2 anzeigt. Dann wird die Dichtung 212 entfernt, wodurch die Ventilvorrichtung in eine zur Benutzung bereite inaktive Stellung gebracht ist, siehe die 18c.
Die 19a–19c zeigen eine Kappe 6, die mit einer konzentrischen Trennwand 218 versehen ist. Die Trennwand 218 ist mit einem vertieften Mittelabschnitt 220 ausgebildet, der mit einer zentralen und axialen Öffnung 10 versehen ist. Auch ist eine Membran 222 mit einem vertieften Mittelabschnitt 224 versehen, der in den vertieften Mittelabschnitt 220 der Trennwand 218 passt. Die Membran 222 ist etwas entfernt von der Trennwand 218 platziert, so dass zwischen ihnen eine Saugkammer 226 vorhanden ist. Gemeinsam mit einem äußeren und umdrehbaren Deckel 228 ist die Membran 222 druckdicht und lösbar innerhalb eines Außengehäuses 230 der Kappe 6 platziert. Der Deckel 228 ist auch mit einer Belüftungsöffnung 74 versehen. Darüber hinaus ist ein mittlerer Abschnitt des Deckels 228 mit einer axial vorstehenden Trinkschnauze 232 ausgebildet, die in den vertieften Mittelabschnitt 224 der Membran 222 passt. Die Schnauze 232 ist mit einer Trinköffnung 234 versehen, die sich axial durch sie erstreckt, wobei ein zugehöriges Ende mit einer abbrechbaren Dichtung 236 versehen ist. Die Membran 222 ist mit einem sich axial erstreckenden, rohrförmigen Membranstummel 238 versehen, der axial aus dem Ausfließloch 252 der Membran 222 und von deren Saugkammer 226 weg steht, um sich so in die Trinköffnung 234 der Schnauze 232 zu erstrecken. Dies bildet die Transport- oder Lagerposition des Deckels 228, siehe die 19a, in der die Dichtung 236 nicht zerstört ist und den Auslass 239 des Membranstummels 238 bedeckt. Der Deckel 228 ist auch mit einem Griffring 240 versehen, der in dieser Position vom Deckel 228 absteht. Dadurch kann der Deckel 228 aus dem Gehäuse 230 gezogen werden, woraufhin er umgedreht wird und wieder in seiner Gebrauchsposition in das Gehäuse 230 zurück gesetzt wird. In der Gebrauchsposition ist die Trinköffnung 234 der Trinkschnauze 232 an einer solchen Position platziert, dass ein Außenabschnitt des Membranstummels 238 bedeckt und umgeben ist. Dadurch wird die Dichtung 236 zerstört, und es existiert eine druckdichte Gleitdichtung um den Membranstummel 232 herum, siehe die 19b, wodurch die Aktivierungseinrichtung für ihre Funktion vorbereitet ist. In dieser Stellung ist auch eine Außenkammer 242 zwischen der Membran 222 und dem Deckel 228 vorhanden, die über die Belüftungsöffnung 74 im Deckel 228 in Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck P1 steht. Der Membranstummel 232 ist auch mit einem kreuzförmigen Schaft 244 verbunden, der so ausgebildet ist, dass er ein Hindurchfließen zulässt, und der durch die Öffnung 10 der Trennwand 218 geführt ist. An seinem freien Ende ist der Schaft 244 mit dem Ventilkopf 120 und einer Ringdichtung 122 versehen. Die 19c zeigt die in ihre offene Stellung gebrachte Ventilvorrichtung.
Die 20a–26c zeigen weitere Ausführungsformen der vorliegenden Ventilvorrichtung, bei denen die Membran als Balg geformt ist, der sich konzentrisch und axial um die Längsachse 11 erstreckt. Dadurch ist der Balg mit einem ersten Endabschnitt versehen, der druckdicht der Außenseite einer Trennwand zwischen der Ventilvorrichtung und einem Fluid innerhalb eines Trinkbehälters 2 zugeordnet ist, wobei der Membran abstützend ein Dichtungselement zugeordnet ist, das öffnet oder schließt, um ein Ausfließen von Fluid zu ermöglichen. Ein zweiter und axial entgegengesetzter Endabschnitt der Membran ist als Trinköffnung geformt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Endabschnitt bildet der Balg einen Trinkkanal, und der Innenraum des Balgs bildet eine Saugkammer. Der Balg ist mit flexiblen Zonen ausgebildet, die sich umfangsmäßig und radial zusammenziehen können. Mittels Abstützelementen wird die Kontraktion des Balgs in eine Ventilöffnungskraft F1 umgesetzt.
Die 20a–20c, die 22a–22c, die 23 und die 25 zeigen alle einen Membranbalg 246, der sich konzentrisch und axial erstreckt. Entlang seinem Umfang ist der Balg 246 mit sich axial erstreckenden Sicken 248 versehen, die einen axialen Verstärkungseffekt auf den Balg 246 ausüben. Darüber hinaus ist der Membranbalg 246 durch Kraft übertragende, axiale Streben 250 verstärkt. Mittels der Sicken 248 kann der Balg 246 eine umfangsmäßig und radiale Kontraktion erfahren. Um eine radiale Kontraktion zu ermöglichen, ist der Umfang des Balgs 246 mit einer äußeren Gelenkzone 252, einer mittleren Gelenkzone 254 und einer inneren Gelenkzone 256 ausgebildet. Die Streben 250 sind über die mittlere Gelenkzone 254 miteinander gekoppelt. Die innere Gelenkzone 256 ist an einem ersten Endabschnitt 258 des Balgs 246 platziert. Ferner bildet die Gelenkzone 256 bei diesen beispielhaften Ausführungsformen einen Umfangsrand 15 des Membranbalgs 256, dem eine Öffnung 10 der Trennwand 8 zugeordnet ist. Jedoch ist die äußere Gelenkzone 252 an einem axial entgegengesetzten, zweiten Endabschnitt 260 des Balgs 246 platziert, in dem eine Trinköffnung 262 ausgebildet ist. Der Innenraum des Balgs 246 bildet eine Saugkammer 264. Wenn ein Unterdruck P2 an die Saugkammer 264 geliefert wird, führt der Balg 246 Kontraktions- und Dehnungsvorgänge in der axialen Richtung aus, wodurch eine axiale Ventilöffnungskraft F1 ausgeübt wird.
In den 20a–20c ist der erste Endabschnitt 258 des Membranbalgs 246 mit einem umfangsmäßigen und flexiblen Dichtungsrand 266 versehen, der den Umfangsrand 15 der Membran mit einer Öffnung 10 in einer Trennwand 8 einer Kappe 6 verbindet, wobei der Dichtungsrand 266 an der Außenseite 96 der Trennwand 8 positioniert ist und er die Öffnung 10 druckdicht umgibt. Der Endabschnitt 258 ist auch mit Schaftöffnungen 270 auf eine Weise, die ein Hindurchfließen erlaubt, mit einem hohlen Schaft 268 verbunden. An seinem freien Ende ist der Schaft 268 mit einem kegelförmigen Ventilkopf 272 versehen, der so ausgebildet ist, dass er ein Schließen der Trennwandöffnung ermöglicht, siehe die 20b. In Verbindung mit dem Membranbalg 246 können auch andere Typen von Schäften und Ventilköpfen verwendet werden. Jedoch ist der zweite Endabschnitt 260 relativ zur Trennwand 8 fixiert, so dass sich der Balg bei Kontraktion axial zur Trennwandöffnung 10 erstreckt, um dadurch den Ventilkopf 272 in seine offene Stellung zu drücken, siehe die 20c. Der Endabschnitt 260 ist durch einen konzentrischen und starren Mantel 274, der den Balg 246 umgibt, an der Trennwand 8 befestigt. Ein Ende des Mantels 274 ist mit dem Endabschnitt 260 verbunden, wohingegen sein anderes Ende druckdicht mit einem Verbindungsabschnitt 276 eines äußeren Kappengehäuses 278 verbunden ist. Der Balg 246 und der Mantel 274 bilden eine Außenkammer 280, die durch eine Belüftungsöffnung 282 im Mantel 274 mit dem Umgebungsdruck P1 kommuniziert. In der 20a sind der Mantel 274 und der Balg 246 durch eine Schutzabdeckung 284 umgeben, die mit einem weiteren Verbindungsabschnitt 246 außerhalb, am Kappengehäuse 278, verbunden ist.
Die 21 zeigt einen Membranbalg 288, der dem bereits genannten Balg 246 ähnelt. Mittels axialer, elastischer Streben 290 ist der Membranbalg 288 mit in der axialen Richtung gekrümmter Form ausgebildet, wodurch eine mittlere Gelenkzone des Balgs 288 redundant ist. Der Balg 288 ist auch in einem durch einen Mantel 274 umgebenen externen Kappengehäuse 278 platziert.
In den 22a–22c ist der Balg 246 auch durch einen konzentrischen und starren Mantel 292 mit etwas anderer Form als der des Mantels 274 gemäß der 20 umgeben, da dieser Mantel 292 auch druckdicht mit dem Verbindungsabschnitt 276 des Kappengehäuses 278 verbunden ist. Der Mantel 292 ist mit einer Belüftungsöffnung 282 versehen, und er bildet eine Außenkammer 294. In diesen Figuren endet der erste Endabschnitt 258 des Membranbalgs 246 in einer Schnauze in der Form einer konvergierenden Kegelspitze 296, siehe die 22a. Die Spitze 296 ist mit sich axial erstreckenden, schließbaren Schlitz öffnungen 298 versehen, die aus der inneren Gelenkzone 256 des ersten Endabschnitts 258 des Balgs 246 hervortreten. Wenn die Kegelspitze 292 durch den Unterdruck P2 und die axiale Kraft F1 beeinflusst wird, wird sie einem die Schnauze öffnenden Drehmoment ausgesetzt, wodurch die Schlitzöffnungen 298 nach außen und auseinander gedrückt werden, siehe die 22b. Die Kegelspitze 296 und ihre Schlitzöffnungen 298 bilden dadurch das Dichtungselement des Ventils. Der erste Endabschnitt 258 ist mit einem umfangsmäßigen und flexiblen Dichtungsrand 302 versehen, der druckdicht und trennbar um die Trennwandöffnung 10 herum angeordnet ist. Jedoch liegt bei dieser beispielhaften Ausführungsform der Dichtungsrand 302 an der Innenseite 30 der Trennwand 8 der Kappe 6 an. Dadurch ist zwischen der Trennwandöffnung 10 und der Schnauze ein Luftein-lass 304 gebildet, wenn der Balg 246 zusammengedrückt ist, und die Schnauze ist offen, siehe die 22c. Wenn die Schnauze geschlossen ist, dichtet der Dichtungsrand 302 wieder gegen die Trennwand 8 ab, wobei der Lufteinlass 304 geschlossen ist.
Die 23 zeigt den Balg 246 und die Kegelspitze 296 gemäß der 22. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist der erste Endabschnitt 258 mit einem breiteren umfangsmäßigen und flexiblen Dichtungsrand 306 versehen. Der zweite Endabschnitt 260 ist mit einem konzentrischen und starren Mantel 308 verbunden, der an seinem freien Ende mit einem radialen Flansch 310 versehen ist. Dadurch bildet der Flansch 310 eine Trennwand zwischen dem Balg 246 und einem Trinkbehälter 2. Der Flansch 310 ist um eine größere Öffnung 312 des Trinkbehälters 2 herum verbunden, wobei der Dichtungsrand 306 lösbar und druckabdichtend an der Innenseite 30 des Flanschs 310 platziert ist. Dieser Mantel 308 ist auch mit einer Belüftungsöffnung 282 versehen, und er bildet eine Außenkammer 214.
Die 25 zeigt eine alternative Ausführungsform des Membranbalgs 246, bei der der erste Endabschnitt 258 desselben mit einer Verbindungshülse 316 versehen ist, die um einen Auslassstummel 316 eines Ventils einer Aerosolflasche 310 passt. Beim Aktivieren des Balgs 246 wird der Stummel 318 axial in die Flasche 320 gedrückt, wodurch das Ventil öffnet, damit Fluid ausfließen kann. Ein Umgebungsmantel 322 mit einer Belüftungsöffnung 282 bildet eine Außenkammer 324 zwischen dem Balg 246 und dem Mantel 322, wobei der Mantel 322 an einem freien Ende über eine Schnappverbindung 99 druckdicht mit der Aerosolflasche 320 verbunden ist.
Die 24a–24b zeigen den Mantel 308, den Flansch 310 und die Öffnung 312 des Trinkbehälters 2 gemäß der 23. Jedoch ist bei dieser beispielhaften Ausführungsform ein nicht mit Sicken versehener, flexibler Membranbalg 326 verwendet. An seinem ersten Endabschnitt 328 endet der Balg 326 ebenfalls in einer Kegelspitze 328, die mit sich axial erstreckenden und schließbaren Schlitzöffnungen 330 versehen ist. Die Schlitzöffnungen 330 bilden ein Kreuz 332, siehe die 24a', 24b', die beide radiale Schnitte durch die Ventilvorrichtung zeigen. Zwischen den Schlitzöffnungen 330 ist das Innere der Kegelspitze 328 mit radialen, dreieckigen Streben 334 versehen, die in der Kegelspitze 328 zusammenlaufen. An axial entgegengesetzten Dreiecksecken sind die Streben 334 innerhalb einer konzentrischen, mittleren Gelenkzone 336 des Membranbalgs 326 angebracht. Entgegengesetzt zu den mittleren Dreiecksecken der Streben 334 ist das Äußere des Balgs 326 mit einem umfangsmäßigen und flexiblen Dichtungsrand 338 versehen, der lösbar und druckdicht am Flansch 310 platziert ist. Zwischen der Gelenkzone 336 und dem zweiten Endabschnitt 260 ist der Balg 326 mit einer glatten Membranwand 340 ausgebildet, die, in ihrer inaktiven Stellung, parallel zur Längsachse 11 verläuft, siehe die 24a. Der Balg 326 umgibt eine innere Saugkammer 342, wohingegen der Mantel 308 eine Außenkammer 344 bildet, die über ihre Belüftungsöffnung 282 mit dem Umgebungsdruck P1 kommuniziert. Wenn ein Unterdruck P2 an die Kammer 342 geliefert wird, zieht sich der Balg 326 radial zusammen, siehe die 24b. Dadurch wird ein die Schnauze öffnendes Drehmoment an die Kegelspitze 328 geliefert, das die Schlitzöffnungen 330 nach außen und voneinander weg drückt, siehe die 24b', wodurch das Ventil öffnet.
Die 26a–26c zeigen einen Membranbalg 346, der durch zwei Kunststofffolien oder mit Kunststoff beschichtete Folien 348, 350 gebildet ist, die miteinander verschweißt sind und mit sich axial erstreckenden Verstärkungen 352 versehen sind. Diese Verstärkungen 352 können aus axialen Verstärkungselementen oder Verstärkungssicken in den Folien 348, 350 bestehen. Ein erster Endabschnitt 354 des Balgs 346 ist mit einer Schnauze ausgebildet, die in einen dehnbaren Membranring 356 konvergiert. Der Ring 356 tritt an einer inneren Gelenkzone 358 am ersten Endabschnitt 354 des Balgs 346 hervor, wobei er das Dichtungselement des Ventils bildet. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform bildet die Gelenkzone 358 einen Umfangsrand 15 des Membranbalgs 346, der in den expandierbaren Membranring 356 übergeht. Der Membranring 356 ist ebenfalls mit einem Umfangsbund 360 versehen, der mit dem Trinkbehälter 2 verbunden ist und so die Trennwand zwischen dem Balg 346 und dem Behälter 2 bildet.
Ein zweiter und axial entgegengesetzter Endabschnitt 362 des Balgs 346 ist als Trinköffnung 364 geformt. Zunächst schließt eine Dichtung 366 die Trinköffnung 364, siehe die 26a–26b, die zwei verschiedene Ansichten des Trinkbehälters 2 zeigen. Um für Zugang zur Ventilvorrichtung und zum Fluid innerhalb des Trinkbehälters 2 zu sorgen, wird die Dichtung 366 vor dem Gebrauch abgezogen. Dadurch wird die Trinköffnung 364 freigelegt, so dass Zugang zu einer Saugkammer 368 geschaffen ist, die durch den Balg 346 gebildet ist. Beim Ausüben eines Unterdrucks P2 auf die Saugkammer 368 zieht sich der Balg 346 radial zusammen, wodurch ein die Schnauze öffnendes Drehmoment den Membranring 356 radial nach außen drückt und ihn öffnet, siehe die 26c.
Die 27a–27e zeigen eine weitere beispielhafte Ausführungsform, bei der die vorliegende Ventilvorrichtung in einer konzentrischen und geschlossenen Kappe 370 platziert ist, die mit einem radialen Einlassrohr 372 und einem diametral platzierten radialen Auslassrohr 374 versehen ist. Das Einlassrohr 372 kann mit einem Trinkhalm 376 verbunden werden, wohingegen das Auslassrohr 374 als Trinkschnauze 378 geformt werden kann, siehe die 27e. Alternativ kann das Einlassrohr 372 mit einem Gewinde 379 versehen sein, siehe die 27d. Das Gewinde 379 kann in einen Softdringbehälter, beispielsweise eine Tüte oder einen Trinkbeutel (nicht dargestellt), eingeschraubt werden. Dadurch kann die Kappe 370 lösbar mit einem Trinkbehälter 2 verbunden werden.
Das Einlassrohr 372 und das Auslassrohr 374 sind mit einer Einlasskammer 380 bzw. einer Auslasskammer 382 verbunden, die beide in der geschlossenen Kappe 370 platziert sind. Die zwei Kammern 380, 382 sind nebeneinander positioniert, wobei sie durch eine axial ausgerichtete Kappenwand 384 getrennt sind. Die Kappenwand 384 ist im Schnitt in der 27a deutlich dargestellt, siehe die 27b, die eine Schnittlinie 27a-27a durch die Kammern 380, 382 zeigt.
Darüber hinaus ist die Kappe 370 mit einer radialen Trennwand 386 versehen, die die Kammern 380, 382 von einer flachen Membran 388 trennt, die an der Außenseite 96 der Trennwand 386 angeordnet ist. Die Membran 388 ist an ihrem Umfangsrand 392 mit ringförmigen Sicken 390 versehen. Ferner wird die Membran 388 druckdicht mit der Trennwand 386 verbunden, und sie ist entfernt von ihr positioniert, wodurch zwischen den beiden eine Saugkammer 394 vorhanden ist. Auch umgibt ein äußerer Deckel 396 die Membran 388 auf druckdichte Weise. Der Deckel 396 ist ein Stück entfernt von der Membran 388 platziert, wodurch eine Außenkammer 398 gebildet ist, die über eine Belüftungsöffnung 74 im Deckel 396 mit dem Umgebungsdruck P1 kommuniziert. Die Trennwand 386 ist mit einer zentralen Öffnung 10 versehen, die die Einlasskammer 380 mit der Saugkammer 394 verbindet. Darüber hinaus ist die Trennwand 386 mit einer exzentrisch positionierten Trinköffnung 400 versehen, die sich nach außen erstreckt und die Saugkammer mit der Auslasskammer 382 verbindet, siehe die 27b–27e.
Ein zentraler Abschnitt der Membran 388 ist mit einer verstärkten axialen Membranverlängerung 402 ausgebildet, die sich durch die zentrale Öffnung 10 der Trennwand 386 erstreckt. Der Öffnung 10 gegenüberstehend ist die Membranverlängerung 402 mit einem eingeschränkten Mittelabschnitt 404 ausgebildet, und an ihrem freien Endabschnitt ist die Membranverlängerung 402 mit einem aufgeweiteten Bundabschnitt 406 ausgebildet, der druckdicht in das Innere 30 der Trennwand 386 passen kann. Dadurch wirkt die Membranverlängerung 402 sowohl als Ventilschaft als auch als Ventilkopf. In der 27c ist die Membran 388 als dann aktiviert dargestellt, wenn ein Unterdruck P2 auf die Saugkammer 394 wirkt. Dadurch wird die Membranverlängerung 402 axial in die Einlasskammer 380 gezogen, wodurch sie öffnet, um Fluid durch, u. a., die exzentrische Trinköffnung 400 auszulassen. Pfeile in der 27c kennzeichnen die Richtung der Herausfließens.

Claims

Ventilvorrichtung für einen Trinkbehälter (2, 320), bei dem das Ventil, in seiner Gebrauchsposition, mit mindestens einer Öffnung (10, 10', 312) in einer Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) des Trinkbehälters (2, 320) versehen ist, wobei diese Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) einen Teil des Trinkbehälters (2, 320) oder, alternativ, einen Teil einer Kappe (6, 370) bildet, die dem Trinkbehälter (2, 320) druckdicht zugeordnet ist, und bei der das Ventil so ausgebildet ist, dass es öffnet und schließt, um über eine stromabwärtige Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364, 400) ein Fluid aus dem Trinkbehälter (2, 320) ausströmen zu lassen, wobei dieses Ventil über ein bewegliches Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) verfügt, dem ein Dichtungselement (26, 56, 120, 124, 272, 296, 328, 356, 406) zugeordnet ist, und bei der das Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) auf Druck anspricht und so ausgebildet ist, dass es das Dichtungselement (26, 56, 120, 124, 272, 296, 328, 356, 406) in eine offene Position zum Ausströmen des Fluids verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) in Druckausgleich mit dem Umgebungsdruck (P1) des Trinkbehälters (2, 320) steht, und es so ausgebildet ist, dass es zum Auslassen des Fluids öffnet, wenn der Druck (P2) in der Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364, 400) um einen vorbestimmten Druck niedriger als der Umgebungsdruck (P1) ist, wobei der sich ergebende Differenzdruck (P1-P2) das Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) mittels einer Ventilöffnungskraft (F1) verstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktivierungselement über eine bewegliche Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) verfügt, die um eine Achse (11) an der Außenseite (96) der Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) vorhanden ist, und dass diese Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) mit einem Umfangsrand (15, 392) versehen ist, der, in seiner Gebrauchsposition, auf eine solche Weise angeordnet ist, dass er die mindestens eine Öffnung (10, 10', 312) der Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) umgibt, wobei zwischen der Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) und der Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) eine Saugkammer (32, 76, 114, 168, 180, 190, 206, 226, 264, 342, 368, 394) existiert, und dass diese Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) über mindes tens ein Verstärkungselement (20, 116, 118, 136, 140, 146, 156, 158, 170, 244, 248, 250, 268, 290, 334, 352, 402) dem Dichtungselement (26, 56, 120, 124, 272, 296, 328, 356, 406) zugeordnet ist und sie eine axiale Ventilöffnungskraft (F1) überträgt und dass die stromabwärtige Seite der Saugkammer (32, 76, 114, 168, 180, 190, 206, 226, 264, 342, 368, 394) druckdicht mit der Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364, 400) verbunden ist, wenn die Gebrauchsposition vorliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) mit mindestens einer flexiblen Zone (18, 178, 192, 194, 202, 248, 252, 254, 256, 336, 358, 390) versehen ist, die bei einer Bewegung der Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) nachgiebig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine flexible Zone aus mindestens einer konzentrischen, ringförmigen Membransicke (18, 194, 202, 390) besteht, die zwischen der Achse (11) und dem Umfangsrand (15, 392) der Membran (12, 48, 188, 200, 388) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Membransicke (202) in der axialen Richtung am Umfangsrand (15, 392) der Membran (200) vorhanden ist, wodurch diese wie ein Balg in der axialen Richtung nachgiebig sein kann.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12, 48, 388) mit im Wesentlichen ebener Form, zumindest an ihrer Innenseite (22), vorliegt, und das diese Membran (12, 48, 92, 160, 388) orthogonal zur Achse (11) positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (92, 160) an ihrem Umfangsrand (15, 392) mit einem sich axial erstreckenden und flexiblen Bundabschnitt (112, 166) versehen ist, der so ausgebildet ist, dass er in axialer Richtung nachgiebig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bundabschnitt (112, 166) entlang seinem Umfang mit sich axial erstreckenden und elastisch flexiblen Streben (116, 170) versehen ist, die so ausgebildet sind, dass sie einen speziellen Widerstand gegen axiales Zusammendrücken ausüben, wobei diese Streben (116, 170) radial flexibel sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strebe (170) aus zwei axialen Strebenelementen (170a, 170b), deren benachbarte Endflächen (170a', 170b') von komplementärer Form sind, und die an ihren radialen Außenseiten scharniermäßig miteinander verbunden sind, wobei diese Elemente (170a, 170b) so ausgebildet sind, dass sie gegeneinander sperren, wenn die Ventilvorrichtung inaktiv ist, sie jedoch so ausgebildet sind, dass sie radial über das Scharnier nachgeben, wenn sie durch den Differenzdruck (P1-P2) beeinflusst werden.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (388) mit einer verstärkten axialen Verlängerung (402) ausgebildet ist, die sich durch eine Öffnung (10) in der Trennwand (386) erstreckt, wodurch sie als Ventilschaft wirkt, und dass diese Membranverlängerung (402) mit einem begrenzten Mittelabschnitt (404) ausgebildet ist, der der Öffnung (10) in der Trennwand (386) gegenüberstehend positioniert ist, und dass der freie Endabschnitt der Membranverlängerung (402) mit einem erweiterten Bundabschnitt (406) ausgebildet ist, der druckdicht am Inneren (30) der Trennwand (386) anliegen kann, wobei die Membranverlängerung (402) mittels ihrer Form das Ventil bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran als Balg (246, 288, 326, 346) ausgebildet ist, der sich konzentrisch und axial um die Achse (11) erstreckt, und der mit einem ersten Endabschnitt (258, 354), der der Öffnung (10, 312) in der Trennwand (8, 310, 360) zugeordnet ist, und dem das Dichtungselement (272, 296, 328, 356) zugeordnet ist, und einem axial entgegengesetzten zweiten Endabschnitt (260, 362), der als Trinköffnung (262, 364) geformt ist, versehen ist, wodurch der Innenraum des Balgs (246, 288, 326, 346) die Saugkammer (264, 342, 368) bildet, und dass der Balg (246, 288, 326, 346) mittels seiner flexiblen Zonen (248, 252, 254, 256, 336, 358) in der Umfangsrichtung und in radialer Richtung kontrahierbar ausgebildet ist, wobei die Kontraktion des Balgs durch das mindestens eine Verstärkungselement (248, 250, 268, 290, 334, 352) in die genannte axiale Ventilöffnungskraft (F1) umgesetzt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (246) entlang seinem Umfang mit sich axial erstreckenden Sicken (248) versehen ist, wodurch er in der Umfangsrichtung und in radialer Richtung kontrahierbar ist, wobei die axialen Sicken (248) auch einen axialen Verstärkungseffekt auf den Balg (246) ausüben.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Balg (246, 288, 326, 346) mit axialen Kraftübertragungsstreben (250, 290, 234) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (258, 354) des Balgs (246, 288, 326, 346) in einer verschließbaren, kegelförmigen Schnauze (296, 328, 356) endet, die an einer konzentrischen, ringförmig gegliederten Zone (256, 336, 358) des Balgs (246, 288, 326, 346) angeordnet ist und um diese verschwenken kann, wodurch sie, wenn sie durch die axiale Kraft (F1) beeinflusst wird, einem Schnauzeöffnungs-Drehmoment unterzogen wird, wodurch sie das Ventildichtungselement bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnauze dadurch gebildet ist, dass die Mündung des Balgs (346) zu einem expandierbaren Membranring (356) konvergiert, der das Ventildichtungselement bildet, und dass dieser Membranring (356) mit einem Umfangsbund (360) versehen ist, der mit dem Trinkbehälter (2, 320) verbunden ist und die genannte Trennwand bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnauze dadurch gebildet ist, dass die Mündung des Balgs (246, 326) zu einer kegelförmigen Spitze (296, 328) konvergiert, die mit sich axial erstreckenden und verschließbaren Schlitzöffnungen (298, 330) versehen ist, wodurch die Kegelspitze (296, 328) mit ihren Schlitzöffnungen (298, 330) das Ventildichtungselement bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endabschnitt (260) des Balgs (246, 288, 326, 346) relativ zur Trennwand (8, 310, 360, 386) befestigt ist, wodurch der Balg (246, 288, 326, 346) bei radialer Kontraktion axial zum Dichtungselement (272, 296, 328) gedehnt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–9, 11–13 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement zwischen der Membran (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) und dem Dichtungselement (26, 56, 120, 124, 272) ein Schaft (20, 118, 136, 140, 146, 156, 158, 244, 268) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei vorstehende Schäfte (20, 118, 136, 140, 146, 244, 268) um eine Auslassöffnung (52) der Membran (92) herum angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (20, 118, 136, 140, 146, 244, 268) innerhalb einer Auslauföffnung (52) in der Membran (92) ausgebildet ist und axial aus dieser vorsteht, und dass er auf eine Weise angebracht ist, die einen Durchfluss zur Wand der Membran (12) um die Auslauföffnung (52) herum zulässt, um dadurch für eine ungehinderte Fluidströmung durch die Auslauföffnung (52) zu sorgen, wenn das Ventil offen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslauföffnung (52) durch einen sich axial erstreckenden, rohrförmigen Membranstummel (164, 179) gebildet ist, der in die Saugkammer (168, 180, 190, 206) vorsteht und der, an einem freien Endabschnitt an ihm, mit dem Schaft (118) verbunden ist, und dessen anderem Endabschnitt die Membran (160, 174, 188, 200) zugeordnet ist, wobei er von dieser umgeben ist, wodurch der Stummel (164, 179) eine Trinkleitung bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die umgebende Membran (160, 174, 188, 200) als Trinkschnauze (162, 176, 204) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslauföffnung (52) durch einen sich axial erstreckenden, rohrförmigen Membranstummel (238) gebildet ist, der aus dieser Auslauföffnung (52) der Membran (222) von deren Saugkammer (226) weg vorsteht.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass dem Membranstummel (238) lösbar ein umkehrbarer Deckel (228) zugeordnet ist, der auf Druck ausgleichende Weise an der Außenseite (96) der Trennwand (218) angebracht ist, wobei ein Mittelabschnitt desselben mit einer axial vorstehenden Trinkschnauze (232) ausgebildet ist, die mit einer axial durchgehenden Trinköffnung (234) versehen ist, und dass ein Ende der Trinköffnung (234) mit einer zerstörbaren Dichtung (236) versehen ist, die so ausgebildet ist, dass sie den Auslass (239) des Membranstummels (238) schützt, wenn die Ventilvorrichtung inaktiv ist, sie jedoch dann, wenn der Deckel (228) axial umgedreht wird, zerstört wird und den Membranstummel (238) wie eine druckdichte Gleitdichtung abdeckt und umgibt, wodurch die Aktivierungsvorrichtung für den Gebrauch bereit ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–9, 17–20, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (12, 48, 92) an ihrer Außenseite (58) und um die Auslauföffnung (52) herum mit einer flexiblen, ringförmigen Dichtung (60, 104) versehen ist, die, in ihrer Gebrauchsposition, eine separate Trinkleitung (66, 102) umgibt, wobei die Membran (12, 48, 92) für lösbare Verbindung mit der Trinkleitung (66, 102) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Trinkleitung (66, 102) in einem Deckel (68, 94) ausgebildet ist, der auf Druck ausgleichende Weise an der Außenseite (96) der Trennwand (8) angebracht ist und die Ventilvorrichtung umgibt, und dass ein erster Endabschnitt (65, 108) der Trinkleitung (66, 102) so ausgebildet ist, dass er in die Dichtung (60, 104) passt, wohingegen ein zweiter Endabschnitt (67, 110) der Trinkleitung (66, 102) mit dem Deckel (68, 94) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (68, 94) um die Trinkleitung (66, 102) als Trinkschnauze (70, 100) geformt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2–10 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (386) mit sowohl einer Öffnung (10) für das Ventildichtungselement (406) als auch einer äußeren Trinköffnung (400) versehen ist, und dass die Dichtungselementöffnung (10) an der Innenseite (30) der Trennwand (386) mit einer Einlassleitung (372) verbunden ist, die so ausgebildet ist, dass sie lösbar mit dem Trinkbehälter (2, 320) verbunden ist, wohingegen die Trinköffnung (400) an der Innenseite (30) der Trennwand (386) mit einer Auslassleitung (374) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassleitung (372) mit einer Einlasskammer (380) verbunden ist und die Auslassleitung (374) mit einer Auslasskammer (382) verbunden ist und dass die Einlasskammer (380) und die Auslasskammer (382) innerhalb einer geschlossenen Kappe (370) nebeneinander positioniert sind, während sie durch eine axial ausgerichtete Kappenwand (384) voneinander getrennt sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364) entlang ihrem Innenumfang mit elastischen, radialen Klappen (186) versehen ist, deren freie Enden so angeordnet sind, dass sie schließend aneinander liegen, wenn die Ventilvorrichtung inaktiv ist, und sie sich nach außen biegen und in der Fluidauslaufrichtung öffnen, wenn der genannte Unterdruck (P2) an die Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364) geliefert wird.
Verfahren zum Verhindern des unbeabsichtigten Herauslaufens eines Fluids aus einem Trinkbehälter (2, 320), zu dem die Verwendung eines Ventils gehört, das mit mindestens einer Öffnung (10, 10', 312) einer Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) des Trinkbehälters (2, 320) verbunden ist, wobei diese Trennwand (18, 218, 310, 360, 386) entweder Teil des Trinkbehälters (2, 320) oder alternativ Teil einer Kappe (6, 370) ist, die druckdicht am Trinkbehälter (2, 320) angebracht ist, und bei dem das Ventil so ausgebildet ist, dass es das Ausströmen des Fluids durch die stromabwärtige Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364, 400) steuert, wobei dieses Ventil über ein bewegliches Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 345, 388) verfügt, dem ein Dichtungselement (26, 56, 120, 124, 272, 296, 328, 356, 406) zugeordnet ist, und bei dem das Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) druckempfindlich ist und so ausgebildet ist, dass es das Dichtungselement (26, 56, 120, 124, 272, 296, 328, 356, 406) für ein Ausströmen des Fluids in eine offene Position verstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Herstellen eines Druckausgleichs des Aktivierungselements (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) gegen den Umgebungsdruck (P1) um den Trinkbehälter (2, 320); und Ausbilden des Aktivierungselements (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) zum Öffnen, für ein Herausströmen des Fluids, wenn der Druck (P2) in der Trinköffnung (34, 52, 234, 262, 364, 400) um einen vorbestimmten Wert niedriger als der Umgebungsdruck (P1) ist, wobei der sich ergebende Differenzdruck (P1-P2) das Aktivierungselement (12, 48, 92, 160, 174, 188, 200, 222, 246, 288, 326, 346, 388) mittels einer Ventilöffnungskraft (F1) verstellt.