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PATENTANSPRÜCHE
1. Verschluss für Behälter, insbesondere für Flaschen, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem am BehältervorgesehenenHalteelement(6, 13, 17, 21, 24, 33, 41,45)und und aus einem am Verschlussteil (7,9,14,18,26,30,36,42) befestigten Halteelement (8, 10, 15, 10,15,19, 23, 27, 37, 43) besteht, wobei die genannten beiden Halteelemente in der Verschlusslage durch Magnetkräfte zusammengehalten sind.
2. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Halteelemente einen Permanentmagneten und das andere einen Gegenkörper aus einem weich- oder hartmagnetischen Werkstoff aufweist.
3. Verschluss nach Anspruch 1 oder2, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälter und/oder Verschlussteil ein Permanentmagnet vorgesehen ist, der aus einer Legierung oder aus einem Ferrit besteht.
4. Verschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälter und/oder Verschlussteil ein Permanentmagnet vorgesehen ist, der aus einem Elastomer mit eingelagerten, in einer Vorzugsrichtung magnetisierten Magnetteilchen besteht.
5. Verschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder beide der magnetisch zusammenwirkenden Elemente jeweils einzelne Magnetsegmente aufweist, die mindestens angenähert einander gegenüberliegen.
6. Verschluss nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein weich- oder hartmagnetisches Teil (47, 48) vorgesehen ist, das vorübergehend zwischen die Magnetelemente am Behälter und Verschlussteil bringbar ist, derart, dass sich die Magnetkräfte abstossend verhalten und sich der Verschluss in Öffnungslage befindet.
7. Verschluss nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet am Behälter und/oder Verschlussteil ein ringförmiger Elastomerkörper mit eingelagerten Magnetteilchen ist und zusätzlich als Dichtung zwischen Behälter und Verschlussteil dient.
8. Verwendung des Verschlusses nach einem der vorstehenden Ansprüche an Chemikalienfiaschen.
Die Erfindung betrifft einen Behälterverschluss, insbesondere einen Flaschenverschluss.
Behälter werden meist mit abnehmbaren oder aufklappbaren Deckeln verschlossen, die aufgeschraubt, aufgedrückt bzw. aufgeklemmt werden . Es ist eine grosse Anzahl solcher Verschlüsse bekannt, aus denen derjenige Verschluss, der einem bestimmten Zweck am besten entspricht, ausgewählt werden kann.
Ein Nachteil, der allen bekannten Behälterverschlüssen in mehr oder weniger störendem Ausmass anhaftet, ist dieTatsache, dass diese Verschlüsse nicht oder nicht gut mit einer Hand geöffnet und verschlossen werden können. Denktman insbesondere an Flaschen und Dosen, die z. B. im chemischen Laborato- rium, in Apotheken, Drogerien, in der Küche usw. zu öffnen sind, so stellt man fest, dass zum Öffnen und Verschliessen zwei Hände notwendig sind: Die eine Hand ergreift den Behälter und hält ihn fest, und mit der anderen Hand wird der Verschluss abgeschraubt, abgehoben und abgezogen. Beim Verschliessen wird entgegengesetzt verfahren.
Es ist nun aber in vielen Fällen sehr erwünscht, nämlich wenn die eine Hand nicht frei ist, mit nu einer Hand eine Flasche und dgl. zur Entnahme ihres Inhaltes zu öffnen und auch wieder zu verschliessen, und zwar so, dass ein dichter Verschluss des Behälters gewährleistet ist.
Weiterhin ist bekannt, dass einige Füllgüter, nämlich solche, die bei der Aufbewahrungstemperatur einen hohen Dampfdruck haben (Beispiele: Äther, Methylenchlorid, Ammoniakwasser, Leichtbenzin, Chloroform), im Behälter einen Überdruck erzeugen, der zum Abschleudern bestimmter Verschlüsse, z. B.
Schliffstopfen, führen kann. Beim Öffnen von Flaschen mit solchen Füllgütern macht sich der hohe Innendruck störend und gefährlich bemerkbar. Auch können Behälter, die nicht für Überdruck ausgelegt sind, gelegentlich explodieren.
Aufgabe der Erfindung ist ein Behälterverschluss, der die geschilderten Nachteile nicht aufweist, der als Massenartikel einfach und billig herzustellen ist, universell verwendet werden kann und die oben beschriebenen Forderungen erfüllt.
Der neue erfindungsgemässe Behälterverschluss ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem am Behälter vorgesehenen Halteelement und aus einem am Verschlussteil befestigten Halteelement besteht, wobei die genannten beiden Halteelemente in der Verschlusslage durch Magnetkräfte zusammengehalten sind.
Ein Vorteil dieser Verschlusskonstruktion beruht darauf, dass die Anziehung von Magneten mit dem Quadrat ihrer Annäherung zunimmt. Ausserdem ist diese Anziehungskraft in ihrer Richtung vorbestimmt, woraus sich ein weiterer Vorteil des neuen Verschlusses ergibt; er ist nämlich bei entsprechender Formgebung selbstzentrierend.
Die mit dem Quadrat der Annäherung von B ehälterelement und Verschlussteil zunehmende Magnetkraft gewährleistet einen recht festen Zusammenhalt der beiden Teile des Verschlusses.
Durch einen passend gewählten Abstand dieser Teile in Schliessstellung lässt sich die Verschlusskraft recht genau auf den jeweils gewünschten Wert abstimmen. Weitere Einstellmöglichkeiten ergeben sich aus der Wahl der Magnetfeldstärke bzw. der Feldliniendichte kombiniert mit wirksamer Fläche, d. h. im allgemeinen aus der Wahl der sich anziehenden Werkstoffe, ihrer Anordnung und ihrer Form.
Für die magnetischen Bestandteile der beiden Hauptteile des neuen Verschlusses kommen insbesondere die bekannten Dauermagnete in Betracht, d. h. die als hartmagnetisch bezeichneten Werkstoffe. Im Gegensatz dazu werden ferromagnetische Materialien, welche nicht oder nur in geringem Masse permanent magnetisierbar sind, weichmagnetisch genannt. Die hartmagnetischen Werkstoffe bestehen im allgemeinen aus Legierungen des Nickel, Kobalt und/oder Eisens mit Aluminium, Chrom, Kupfer, oder sie sind oxydische Materialien aus der Gruppe der Ferrite wie Bariumferrit, Kobaltferrit usw. Auch die kürzlich entwickelten Feinpulvermagnete sowie die Gummimagnete , d. h. in Elastomer eingelagerte hartmagnetische Teilchen, sind hervorragend geeignet.
Die Dauermagnete, die zum grossen Teil erst in den letzten Jahren eine weitere Verbindung gefunden haben, zeichnen sich durch eine hohe Koerzitivkraft und Remanenz aus; Güteprodukte von ca. 39800 T-A/m können ohne weiteres erreicht werden. Von besonderem Interesse für die erfindungsgemässe Anwendung der Magnete ist die hohe Remanenz, die Werte bis zu 1,3 Tesla erreichen kann, sowie die hohe zeitliche Konstanz der Magnetfeldstärke der neuzeitlichen Werkstoffe.
Je nach Bestimmungszweck des Behälterverschlusses ist es nicht notwendig, dass dessen beide Teile mit Permanentmagneten versehen sind; es genügt, dass entweder der Behälter oder das Verschlussteil einen Permanentmagneten aufweisen. Das andere Teil kann dann aus einem oder mehreren weichmagnetischen Körpern bestehen.
In manchen Fällen ist es günstig, wenn im neuen Verschluss eine Möglichkeit vorgesehen ist, die magnetische Haltekraft zu vermindern oder aufzuheben, vorzugsweise durch Einhandbedienung. Dann kann das Verschlussteil besonders leicht abgeho benwerden. Solche Möglichkeiten sind. B. das Einschieben eines weichmagnetischen Elementes zwischen einander gegen überliegende Magnetkörper der beiden Teile des Verschlusses, oder man sieht in beiden Teilen Lücken zwischen den Magnetkörpern vor, so dass durch Drehung des Verschlussteiles Stellungen mit abgeschwächter oder aufgehobener Haltekraft entstehen. Auch ist ein solcher Einbau von Magnetkörpern in die beiden Verschlussteile möglich, bei dem gleichnamige Pole
einiger Magnetelemente einander gegenüberliegen; dabei werden Verschlüsse mit Öffnungshilfe erhalten.
Die Magnetkörper können in die Teile des Verschlusses nach vielerlei Techniken eingebracht werden. Bei Verwendung von Magnetlegierungen sowie weichmagnetischen Elementen, die mit einem Permanentmagneten zusammenwirken, kann man diese Körper durch Ankleben bzw. Einkleben in zuvor ausgesparte Plätze befestigen. Bestehen Verschlussteile aus Kunststoff, so lassen sich die Magnetkörper auch schon beim Formvorgang einschliessen. Einige Magnetlegierungen, weichmagnetische Materialien und Ferrite können mit Glas durch Verschmelzen verbunden werden, gegebenenfalls nach vorheriger Beschichtung der Körper mit einem Verbindungsemail.
Vorteilhaft ist in manchen Fällen die Verwendung von Körpern aus Kunststoff oder Kautschuk, die als Füllstoff einen hartoder weichmagnetischen Stoff in feinteiliger Form enthalten.
Diese Körper lassen sich bequem verformen sowie mit den Teilen des Verschlusses verbinden und können gleichzeitig als Dichtung dienen.
Die Auswahl der jeweiligen Magnetmaterialien, ihre Formgebung, Anordnung und Befestigungsart richtet sich nach den Erfordernissen der Fabrikation, dem Material der Verschlussteile und der Art des Füllgutes, für das der Behälter bestimmt ist.
Die Erfindung kann aufrecht vielseitige Weise verwirklicht werden. In der Zeichnung ist eine Reihe von Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verschlusses als Beispiel wiedergegeben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles mit abschraubbarem Verschluss;
Fig. 2 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform;
Fig. 3 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform für korrosive Füllgüter;
Fig. 4 einen Längsschnitt einer vierten Ausführungsform;
Fig. 5 einen Längsschnitt einer fünften Ausführungsform;
Fig. 6 einen Längsschnitt einer sechsten Ausführungsform mit konischem Stopfen;
Fig. 7 einen Längsschnitt einer siebenten Ausführungsform mit Verschlusskappe;
Fig. 8 einen Längsschnitt einer achten Ausführungsform mit einseitiger Deckelöffnung;
Fig. 9 einen Längsschnitt einer neunten Ausführungsform mit Offnungserleichterung;
;
Fig. 10A einen Querschnitt der Ausführungsform nach Fig. 1 entlang der Linie I-I;
Fig. 10B einen Querschnitt der Ausführungsform nach Fig. 1 entlang der Linie II-II;
Fig. 11 eine Seitenansicht mit Teilschnitt der Ausführungsform nach Fig. 9, und
Fig. 11A ein Detail aus Fig. 11 in schematischer Darstellung.
In Fig. 1 ist ein senkrechter Längsschnitt eines Verschlusses gezeigt, der auf eine Flasche mit Aussengewinde aufgeschraubt ist.
Der Verschluss weist zunächst ein zylindrisches Halteteil 1 aus Kunststoff, beispielsweise Bakelit, auf. Mit dem Innengewinde 2 ist dieses hülsenartige Teil fest auf das Aussengewinde am Hals der Flasche 3 aufgeschraubt. Zwischen dem oberen, ringförmigen, nach innen gerichteten Vorsprung 4 der Hülse 1 und dem oberen Flaschenrand ist eine dünne Dichtung 5 eingelegt; sie kann auch als Überzug eine mit der Hülse 1 verbundene Schicht bilden.
In das Oberteil der Hülse 1 ist ein Ringkern 6 eingebettet, der auch aus einzelnen Abschnitten bestehen kann (vgl. Fig. 10B). In den Deckel 7, ebenfalls aus Bakelit, sind Magnetelemente 8 eingeformt. Der Deckel 7 besitzt ein verdicktes Mittelteil, damit er sich beim Aufsetzen auf die Flasche bequemer zentrieren lässt.
Es sind folgende Anordnungen möglich:
1. Der Ringkern 6 und auch die Elemente 8 sind Permanentmagnete;
2. Entweder der Ringkern 6 oder die Elemente 8 sind Permanentmagnete; die verbleibenden Teile sind weich- oder hartmagnetisch ohne Anfangsmagnetismus; oder
3. Einige Abschnitte des Ringkernes 6 und einige Elemente 8 sind permanentmagnetisch, die übrigen Teile weich- oder hartmagnetisch ohne Anfangsmagnetisierung.
Im letzteren Falle, insbesondere wenn weichmagnetische Materialien gewählt werden, erhält man einen Verschluss, bei dem der Deckel nur in gewissen Winkelstellungen magnetisch festgehalten wird. Beim Drehen des Deckels, was mit einer Hand möglich ist, sind Stellungen auffindbar, bei denen sich der Deckel besonders leicht abheben lässt.
Bei der oben angegebenen ersten Möglichkeit lassen sich z. B.
einige Elemente 8 auch verkehrt einsetzen, d. h. derart, dass sie den Ringkern 6 abstossen. Durch Drehen des Deckels lassen sich Stellungen finden, bei denen die Haltekraft so stark abgeschwächt oder ganz aufgehoben ist, so dass sich der Deckel fast von selbst löst.
Die gegenüberliegenden Flächen der Hülse 1 und des Deckels 7 sind plangeschliffen. Die beschriebene Ausführungsform ist insbesondere für Laboratoriums-Standfiaschen geeignet. Selbstverständlich kann anstelle des Planschliffes eine andere Dichtung, z. B. ein Gummiring, vorgesehen sein.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform im Schnitt gezeigt, bei der die Magnetelemente ohne Zuhilfenahme einer aufschraubbaren Hülse verwendet sind. In einem Glasdeckel 9 liegen in passenden Aussparungen, die auch die Form einer zusammenhängenden Rille haben können, die Magnetelemente 10 bzw. ein entsprechender Magnetring. Die Form der Elemente bzw. des Ringes 10 kann von der gezeigten Form abweichen; beispielsweise lässt sich ein Torus verwenden. Diese Bemerkung gilt für sämtliche hierin beschriebenen Ausführungsformen. Bei Verwendung von einzelnen Magnetelementen, z. B. Ferritteilen, haben diese im allgemeinen die Form zylindrischer, kubischer oder quaderartiger Pillen.
Nach unten ist die genannte Aussparung durch eine Dichtung 11 abgeschlossen. Sofern das Magnetteil 10 ein Ring ist, hat auch die Dichtung 11 Ringform mit überall gleichem Querschnitt; bei diskontinuierlichen Elementen 10 ist die Dichtung 11 ein Ring, der an den Stellen, an denen sich die Elemente 10 befinden, entsprechend geformte Höcker aufweist. Die Dichtung 11 besteht aus einem Kunststoff oder aus Gummi, je nach Erfordernis. Sie kann eingeklebt oder auch nur eingepresst sein.
In den Flaschenhals 12 sind Gegenelemente 13 eingeschmolzen. Sie bestehen im Normalfall aus einer ferromagnetischen Legierung mit etwa gleichem thermischen Ausdehnungskoeffizienten wie das Flaschenglas und werden bei der Flaschenherstellung eingebracht. Besonders einfach ist es, wenn die Elemente 13 einen geschlossenen Ring bilden.
Die Dichtung 11 dieser Ausführungsform dient zwei Zwecken:
Sie hält die Magnetelemente 10 an Ort und Stelle und dichtet gleichzeitig den Deckel 9 gegen den Flaschenhals 12 ab. Bei dieser Ausführungsform können die Magnetelemente 10 leicht ausgewechselt werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform im Schnitt. Bei dieser Ausbildung ist kein Einschmelzen von Magneten oder ferromagnetischen Körpern notwendig.
In eine obere Nut des Glasdeckels 14 ist ein Ringmagnet 15 eingekittet. Der Flaschenhals 16 weist eine äussere Einschnürung auf, in die passend geformte Gegenelemente 17 eingekittet sind, die im allgemeinen Fall aus einem einmal geteilten Profilring bestehen. Auch hier können beide Elemente 15 und 17 oder auch nur eines permanentmagnetisch sein. Ausserdem kann auch der Ringmagnet 15 aus einzelnen Elementen bestehen, wie vorste hend beschrieben ist. Bei dieser Ausführungsform übernimmt ein Planschliff der Teile 14 und 16 die Dichtung des Verschlusses.
Es soll noch erwähnt werden, dass bei den Ausführungsformen gemäss Fig. 1 und 3 anstelle des Planschliffes eine beliebig gewählte Deckeldichtung eingesetztwerdenkann. Beispielsweise kann der Deckel 14 in Fig. 3 mit einem Gummi- oder Kunststoffüberzug (der z. B. durch Flammspritzen erzeugt ist) versehen sein, wodurch eine Abdichtung gegen den Flaschenhals 16 gegeben und seine Bruchgefahr vermindert ist. Entsprechende Techniken zur Erzeugung solcher Dichtungen sind bekannt.
Fig. 4 stellt eine weitere Ausführungsform dar, bei der Magnetgummi verwendet ist. Dabei handelt es sich um Elastomerkörper, in denen ein permanentmagnetisches Pulver eingebettet ist, wobei auch hier eines der beiden magnetisch zusammenwirkenden Teile aus einem weichmagnetischen Material bestehen kann, beispielsweise aus Gummi, der darin suspendierte Eisenteilchen enthält. Im Deckel 18 ist in eine Ringnut ein Ring 19 aus Magnetgummi eingeklebt, derz. B. rechteckigen, aber auch runden Querschnitt haben kann . Auf ähnliche Weise befindet sich in einer ringförmigen Aussparung des Flaschenhalses 20 ein Magnetgummiring 21. Eines oder beide Teile 19 und 21 können auch aus Kunststoff bestehen, in den permanentmagnetische oder weichmagnetische Teilchen eingebettet sind, je nach der Korrosivität des Füllgutes der Flasche.
Zwischen den beiden Magnetteilen besteht eine besonders hohe Haltekraft, so dass diese Ausführung einen besonders dichten Verschluss liefert. Damit die beiden Gummimagnete nicht aneinander ankleben, kann man ihre Oberfläche silikonisieren oder aber unmittelbar eines oder beide Teile 19,21 in Silikongummi ausführen.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist in gewissem Sinne eine Kombination der Ausführungsformen nach Fig. 3 und 4. In eine obere Ringnut oder in diskontinuierliche Aussparungen des Deckels 22 ist ein bzw. mehrere Magnetelemente 23 eingekittet, die mit einem Gummi- oder Kunststoffmagneten 24 zusammenwirken. Dieser ist am oberen Rand des entsprechend geformten Flaschenhalses 25 innen mit seiner Lippe 24a so eingesetzt, dass beim Ausgiessen einer Flüssigkeit aus der Flasche keine Flüssigkeitsanteile zwischen Glas und Element 24 dringen können.
Sehr viele bekannte Transport- und Vorratsflaschen sind mit einem Kegelschliffstopfen versehen, derheute mehr und mehr aus Kunststoff, z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polyamid oder Polytetrafluoräthylen, besteht. Die Abdichtung dieser Stopfen mit der Flasche wird durch den Kegelschliff der Flasche gewährleistet. Es kommt aber leicht vor, dass der Stopfen aus der Flasche gedrückt wird oder herausfällt, da zwischen Flaschenhals und Stopfen nur eine unzureichende Reibung vorhanden ist. In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform weist der Schliffstopfen 26 (in der Regel aus Kunststoff) eines oder mehrere Magnetelemente 27 auf, die eingepresst, eingeklebt oder eingeformt sind.
In eine Ringkehle des Flaschenhalses 28 mit innerem Kegelschliff sind Gegenelemente 29 eingesetzt, wie es im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben ist. Zwischen den oder dem Magneten 27 und der oberen Fläche 28a des Flaschenhalses 28 ist ein Luftspalt vorhanden, denn die Dichtung soll durch die Fläche des Kegel schliffes bewirkt werden.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform gezeigt, die ein Abnehmen bzw. Abfallen des Flaschendeckels beim Transport unmöglich macht. Der flache Deckel 30 aus Glas trägt in einer oberen
Ringnut in Randnähe einen Ring 31, der aus einem Gummi- oder
Kunststoffmagneten besteht. Anstelle des Ringes 31 können einzelne, diskrete Magnetelemente vorgesehen sein. Am Fla schenhals 32 ist ein ringförmiges Gegenelement 33 vorgesehen; zurBeschreibungvgl. Fig. 5. Dieses Gegenelement aus einem
Gummi- oder Kunststoffmagneten besorgt die Dichtung des
Deckels 30 gegen den Flaschenhals 32. ZurVerschlusssicherung ist eine Schraubkappe34, z. B. aus Bakelit, vorgesehen, die den Deckel 30 sowie den Flaschenausguss übergreift und mit ihrem Innengewinde 35 auf ein entsprechendes Aussengewinde des Flaschenhalses aufgeschraubt ist.
Die Elemente 31 ragen aus dem Deckel 30 nach oben heraus und bewirken ein elastisches Angreifen der Kappe 34, wobei sowohl die Elemente 31 als auch die Gegenelemente 33 zusammengedrückt werden.
Fig. 8 zeigt einen Verschluss, der sich nach Art der Limona denfiaschen einseitig öffnen lässt, so dass sich beispielsweise bei Auftreten eines unzulässigen Überdruckes in der Flasche der Deckel heben kann, aber nicht weggedrückt wird. Nach Abblasen des Überdruckes schliesst der Verschluss die Flasche selbsttätig wieder dicht ab.
Der Deckel 36 trägt in einer Ringnut an seiner Unterseite die Ringdichtung 37 aus Gummi. Mindestens in den Bereichen, die rechts von der Mittellinie in Fig. 8 liegen, enthält der Gummi permanentmagnetische oder weichmagnetische Teilchen. In eine Queröffnung oder in zwei einander gegenüberliegende, nach aussen offene Vertiefungen des Deckels 36 greift eine Halterung 38 ein, die wie üblich aus starkem Draht besteht; dieser ist in bekannter Weise um den Flaschenhals 39 herumgeführt, was durch die Schnitte 40 angedeutet ist. Das magnetische Gegenelement 41 ist in einer Rille befestigt, die sich über den in Fig. 8 rechts liegenden Teil des Flaschenhalses 39 erstreckt. Dieses Gegenelement 41 kann selbstverständlich auch gemäss Fig. 2 bis 5 ausgebildet bzw. angebracht sein.
In Fig. 9 und 11 ist eine Möglichkeit dargestellt, wie man einen Magnetverschluss ausbilden kann, der mit nur einer Hand so zu verändern ist, dass der Deckel nur mit abgeschwächten Magnetkräften oder überhaupt nicht mehr festgehalten wird oder sogar gegenüber der Flasche eine Abstossungskraft erfährt.
Im Deckel 42 aus Kunststoff sind in entsprechende Aussparungen Permanentmagnete 43 eingelegt, denen im Flaschenhals 44 eingelassene Gegenelemente 45 gegenüberliegen. In einer Ringnut 46 des Deckels 42 ist eine drehbare Ringscheibe 47 aus nichtmagnetischem Werkstoff angeordnet, welche ferromagnetische Einlagen 48 aufweist. Wird die Scheibe 47 in die Stellung gedreht, die in Fig. 11 gezeigt ist, so wird der Magnetfluss zwischen den Elementen 43 und 45 ganz oder teilweise unterbrochen, wodurch auch keine oder nur noch eine schwache Haltekraft verbleibt.
Bestehen die Einlagen 48 der Ringscheibe 47 aus Permanentmagneten und sind auch beide Elementengruppen 43 und 45 permanentmagnetisch, so tritt beim Einschieben der Einlagen 48, die entsprechend gepolt in die Ringscheibe 47 eingesetzt sind, eine doppelte magnetische Abstossung ein, wodurch der Deckel 42 eine nach oben gerichtete Kraft erfährt (vgl. Fig. 11A als Beispiel). Das Abheben des Deckels ist hier also besonders leicht.
Um ein bequemes Aufsetzen des Deckels und einen sicheren Verschluss zu erreichen, kann man im Inneren des Deckels eine einfache Vorrichtung anbringen, die einmal die Einlagen 48 des Ringes 47 gegenüber den Magnetelementen 43 versetzt hält, zweitens die Drehung des Ringes 47 auf die in Fig. 11 gezeigte Stellung begrenzt und drittens durch Federkraft den Ring 47 in die Ausgangsstellungzurückdreht. Beim Aufsetzen des Deckels auf die Flasche braucht man nur noch die Stellung aufzusuchen, die der magnetischen Schliessstellung entspricht, was durch Drehung um wenige Winkelgrade erreicht wird und bald einge übt ist. Ausserdem können am Deckel und an der Flasche Markierungen angebracht werden, die die Schliessstellung anzeigen, oder man sieht andere Möglichkeiten vor, die das Aufsetzen des Deckels nur in Schliesslage, d. h. bei gegenüberliegenden Magnetelementen 43 und 45, gestatten.
Diese Offnungshilfe, die im Zusammenhang mit Fig. 11 beschrieben wurde, kann mit fast allen vorher geschilderten Ausführungsformen kombiniert werden. Weiterhin soll nicht in allen Einzelheiten auf die zur Herstellung der Flaschen, Deckel, Dichtungen, Magnetteile usw. verwendbaren Materialien und Techniken sowie die jeweils besondere Ausgestaltung dieser Einzelteile eingegangen werden, da dies nur rein fachmännische Massnahmen sind, die von der Art des Behälterfüllgutes, den Herstellungstechnologien, den Kosten und anderen Faktoren abhängen, welche nicht Teil der Erfindung sind.
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PATENT CLAIMS
1. Closure for containers, in particular for bottles, characterized in that it consists of a holding element (6, 13, 17, 21, 24, 33, 41, 45) provided on the container and one on the closure part (7, 9, 14, 18 , 26,30,36,42) attached holding element (8, 10, 15, 10, 15, 19, 23, 27, 37, 43), the two holding elements mentioned being held together in the closed position by magnetic forces.
2. Closure according to claim 1, characterized in that one of the two holding elements has a permanent magnet and the other has a counter body made of a soft or hard magnetic material.
3. Closure according to claim 1 or 2, characterized in that a permanent magnet is provided on the container and / or closure part, which consists of an alloy or a ferrite.
4. Closure according to claim 1 or 2, characterized in that a permanent magnet is provided on the container and / or closure part, which consists of an elastomer with embedded, magnetized in a preferred direction magnetic particles.
5. Closure according to claim 1 or 2, characterized in that one or both of the magnetically interacting elements each have individual magnet segments which are at least approximately opposite one another.
6. Closure according to claim 1 and 5, characterized in that at least one soft or hard magnetic part (47, 48) is additionally provided, which can be brought temporarily between the magnetic elements on the container and the closure part, such that the magnetic forces behave repulsively and the lock is in the open position.
7. Closure according to claim 1 and 4, characterized in that the permanent magnet on the container and / or closure part is an annular elastomer body with embedded magnetic particles and additionally serves as a seal between the container and the closure part.
8. Use of the closure according to one of the preceding claims on chemical bottles.
The invention relates to a container closure, in particular a bottle closure.
Containers are usually closed with removable or hinged lids that are screwed on, pressed on or clamped on. A large number of such closures are known, from which the closure which best suits a particular purpose can be selected.
A disadvantage that is more or less disruptive to all known container closures is the fact that these closures cannot or cannot be opened and closed with one hand. One thinks in particular of bottles and cans which, for. B. in the chemical laboratory, in pharmacies, drugstores, in the kitchen, etc., it is found that two hands are required to open and close: one hand grabs the container and holds it, and with it the other hand, the cap is unscrewed, lifted and pulled off. The procedure is the opposite when closing.
However, it is now very desirable in many cases, namely when one hand is not free to open and close a bottle and the like with one hand in order to remove its contents, and in such a way that the container is sealed is guaranteed.
It is also known that some fillings, namely those that have a high vapor pressure at the storage temperature (examples: ether, methylene chloride, ammonia water, light petrol, chloroform), generate an overpressure in the container, which is used to throw off certain closures, e.g. B.
Ground joint, can lead. When opening bottles with such filling goods, the high internal pressure becomes bothersome and dangerous. Containers that are not designed for overpressure can occasionally explode.
The object of the invention is a container closure which does not have the disadvantages described, which is simple and cheap to produce as a mass article, can be used universally and meets the requirements described above.
The new container closure according to the invention is characterized in that it consists of a holding element provided on the container and a holding element fastened to the closure part, the two holding elements mentioned being held together in the closed position by magnetic forces.
One advantage of this closure construction is that the attraction of magnets increases with the square of their approach. In addition, this attraction is predetermined in its direction, which gives another advantage of the new closure; it is namely self-centering with a corresponding shape.
The increasing magnetic force with the square of the approach of the container element and the closure part ensures that the two parts of the closure are held together quite firmly.
The closing force can be adjusted very precisely to the respectively desired value by a suitably chosen distance of these parts in the closed position. Further setting options result from the choice of the magnetic field strength or the field line density combined with the effective area, i. H. generally from the choice of attracting materials, their arrangement and their shape.
For the magnetic components of the two main parts of the new closure, the known permanent magnets are particularly suitable, ie. H. the materials referred to as hard magnetic. In contrast, ferromagnetic materials that cannot be magnetized permanently or can only be magnetized to a small extent are called soft magnetic. The hard magnetic materials generally consist of alloys of nickel, cobalt and / or iron with aluminum, chromium, copper, or they are oxidic materials from the group of ferrites such as barium ferrite, cobalt ferrite etc. Also the recently developed fine powder magnets and the rubber magnets, i. H. Hard magnetic particles embedded in elastomer are extremely suitable.
The permanent magnets, which for the most part have only found another connection in recent years, are characterized by a high coercive force and remanence; Quality products of approx. 39800 T-A / m can be easily achieved. Of particular interest for the use of the magnets according to the invention is the high remanence, which can reach values of up to 1.3 Tesla, and the high temporal constancy of the magnetic field strength of the modern materials.
Depending on the intended use of the container closure, it is not necessary that both of its parts are provided with permanent magnets; it is sufficient that either the container or the closure part have a permanent magnet. The other part can then consist of one or more soft magnetic bodies.
In some cases it is advantageous if the new closure provides a way of reducing or removing the magnetic holding force, preferably by one-hand operation. Then the closure part can be lifted off particularly easily. Such opportunities are. B. the insertion of a soft magnetic element between the opposing magnetic body of the two parts of the closure, or you can see gaps between the magnetic bodies in both parts, so that positions with weakened or canceled holding force arise by rotation of the closure part. Such an installation of magnetic bodies in the two closure parts is also possible with the pole of the same name
some magnetic elements face each other; closures with opening aid are obtained.
The magnetic bodies can be introduced into the parts of the closure using a variety of techniques. When using magnetic alloys as well as soft magnetic elements that interact with a permanent magnet, these bodies can be attached by gluing or gluing them into previously recessed places. If there are closure parts made of plastic, the magnetic bodies can also be enclosed during the molding process. Some magnetic alloys, soft magnetic materials and ferrites can be connected to glass by fusing, if necessary after coating the body with a connecting enamel.
In some cases it is advantageous to use bodies made of plastic or rubber which contain a hard or soft magnetic material in finely divided form as a filler.
These bodies can be easily deformed and connected to the parts of the closure and can also serve as a seal.
The selection of the respective magnetic materials, their shape, arrangement and type of fastening depends on the requirements of the manufacture, the material of the closure parts and the type of filling material for which the container is intended.
The invention can be implemented in an upright and versatile manner. The drawing shows a number of embodiments of the closure according to the invention as an example. Show it:
1 shows a longitudinal section of a first embodiment with a screw-off closure.
2 shows a longitudinal section of a second embodiment;
3 shows a longitudinal section of a third embodiment for corrosive filling goods;
4 shows a longitudinal section of a fourth embodiment;
5 shows a longitudinal section of a fifth embodiment;
6 shows a longitudinal section of a sixth embodiment with a conical stopper;
7 shows a longitudinal section of a seventh embodiment with a closure cap;
8 shows a longitudinal section of an eighth embodiment with a lid opening on one side;
9 shows a longitudinal section of a ninth embodiment with easier opening;
;
Fig. 10A is a cross section of the embodiment of Fig. 1 along the line I-I;
10B shows a cross section of the embodiment according to FIG. 1 along the line II-II;
Fig. 11 is a side view with partial section of the embodiment of FIG. 9, and
11A shows a detail from FIG. 11 in a schematic illustration.
In Fig. 1 a vertical longitudinal section of a closure is shown, which is screwed onto a bottle with an external thread.
The closure initially has a cylindrical holding part 1 made of plastic, for example bakelite. With the internal thread 2, this sleeve-like part is screwed firmly onto the external thread on the neck of the bottle 3. A thin seal 5 is inserted between the upper, annular, inward projection 4 of the sleeve 1 and the upper edge of the bottle; it can also form a layer connected to the sleeve 1 as a coating.
An annular core 6 is embedded in the upper part of the sleeve 1, which can also consist of individual sections (cf. FIG. 10B). Magnetic elements 8 are molded into the cover 7, also made of bakelite. The lid 7 has a thickened middle part, so that it can be centered more conveniently when placed on the bottle.
The following arrangements are possible:
1. The toroidal core 6 and also the elements 8 are permanent magnets;
2. Either the toroidal core 6 or the elements 8 are permanent magnets; the remaining parts are soft or hard magnetic with no initial magnetism; or
3. Some sections of the toroidal core 6 and some elements 8 are permanently magnetic, the other parts are soft or hard magnetic without initial magnetization.
In the latter case, especially if soft magnetic materials are selected, a closure is obtained in which the lid is held magnetically only in certain angular positions. When turning the lid, which is possible with one hand, positions can be found in which the lid can be lifted off particularly easily.
In the above-mentioned first possibility, z. B.
use some elements 8 wrong, d. H. such that they repel the toroidal core 6. By turning the lid, positions can be found in which the holding force is so greatly weakened or completely eliminated that the lid almost loosens itself.
The opposite surfaces of the sleeve 1 and the cover 7 are ground flat. The described embodiment is particularly suitable for laboratory standing bottles. Of course, a different seal, e.g. B. a rubber ring may be provided.
In Fig. 2, a second embodiment is shown in section, in which the magnetic elements are used without the aid of a screw-on sleeve. In a glass cover 9, the magnetic elements 10 or a corresponding magnetic ring lie in suitable recesses, which can also have the shape of a coherent groove. The shape of the elements or ring 10 may differ from the shape shown; for example, a torus can be used. This remark applies to all of the embodiments described herein. When using individual magnetic elements, e.g. B. ferrite parts, these generally have the shape of cylindrical, cubic or cuboid pills.
The above-mentioned recess is closed at the bottom by a seal 11. If the magnetic part 10 is a ring, the seal 11 also has a ring shape with the same cross section everywhere; in the case of discontinuous elements 10, the seal 11 is a ring which has correspondingly shaped bumps at the points at which the elements 10 are located. The seal 11 is made of a plastic or rubber, as required. It can be glued in or just pressed in.
Counter elements 13 are melted into the bottle neck 12. They usually consist of a ferromagnetic alloy with approximately the same thermal expansion coefficient as the bottle glass and are introduced during bottle manufacture. It is particularly simple if the elements 13 form a closed ring.
The seal 11 of this embodiment serves two purposes:
It holds the magnetic elements 10 in place and at the same time seals the lid 9 against the bottle neck 12. In this embodiment, the magnetic elements 10 can be easily replaced.
Fig. 3 shows a further embodiment in section. With this design, no melting of magnets or ferromagnetic bodies is necessary.
A ring magnet 15 is cemented into an upper groove of the glass cover 14. The bottle neck 16 has an outer constriction, in which suitably shaped counter elements 17 are cemented, which in the general case consist of a profile ring that has been divided once. Here, too, both elements 15 and 17 or only one can be permanently magnetic. In addition, the ring magnet 15 can consist of individual elements, as described above. In this embodiment, a face grinding of the parts 14 and 16 takes over the sealing of the closure.
It should also be mentioned that in the embodiments according to FIGS. 1 and 3, an arbitrarily chosen cover seal can be used instead of the face grinding. For example, the lid 14 in FIG. 3 can be provided with a rubber or plastic coating (which is produced, for example, by flame spraying), which provides a seal against the bottle neck 16 and reduces the risk of it breaking. Appropriate techniques for producing such seals are known.
Fig. 4 illustrates another embodiment in which magnetic rubber is used. These are elastomeric bodies in which a permanent magnetic powder is embedded, and here, too, one of the two magnetically interacting parts can consist of a soft magnetic material, for example rubber, which contains iron particles suspended therein. In the cover 18, a ring 19 made of magnetic rubber is glued into an annular groove, which can have, for example, a rectangular but also a round cross section. Similarly, there is a magnetic rubber ring 21 in an annular recess in the bottle neck 20. One or both parts 19 and 21 can also be made of plastic, in which permanent magnetic or soft magnetic particles are embedded, depending on the corrosiveness of the contents of the bottle.
There is a particularly high holding force between the two magnetic parts, so that this version provides a particularly tight seal. So that the two rubber magnets do not stick to one another, their surface can be siliconized or one or both parts 19, 21 can be made of silicone rubber.
The embodiment according to FIG. 5 is in a sense a combination of the embodiments according to FIGS. 3 and 4. One or more magnetic elements 23, which interact with a rubber or plastic magnet 24, are cemented into an upper annular groove or into discontinuous recesses in the cover 22 . This is inserted at the upper edge of the correspondingly shaped bottle neck 25 with its lip 24a on the inside such that no liquids can penetrate between the glass and the element 24 when a liquid is poured out of the bottle.
Many well-known transport and storage bottles are provided with a conical ground stopper, which is today more and more made of plastic, e.g. B. polyethylene, polypropylene, polyamide or polytetrafluoroethylene. The sealing of these stoppers with the bottle is ensured by the conical cut of the bottle. However, it is easy for the stopper to be pushed out of the bottle or to fall out because there is insufficient friction between the bottle neck and stopper. In the embodiment shown in FIG. 6, the ground stopper 26 (generally made of plastic) has one or more magnetic elements 27 which are pressed in, glued in or molded in.
Counter elements 29 are inserted into a ring throat of the bottle neck 28 with an inner conical cut, as described in connection with FIG. 3. There is an air gap between the magnet or magnets 27 and the upper surface 28a of the bottle neck 28, because the seal is intended to be cut through the surface of the cone.
FIG. 7 shows an embodiment which makes it impossible to remove or drop the bottle cap during transport. The flat lid 30 made of glass carries in an upper
Ring groove near the edge of a ring 31 made of a rubber or
There is a plastic magnet. Instead of the ring 31, individual, discrete magnetic elements can be provided. At the bottle neck 32, an annular counter element 33 is provided; for description see Fig. 5. This counter element from one
Rubber or plastic magnets ensure the seal of the
Lid 30 against the bottle neck 32. To secure the closure, a screw cap 34, e.g. B. made of bakelite, which overlaps the lid 30 and the bottle spout and is screwed with its internal thread 35 onto a corresponding external thread of the bottle neck.
The elements 31 protrude from the cover 30 upwards and bring about an elastic engagement of the cap 34, both the elements 31 and the counter-elements 33 being pressed together.
8 shows a closure which can be opened on one side in the manner of the limona, so that the lid can be lifted, for example when an excessive pressure occurs in the bottle, but is not pushed away. After the excess pressure has been blown off, the cap automatically closes the bottle tightly.
The cover 36 carries the ring seal 37 made of rubber in an annular groove on its underside. At least in the areas to the right of the center line in FIG. 8, the rubber contains permanent magnetic or soft magnetic particles. A holder 38, which, as usual, consists of strong wire, engages in a transverse opening or in two mutually opposite, outwardly open recesses in the cover 36; this is guided around the bottle neck 39 in a known manner, which is indicated by the cuts 40. The magnetic counter element 41 is fastened in a groove which extends over the part of the bottle neck 39 lying on the right in FIG. 8. This counter element 41 can of course also be designed or attached according to FIGS. 2 to 5.
9 and 11 show one possibility of how to form a magnetic closure which can be changed with only one hand in such a way that the lid is held on only with weakened magnetic forces or no longer at all or even experiences a repulsive force with respect to the bottle.
In the cover 42 made of plastic, permanent magnets 43 are inserted into corresponding cutouts, which are opposed by counter elements 45 embedded in the bottle neck 44. A rotatable annular disk 47 made of non-magnetic material is arranged in an annular groove 46 of the cover 42 and has ferromagnetic inserts 48. If the disk 47 is rotated into the position shown in FIG. 11, the magnetic flux between the elements 43 and 45 is completely or partially interrupted, as a result of which no or only a weak holding force remains.
If the inserts 48 of the washer 47 are made of permanent magnets and if both element groups 43 and 45 are also permanently magnetic, a double magnetic repulsion occurs when the inserts 48 are inserted, which are inserted with appropriate polarity into the washer 47, causing the cover 42 to move upward experienced directional force (see FIG. 11A as an example). Lifting off the lid is particularly easy here.
In order to achieve a convenient placement of the cover and a secure closure, a simple device can be attached to the inside of the cover, which once keeps the inserts 48 of the ring 47 offset relative to the magnetic elements 43, secondly the rotation of the ring 47 to that shown in FIG. The position shown in FIG. 11 is limited and, thirdly, the ring 47 is turned back to the starting position by spring force. When placing the lid on the bottle you only need to go to the position that corresponds to the magnetic closed position, which is achieved by rotating it by a few degrees and will soon be practiced. In addition, markings can be made on the lid and on the bottle to indicate the closed position, or other options are provided that only put the lid on in the closed position, i.e. H. with opposite magnetic elements 43 and 45 allow.
This opening aid, which was described in connection with FIG. 11, can be combined with almost all previously described embodiments. Furthermore, the materials and techniques that can be used to manufacture the bottles, lids, seals, magnetic parts, etc., as well as the particular design of these individual parts, should not be discussed in all details, since these are only purely professional measures that depend on the type of container contents Manufacturing technologies, cost and other factors that are not part of the invention.