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Die
Erfindung betrifft einen Verschluss zum Verschließen einer
Flasche, welcher über
eine Federscheibe lösbar
oder unlösbar
mit der Flasche verbunden ist, sowie eine Flasche, welche mit einem derartigen
Verschluss ausgerüstet
ist. Im Weiteren betrifft die Erfindung einen aus zwei solchen Verschlüssen bestehenden
Doppelverschluss und eine Doppelkammerflasche mit zwei Öffnungen,
welche mit einem derartigen Doppelverschluss ausgerüstet ist.
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Aus
der
DE 80 24 272 U1 ist
ein Verschluss aus Kunststoff für
Flaschen bekannt, der eine den Flaschenhals formschlüssig umgreifende
Kappe aufweist. Die Kappe weist eine Innenumfangswulst auf, die
in eine entsprechende Umfangsnut am Flaschenhals einrastet, wenn
der Verschluss auf die Flasche aufgedrückt wird. Gleichzeitig wird
ein Hohlstopfen in die Öffnung
der Flasche eingeführt.
Die Ausgabe des Flascheninhaltes erfolgt durch den Hohlstopfen hindurch über einen
schwenkbaren Auslass. Nachteilig an dieser Lösung ist die geringe Anpresskraft,
mit welcher der Verschluss über
die Rastverbindung an den Flaschenhals gepresst ist. Folglich kann
zwischen der Abschlusskante des Verschlusses und der entsprechenden
Aufnahmekante am Flaschenhals ein Spalt entstehen, der das Gesamterscheinungsbild
der Flasche mindert und in welchem sich während der Nutzung der Flasche
z. B. Schmutz absetzen kann. Weiterhin kann es infolge einer Materialermüdung dazu
kommen, dass der Verschluss nicht mehr fest auf dem Flaschenhals
sitzt, wodurch es insbesondere auch zur Undichtigkeit zwischen dem Hohlstopfen
und dem Inneren des Flaschenhalses kommen kann.
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Aus
der
DE 43 29 808 C2 ist
ein selbstschließender
Verschluss für
einen Behälter
oder eine Tube bekannt, der neben einem Zwischenbodenteil eine äußere Verschlusskappe
aufweist. Die Verschlusskappe weist eine innere Randwulst auf, mit
der die Verschlusskappe auf das Zwischenbodenteil aufgerastet ist.
Diese Rastverbindung ermöglicht
nur eine begrenzte Kraft, mit der die Verschlusskappe an den Flaschenhals
gepresst ist.
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Aus
der
DE 27 09 665 C2 ist
ein Flaschenverschluss bekannt, der eine Schraubkappe mit einem
darin befindlichen Gewindezylinder aufweist. Der Gewindezylinder
greift in ein entsprechendes Gewinde am Flaschenhals ein, sodass
der Verschluss auf den Flaschenhals aufgeschraubt werden kann. Während des
Aufschraubens des Verschlusses wird ein konischer Stopfen in die
Flaschenmündung
eingeführt.
Nachteilig an dieser Lösung
ist der hohe Aufwand für
die Befestigung des Verschlusses an der Flasche während der
Herstellung durch ein Aufschrauben des Verschlusses.
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Die
DE 78 03 113 U1 zeigt
einen Behälter
für schüttbare Stoffe
mit axial aufdrückbarer
Verschlusskappe. Die Verschlusskappe trägt einen inneren hohlzylindrischen
Fortsatz, an dessen Innenwand ein Führungselement angeordnet ist,
welches radial nach innen vorragt. Am Umfang des Behälterhalses ist
ein radial nach außen
vorragender Vorsprung angeordnet, welcher zwei Schrägführungen
bildet, die beim Verschließen
des Behälters
mit dem Führungselement
des Fortsatzes einrasten.
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Die
DE 87 08 695 U1 zeigt
eine Flasche mit einem Flaschenhals und einer darauf aufsetzbaren Kappe
mit einem Ausgabeverschluss. Die Kappe wird mit Schnappverschlüssen in
Form von zusammenwirkenden Rastvorsprüngen an der Flasche befestigt.
Während
des Aufsetzens der Kappe wird ein Dichtkonus in den Flaschenhals
eingeführt.
Auch diese Lösung
ermöglicht
nur eine begrenzte Kraft, mit welcher die Kappe auf den Flaschenhals
gepresst wird. Bereits geringe Fertigungstoleranzen führen dazu,
dass zwischen der Abschlusskante der Kappe und der entsprechenden
Aufsitzkante am Flaschenhals ein Spalt entsteht oder die Rastvorsprünge nicht vollständig einrasten
können.
Gleichzeitig ist hierdurch die Dichtigkeit des Dichtkonus im Flaschenhals beeinträchtigt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend von der
DE 87 08 695 U1 somit
darin, einen Verschluss und eine damit verschließbare Flasche zur Verfügung zu
stellen, welche einerseits einen sicheren und festen Sitz des Verschlusses
auf der Flasche gewährleisten
und andererseits ein einfaches, schnelles und insbesondere maschinelles Aufsetzen
des Verschlusses auf die Flasche während des Herstellungsprozesses
ermöglichen.
Eine Teilaufgabe besteht darin, einen derartigen Verschluss so als
Doppelverschluss zu adaptieren, dass er zum Verschließen einer
Doppelkammerflasche mit zwei Öffnungen
geeignet ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Verschluss gemäß dem beigefügten Anspruch 1,
durch eine damit verschließbare
Flasche gemäß Anspruch
17, durch einen Doppelverschluss gemäß dem beigefügten Anspruch
16 und durch eine damit verschließbare Doppelkammerflasche gemäß Anspruch
21 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Verschluss
zum Verschließen
einer Flasche weist zunächst
einen Verschlussdeckel auf, mit welchem die Öffnung an einem Hals der Flasche überdeckt
werden kann. Der Verschlussdeckel kann die Form einer Scheibe, eines
Kegels oder eine beliebige andere Form aufweisen. Der Verschlussdeckel
kann auch in der Weise ausgeführt
sein, dass er mit anderen Komponenten des Verschlusses eine Einheit
bildet. Der Verschluss weist weiterhin eine Aufsteckhülse zum
Aufstecken des Verschlusses in einer Aufsteckrichtung auf einen Hals
der Flasche auf, wobei über
die Aufsteckhülse eine
Befestigung des Verschlusses am Hals der Flasche ermöglicht ist.
Die Aufsteckhülse
kann die vollständige
oder teilweise Form eines Hohlzylinders, eines Kegelstumpfes oder
eine ähnliche
Form aufweisen, welche zum Aufstecken auf den Hals der Flasche angepasst
ist. Für
die Befestigung des Verschlusses am Hals der Flasche besitzt die
Aufsteckhülse
auf ihrer Innenseite mehrere axial nebeneinander angeordnete Rastelemente
bzw. Rastkanten. In der Aufsteckhülse befindet sich eine axial
in der Aufsteckhülse
verschiebbare Federscheibe, welche als Befestigungselement zwischen
Verschluss und Flaschenhals wirkt. Weiterhin weist die Federscheibe eine Öffnung zur
Aufnahme des Halses der Flasche auf, sodass die Aufsteckhülse mit
der darin befindlichen Federscheibe auf den Flaschenhals aufgesteckt
werden kann. Die Ausführung
der Öffnung, insbesondere
ihr Querschnitt, ist entsprechend der Form des Halses der Flasche
zu wählen.
In den meisten Fällen
wird die Öffnung
kreisrund zu wählen sein.
Die Federscheibe ist vor dem Aufsetzen des Verschlusses vorzugsweise
am unteren Rand der Aufsteckhülse
befestigt, wird beim Aufstecken auf den Flaschenhals von diesem
Rand abgerissen und rastet anschließend an ihrem äußeren Umfang
in die Rastelemente der Aufsteckhülse ein. Die Öffnung der Federscheibe
kann an der Außenseite
des Halses der Flasche einrasten.
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Die
Federscheibe kann eine besondere Formung aufweisen, um spezielle
Eigenschaften zu erzielen. Beispielsweise kann die Federscheibe
am äußeren Umfang
oder an ihrer Öffnung
eine veränderte Materialstärke aufweisen,
um die Einrastvorgänge
zu erleichtern. Beispielsweise kann die Federscheibe Versteifungsstege
auf ihrer Oberfläche
aufweisen, wodurch die Befestigung des Verschlusses am Hals der
Flasche verstärkt
wird. Die Federscheibe kann auch mehrstückig ausgeführt werden, beispielsweise in
Form zweier konzentrischer Ringe.
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Um
eine Flasche mit einem erfindungsgemäßen Verschluss zu verschließen, ist
der Verschluss auf den Hals der Flasche aufzustecken. Dieser Vorgang
erfordert keine weiteren Bewegungen, wie beispielsweise eine Schraubbewegung
des Verschlusses. Während
des Aufsteckens des Verschlusses auf den Hals der Flasche erfolgen
zwei verschiedene Einrastvorgänge.
Zum einen rastet die Federscheibe mit ihrer Öffnung an der Außenseite
des Halses der Flasche ein. Sobald ein weiteres Aufstecken der Federscheibe
auf den Hals der Flasche verhindert ist, rastet die Federscheibe
mit ihrem äußeren Umfang
in die Rastelemente der Aufsteckhülse ein. Da die Federscheibe
axial innerhalb der Aufsteckhülse
verschiebbar ist, ist ein Einrasten in jeweils ein weiteres der
axial hintereinander liegenden Rastelemente der Aufsteckhülse so lange
möglich,
bis der Verschluss vollständig
auf den Hals der Flasche aufgesetzt ist.
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Ein
besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verschlusses ist darin
zu sehen, dass der Verschluss mehrere Positionen aufweist, in denen
er beim Aufstecken auf den Hals der Flasche einrasten kann. Dadurch
ist gewährleistet,
dass der Verschluss grundsätzlich
vollständig
auf den Hals der Flasche aufgesteckt werden kann, bis er endgültig einrastet. Somit
verbleibt kein Spalt zwischen dem Verschluss und einem entsprechenden
Absatz am Hals der Flasche. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verschlusses
besteht darin, dass die Federscheibe so gestaltet werden kann, dass
einerseits nur geringe Kräfte
zum Aufstecken des Verschlusses auf den Hals der Flasche erforderlich
sind und andererseits aber große
Kräfte
zum Herabziehen des Verschlusses vom Hals der Flasche erforderlich
sind. Die Federscheibe kann auch so gestaltet sein, dass der Verschluss
nur durch eine Zerstörung
des Verschlusses oder der Flasche von der Flasche wieder entfernt werden
kann.
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Ein
weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verschlusses besteht darin,
dass die elastische Federscheibe eine positionierende und eine ausrichtende
Wirkung auf den Verschluss während
des Aufsteckens des Verschlusses auf den Hals der Flasche ausübt. Diese
positionierende und ausrichtende Wirkung ist insbesondere von Vorteil,
wenn der Verschluss mit einer sehr hohen Geschwindigkeit auf den
Hals der Flasche aufgesteckt wird. Dies ist beispielsweise bei einer
maschinellen Massenproduktion der Fall, bei der nur eine begrenzte
Genauigkeit bei der Ausrichtung der Verschlüsse durch die Maschinen ermöglicht ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
ist der äußere Umfang
der Federscheibe durch eine zumindest teilweise umlaufende Kante
gebildet, die in einer einzigen Ebene angeordnet ist. Dies ist beispielsweise
bei einer flachen Federscheibe oder bei einer Federscheibe mit einer
konzentrischen Wölbung
der Fall. Die entsprechenden Rastelemente auf der Innenseite der
Aufsteckhülse
sind jeweils durch eine zumindest teilweise umlaufende Rastkante
gebildet, wobei die Rastkanten parallel zueinander und jeweils in
einer einzigen Ebene angeordnet sind, die senkrecht zur Aufsteckrichtung
liegt. Dies ist beispielsweise bei einer einfachen Riffelung der
Aufsteckhülse
auf deren Innenseite der Fall. Diese einfache Ausführung des äußeren Umfanges
der Federscheibe und der Rastelemente ermöglicht eine einfache Herstellung des
Verschlusses und einen sicheren Sitz des Verschlusses auf dem Hals
der Flasche.
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Bevorzugt
ist die umlaufende Kante der Federscheibe vollständig umlaufend ausgebildet.
In gleicher Weise sind die umlaufenden Rastkanten auf der Innenseite
der Aufsteckhülse
jeweils vollständig umlaufend
ausgebildet. Bei einer solchen Ausführungsform ist gewährleistet,
dass die Federscheibe mit ihrem gesamten Umfang innerhalb der Aufsteckhülse einrasten
kann.
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Bei
einer veränderten
Ausführungsform
ist die umlaufende Kante der Federscheibe abschnittsweise ausgebildet.
Drei Abschnitte nehmen jeweils 60° des
Umfanges ein. Die drei Abschnitte sind über den Umfang der umlaufenden
Kante gleich verteilt ausgebildet, sodass jeweils ein Umfangswinkel
von 60° zwischen
den Abschnitten frei bleibt. In gleicher Weise sind die umlaufenden
Rastkanten auf der Innenseite der Aufsteckhülse jeweils abschnittsweise ausgebildet.
Auch hier sind jeweils drei Abschnitte von jeweils 60° Umfangswinkel über den
Umfang gleich verteilt. Bei dieser Ausführungsform werden die Abschnitte
auf der Federscheibe und die Abschnitte auf den Rastkanten übereinander
ausgerichtet, bevor der Verschluss auf den Hals der Flasche aufgesteckt
wird. Dadurch ist gewährleistet,
dass die Federscheibe in den Rastkanten der Aufsteckhülse einrasten
kann. Soll der Verschluss anschließend vom Hals der Flasche entfernt
werden, ist der Verschluss um 60° zu
drehen. Hierdurch werden die Abschnitte der Federscheibe in die
freien Bereiche zwischen den Abschnitten der Rastkanten geschoben. Gleichzeitig
werden die Abschnitte der Rastkanten in die freien Bereiche zwischen
den Abschnitten der umlaufenden Kante der Federscheibe geschoben. Folglich
besteht zwischen der Federscheibe und der Aufsteckhülse keine
Rastwirkung mehr, sodass der Verschluss vom Hals der Flasche abgezogen
werden kann. Bei dieser Ausführungsform
ist zu gewährleisten,
dass die Federscheibe nicht auf dem Hals der Flasche gedreht werden
kann, was beispielsweise durch eine Nase am Hals der Flasche, die
in eine entsprechende Nut in der Öffnung der Federscheibe einrastet,
gewährleistet
werden kann.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschluss
ist der äußere Umfang
der Federscheibe durch einen umlaufenden Gewindegang gebildet. In
gleicher Weise sind die Rastelemente auf der Innenseite der Aufsteckhülse durch
die Abschnitte eines umlaufenden Gewindeganges gebildet. Der Gewindegang
der Federscheibe und der Gewindegang in der Aufsteckhülse sind
ineinander verschraubbar. Da die Federscheibe elastisch ist, können die
Flanken ihres Gewindeganges über
die Flanken des Gewindeganges der Aufsteckhülse gleiten, wenn die Federscheibe
innerhalb der Aufsteckhülse
axial verschoben wird. Gleichzeitig bewirken die Gewindegänge ein
Einrasten der Federscheibe in der Aufsteckhülse, sodass eine Verschiebung
der Federscheibe innerhalb der Aufsteckhülse in die Aufsteckrichtung
verhindert ist. Folglich kann der Verschluss durch ein einfaches Aufstecken
auf den Hals der Flasche aufgebracht werden, woraufhin die Federscheibe
einrastet. Dies ist insbesondere bei der Produktion der Flasche
mit einem solchen Verschluss von Vorteil, da der Verschluss schnell
und einfach auf die Flasche aufgesteckt werden kann. Soll der Verschluss
später
durch den Benutzer vom Hals der Flasche entfernt werden, kann der
Verschluss abgeschraubt werden. Hierbei dreht sich das Gewinde der
Federscheibe aus dem Gewinde der Aufsteckhülse heraus, bis die Federscheibe
die Aufsteckhülse
mit dem Verschlussdeckel freigibt. Ein späteres Verschließen der
Flasche durch den Verschluss kann sowohl durch ein Aufschrauben als
auch durch Aufstecken des Verschlusses auf den Hals der Flasche
erfolgen. Auch bei dieser Ausführungsform
ist zu gewährleisten,
dass die Federscheibe nicht auf dem Hals der Flasche gedreht werden kann.
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Vorzugsweise
weist der Gewindegang der Federscheibe ein bis zwei Umdrehungen
auf. Eine solche Federscheibe ist kostengünstig zu produzieren und gewährleistet
sowohl die Rastfunktion als auch die Gewindefunktion.
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Die
Federscheibe des erfindungsgemäßen Verschlusses
ist bevorzugt derart ausgeführt,
dass der äußere Umfang
in einer Ebene liegt, die gegenüber
derjenigen Ebene, in welcher die Öffnung der Federscheibe liegt,
parallel und in Aufsteckrichtung versetzt angeordnet ist. Durch
diesen Versatz ist gewährleistet,
dass die Federscheibe beim Verschieben der Federscheibe innerhalb
der Aufsteckhülse
in der Aufsteckrichtung elastisch verformbar ist und so ein Gleiten
ihres Umfanges über
die Rastkanten der Aufsteckhülse
ermöglicht
ist. Soll die Federscheibe jedoch entgegen dieser Richtung bewegt
werden, das heißt,
soll der Verschluss von der Flasche heruntergezogen werden, so ist
die Federscheibe zwischen dem Flaschenhals und den Rastkanten der Aufsteckhülse eingeklemmt.
Dadurch ist ein Entfernen des Verschlusses von der Flasche verhindert oder
zumindest so stark erschwert, dass sich der Verschluss nicht selbsttätig oder
unbeabsichtigt vom Flaschenhals löst.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
weist eine Abdichthülse
auf, die während
des Verschließens
der Flasche in den Hals der Flasche in der Aufsteckrichtung eingeführt wird
und dort eine Abdichtung des Verschlusses gegenüber dem Innenraum der Flasche
ermöglicht. Die
Abdichthülse
ist in Material und Wandstärke
so ausgebildet, dass durch eine in die Aufsteckrichtung gerichtete
Kraft auf die Abdichthülse
zumindest ein Abschnitt des äußeren Umfanges
der Abdichthülse umlaufend
nach außen
gedrängt
wird. Die Verformung der Abdichthülse erfolgt dabei entweder
plastisch oder elastisch, vorzugsweise aber mit einer elastischen
Komponente. Eine solche Kraft tritt insbesondere dann auf, wenn
der Verschluss mit seiner Abdichthülse in den Hals der Flasche
eingeführt
wird und dabei das offene Ende der Abdichthülse gegen einen entsprechenden
Anschlag im Flaschenhals gepresst wird. Der hierdurch nach außen gedrängte Abschnitt
des äußeren Umfanges
der Abdichthülse
wird umlaufend auf die Innenseite des Halses der Flasche gedrängt, wodurch
der Verschluss gegenüber
dem Innenraum der Flasche abgedichtet ist. Ein besonderer Vorteil
dieser Ausführungsform
besteht darin, dass durch eine einfach zu realisierende Lösung eine erhöhte Dichtigkeit
zwischen dem Verschluss und dem Innenraum der Flasche erzielt wird,
ohne hierfür erhöhte Kräfte zur
Befestigung des Verschlusses am Hals der Flasche aufbringen zu müssen. Bereits
im Moment des Aufsteckens des Verschlusses wird die erhöhte Dichtigkeit
erzielt, ohne hierfür
spürbar
erhöhte
Kräfte
aufbringen zu müssen.
Weiterhin ist es von Vorteil, dass für das Einführen der Abdichthülse in den
Hals der Flasche keine erhöhte
Genauigkeit erforderlich ist, was insbesondere für die maschinelle Massenproduktion
von Bedeutung ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
wird die Elastizität der
Abdichthülse
durch einen elastisch ausgeführten axialen
Abschnitt der Abdichthülse
erzielt. Wirkt eine in die Aufsteckrichtung gerichtete Kraft auf
die Abdichthülse
ein, so wird dieser axiale Abschnitt umlaufend nach außen gedrängt. Der
Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass die elastische Verformung der Abdichthülse sehr
genau vorherbestimmt werden kann. Beispielsweise kann die Abdichthülse über den
größten Teil
ihrer axialen Länge
unelastisch ausgeführt
werden, während
nur ein kleiner axialer Abschnitt elastisch verformbar ist. Somit
kann die Position im Hals der Flasche, an welcher die Abdichthülse gegen
das Innere des Halses der Flasche gedrängt wird, sehr genau vorherbestimmt
werden. Weiterhin ist die Verformung des axialen Abschnittes sehr
genau bestimmbar, sodass eine willkürliche Verformung von größeren Abschnitten
der Abdichthülse vermieden
werden kann.
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Der
elastisch ausgeführte
axiale Abschnitt der Abdichthülse
ist bevorzugt durch eine Materialschwächung auf der Innenseite der
Abdichthülse
gebildet. Hierdurch ist eine einstückige Ausführung der Abdichthülse ermöglicht.
Alternativ kann die Abdichthülse
mehrstückig
ausgeführt
werden, indem beispielsweise ein axialer Abschnitt aus einem anderen Material
in die Abdichthülse
eingebracht ist.
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Die
Materialschwächung
im axialen Abschnitt der Abdichthülse kann beispielsweise dadurch
erzielt werden, dass das Material der Abdichthülse in diesem Abschnitt dünner als
in den anderen Abschnitten der Abdichthülse ausgeführt ist. Dies wird bevorzugt
dadurch erzielt, dass die Innenfläche des axialen Abschnittes
als eine nach außen
gerichtete Hohlwölbung
ausgeführt
ist. Diese Hohlwölbung führt dazu,
dass beim Einwirken einer in die Aufsteckrichtung gerichteten Kraft
sich der axiale Abschnitt der Abdichthülse derart verformt, dass eine
nach außen
gerichtete Wölbung
ausgebildet ist. Diese Wölbung
wirkt wie ein Dichtring auf der Abdichthülse.
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Bei
einer besonderen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
ist weiterhin ein Dichtring auf der Außenseite der Abdichthülse angeordnet.
Wird aufgrund einer in die Aufsteckrichtung gerichtete Kraft die
Abdichthülse
umfänglich
nach außen
gedrängt,
so wird insbesondere der Dichtring zwischen der Innenseite des Halses
der Flasche und der Abdichthülse
eingeklemmt, wodurch eine hohe Dichtwirkung erzielt wird. Alternativ
kann die Wirkung des Dichtringes durch eine veränderte Oberflächeneigenschaft
der Abdichthülse
erzielt werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
ist eine in die Aufsteckrichtung gerichtete umlaufende Kante der
Abdichthülse
als eine Dichtlippe ausgeführt.
Beim Einführen
der Abdichthülse
in den Hals der Flasche setzt die Abdichthülse mit ihrer Dichtlippe auf
einen Anschlag im Hals der Flasche auf, wobei die Dichtlippe nach
dem Verschließen
der Flasche permanent gegen den Anschlag im Hals der Flasche gepresst
ist. Diese Anpresskraft wird insbesondere durch die Elastizität der Abdichthülse und
die Federwirkung der zur Verschlussbefestigung dienenden Federscheibe gewährleistet.
Die auf den umlaufenden Anschlag im Hals der Flasche gepresste Dichtlippe
bewirkt eine weitere Abdichtung der Abdichthülse gegenüber dem Flascheninneren. Die
Dichtlippe kann beispielsweise durch eine umlaufende Kante mit erhöhter Elastizität gebildet
sein. Alternativ kann die Dichtlippe durch eine besonders ebene,
weitgehend starre Kante der Abdichthülse gebildet sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
weist der Verschlussdeckel bzw. dessen Anbringung an der Flasche
eine Elastizität
entgegen der Aufsteckrichtung auf, die jedoch geringer als die Elastizität der Abdichthülse ausgeführt ist.
Mit dieser Ausführungsform kann
ein Sicherheitsmerkmal realisiert werden. Kommt es im Inneren der
Flasche zu einem erhöhtem
Druck, beispielsweise bei einem kohlensäurehaltigen Getränk, wirkt
der erhöhte
Druck auf die Innenseite des Verschlussdeckels, woraufhin dieser
sich wegen seiner Elastizität
nach außen
wölbt oder/und aufgrund
der Nachgiebigkeit der Federscheibe entgegen der Aufsteckrichtung
des Verschlusses geringfügig
verlagert wird. Dies führt
wiederum dazu, dass die unter dem Verschlussdeckel angeordnete Abdichthülse mit
einer geringeren Kraft in den Hals der Flasche gepresst ist. Die
Verformung der Abdichthülse
bildet sich zurück,
sodass die Abdichtung der Abdichthülse gegenüber dem Hals der Flasche nachlässt. Somit
kann sich der erhöhte
Druck im Inneren der Flasche abbauen, wodurch eine Explosion der
Flasche verhindert ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
sowohl für Verschlüsse geeignet,
bei denen die Ausgabe des in der Flasche befindlichen Mediums nur
durch ein Entfernen des Verschlusses möglich ist, als auch für Verschlüsse, bei
denen im Verschlussdeckel eine Ausgabeöffnung zur wahlweisen Ausgabe
des in der Flasche befindlichen Mediums vorhanden ist. Dies können beispielsweise Flaschen
für kosmetische
Produkte, aber auch Flaschen für
Getränke
sein.
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Der
erfindungsgemäße Verschluss
ist bevorzugt mit einem Spritzgießverfahren herzustellen, wobei
der gesamte Verschluss in einem einzigen Schritt hergestellt wird.
Als Material für
den erfindungsgemäßen Verschluss
kommen u. a. viele Arten von Kunststoffen in Betracht, wie beispielsweise
PE, PET, PVC, PA oder PC.
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Gemäß einer
bevorzugten Lösung
weist eine zu verschließende
Flasche einen Rastkragen an ihrem Hals auf, in welchen die Federscheibe
mit ihrer Öffnung
einrastet.
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Gemäß der erfinderischen
Lösung
weist eine Flasche, welche mit einem eine Abdichthülse umfassenden
Verschluss zu verschließen
ist, eine Kante in ihrem Hals auf, auf die eine in die Aufsteckrichtung gerichtete
Kante der Abdichthülse
beim Einführen der
Abdichthülse
in den Hals der Flasche aufsetzt. Ist der Verschluss vollständig auf
den Hals der Flasche aufgesetzt, ist zumindest ein axialer Abschnitt
des äußeren Umfanges
der Abdichthülse
umlaufend und elastisch an die Innenseite des Halses der Flasche gedrängt. Hierfür ist der
Innenquerschnitt des Halses der Flasche beispielsweise so zu gestalten,
dass er einen geringfügig
größeren Durchmesser
als der Durchmesser der Abdichthülse
aufweist.
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Weitere
Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen,
unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
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1:
eine bevorzugte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verschlusses
in einer Schnittansicht;
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2:
den in 1 gezeigten Verschluss in einem Spritzzustand;
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3:
den in 1 gezeigten Verschluss beim Aufstecken auf eine
Flasche in einem ersten Schritt;
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4:
den Aufsteckvorgang in einem zweiten Schritt;
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5:
den Aufsteckvorgang in einem dritten Schritt;
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6:
den Aufsteckvorgang in einem vierten Schritt;
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7:
den Verschluss, nachdem er vollständig auf die Flasche aufgesetzt
ist;
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8:
einen erfindungsgemäßen Doppelverschluss,
der auf eine Doppelkammerflasche aufgesetzt wird; und
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9:
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
mit einem Klappdeckel.
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1 zeigt
eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verschlusses
in einer teilweise geschnittenen Ansicht in einem Aufsetzzustand.
Der Verschluss weist einen scheibenförmigen Verschlussdeckel 01 auf,
in dessen Zentrum eine Ausgabeöffnung 02 angeordnet
sein kann, die durch eine kleine durchgehende Öffnung angedeutet ist. Die
Ausgabeöffnung 02 kann
durch eine verschließbare Öffnung,
einen verschließbaren
Stutzen oder dergleichen gebildet sein. Der erfindungsgemäße Verschluss
ist für
alle Arten von Ausgabeöffnungen oder
auch für
Ausführungen
ohne Ausgabeöffnung geeignet.
An der Unterseite des Verschlussdeckels 01 ist konzentrisch
eine Abdichthülse 03 angeordnet. Die
Abdichthülse 03 hat
weitgehend die Form eines dünnwandigen
Hohlzylinders. Die Abdichthülse 03 ist mit
ihrer oberen Stirnfläche
am Verschlussdeckel 01 befestigt. Die untere Stirnfläche des
Hohlzylinders der Abdichthülse 03 ist
offen und wird beim Aufsetzen des Verschlusses auf eine Flaschen
den Hals der Flasche eingeführt.
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An
der Unterseite des Verschlussdeckels 01 ist eine Aufsteckhülse 04 angeordnet,
welche die Abdichthülse 03 koaxial
umgreift. Die Aufsteckhülse 04 weist
im Wesentlichen die Form eines dünnwandigen Hohlzylinders
auf. Die Aufsteckhülse 04 ist
mit ihrer oberen Stirnfläche
am Verschlussdeckel 01 befestigt. Der Verschluss weist
weiterhin eine Griffhülse 06 auf. Die
Griffhülse 06 hat
ebenfalls die Form eines dünnwandigen
Hohlzylinders und bildet gemeinsam mit dem Verschlussdeckel 01 die äußere Form
des Verschlusses. Die Griffhülse 06 dient
zum Greifen des Verschlusses durch den Nutzer und ist so gestaltet, dass
der Verschluss an die Form der Flasche angepasst ist. Die Abdichthülse 03,
die Aufsteckhülse 04 und
die Griffhülse 06 sind
koaxial angeordnet.
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Die
Form der Abdichthülse 03 unterscheidet sich
von der eines Hohlzylinders lediglich dahingehend, dass die Abdichthülse 03 in
einem mittleren axialen Abschnitt auf deren Innenseite eine Materialschwächung in
Form einer nach außen
gerichteten Hohlwölbung 07 aufweist.
Die Außenfläche der
Abdichthülse 03 gleicht
der eines Hohlzylinders.
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Die
Aufsteckhülse 04 dient
der Befestigung des Verschlusses am Hals der Flasche. Die Aufsteckhülse 04 weist
in einem unteren axialen Abschnitt auf deren Innenseite mehrere
umlaufende Rastkanten 08 auf, die eine Riffelung der Innenseite
der Aufsteckhülse 04 ausbilden.
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An
der offenen Stirnfläche
der Aufsteckhülse 04 ist
eine Federscheibe 09 angeordnet. Die Form der Federscheibe 09 ist
vergleichbar mit einem Kreisring, der in Richtung seiner Achse konzentrisch
um etwa 45° gestülpt wurde.
Somit ist die Form der Federscheibe 09 mit einem Kegelstumpfmantel
vergleichbar. Der äußere Umfang
der Federscheibe 09 ist durch eine umlaufende kreisrunde
Kante gebildet. Ebenso ist der Umfang der Öffnung der Federscheibe 09 durch
eine umlaufende kreisrunde Kante gebildet. Die Federscheibe 09 hat
zunächst
die Funktion einer konusförmigen
Einführhilfe,
die in dem gezeigten Zustand in Richtung der Abdichthülse 03 ausgerichtet
ist.
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2 zeigt
den in 1 gezeigten Verschluss in einem Spritzzustand,
d. h. in einem Zustand unmittelbar nachdem der Verschluss aus einem
Spritzgießwerkzeug
entnommen wurde. Der Verschluss unterscheidet sich im Spritzzustand
von dem in 1 gezeigten Zustand lediglich
dahingehend, dass die Federscheibe 09 mit ihrer Konusform entgegen
der Abdichthülse 03 ausgerichtet
ist. Die Federscheibe 09 weist eine innere Spannung auf, wobei
sie zwei stabile Zustände
einnehmen kann, die den beiden in 1 und 2 gezeigten
Zuständen entsprechen.
Um den Verschluss vom Spritzzustand (2) in den
Aufsetzzustand (1) zu überführen, wird die Federscheibe 09 von
dem ersten stabilen Zustand in den zweiten stabilen Zustand umgeklappt.
Die Federscheibe 09 ist über eine Sollbruchstelle 11 an
der Aufsteckhülse 04 befestigt.
Die Sollbruchstelle 11 ist dadurch gebildet, dass das Material am Übergang
von der Federscheibe 09 zur Aufsteckhülse 04 sehr dünn ausgeführt ist.
Die Sollbruchstelle 11 kann auch perforiert oder durch
nur wenige Verbindungsstege gebildet sein.
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3 zeigt
den in 1 gezeigten Verschluss während eines Aufsteckvorganges
auf einen Hals 12 der zu verschließenden Flasche in einem ersten
Schritt. Während
dieses ersten Schrittes wird der Verschluss mit seiner Federscheibe 09 auf
die Stirnfläche
des Halses 12 der Flasche aufgesetzt. Während dieses Schrittes fungiert
die Federscheibe 09 als Einführhilfe. Aufgrund der konischen
Form der Federscheibe 09 richten sich der Verschluss und
der Hals 12 der Flasche koaxial zueinander aus. Dies ist insbesondere
beim maschinellen Verschließen
von Flaschen vorteilhaft, wenn die Flaschen mit einer sehr hohen
Geschwindigkeit verschlossen werden sollen, da in diesem Fall keine
hohe Genauigkeit der Führung
des Verschlusses durch die Maschine gewährleistet werden kann.
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4 zeigt
den Aufsteckvorgang in einem zweiten Schritt. Während dieses zweiten Schrittes
ist ein oberer Abschnitt des Halses 12 der Flasche bereits
durch die Öffnung
der Federscheibe 09 hindurchgeführt. Der Verschluss ist während dieses Schrittes
hinsichtlich seiner Achse genau gegenüber der Achse des Halses 12 der
Flasche ausgerichtet. Somit sind Abweichungen sowohl in der konzentrischen
Positionierung als auch in der Ausrichtung des Verschlusses gegenüber der
Flasche korrigiert.
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5 zeigt
den Aufsteckvorgang in einem dritten Schritt. Während dieses dritten Schrittes
ist die Federscheibe 09 über einen Rastkragen 13 am Hals 12 der
Flasche gestülpt,
nachdem der Verschluss ein weiteres Stück in eine Aufsteckrichtung 14 bewegt
wurde. Der äußere Durchmesser
des Rastkragens 13 ist größer als der innere Durchmesser
der Federscheibe 09, wenn keine Verformungskräfte auf
die Federscheibe 09 einwirken. Aufgrund der Elastizität der Federscheibe 09 weitet
sich die lichte Öffnung
auf, um den Rastkragen 13 über dessen äußeren Umfang aufnehmen zu können. Dieser Vorgang
wird insbesondere dadurch ermöglicht,
dass der Rastkragen 13 entgegen der Aufsteckrichtung 14 konisch
geformt ist. Während
des Aufziehens der Federscheibe 09 auf den konischen Rastkragen 13 wirkt
eine Zugkraft auf die Sollbruchstelle 11, wobei die Sollbruchstelle 11 jedoch
noch nicht abreißt.
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6 zeigt
den Aufsteckvorgang in einem vierten Schritt, nachdem der Verschluss
ein weiteres Stück
in die Aufsteckrichtung 14 bewegt wurde. Die in 5 gezeigte
Sollbruchstelle 11 ist nunmehr gerissen, nachdem die Federscheibe 09 an
einer Anschlagkante 10 am Flaschenhals aufstößt und sich daher
nicht weiter auf die Flasche aufziehen lässt. Die Federscheibe 09 ist
nun gegenüber
dem restlichen Verschluss vereinzelt. Zuvor ist die Federscheibe 09 vollständig über den
Rastkragen 13 am Hals 12 der Flasche geglitten
und ist dadurch unter dem Rastkragen 13 eingerastet. Die
Abdichthülse 03 befindet
sich während
dieses Schrittes bereits fast vollständig im Inneren des Halses 12 der
Flasche, sodass eine Aufsetzkante 16 an der offenen Stirnfläche der
Abdichthülse 03 einer
Absatzkante 17 auf der Innenseite des Halses 12 der
Flasche mit einem kleinen Abstand gegenübersteht. Weiterhin steht eine Abschlusskante 18 an
der offenen Stirnseite der Griffhülse 06 einem Formabsatz 19 an
der Flasche gegenüber.
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7 zeigt
den Aufsteckvorgang, nachdem dieser abgeschlossen ist. Die Aufsetzkante 16 der Abdichthülse 03 ist
vollständig
auf die Absatzkante 17 im Hals 12 der Flasche
aufgesetzt. Zum Zeitpunkt des Aussetzens war die Abschlusskante 18 an
der Griffhülse 06 noch
nicht auf den Formabsatz 19 an der Flasche aufgesetzt,
sodass der Verschluss ein weiteres kleines Stück in die Aufsteckrichtung 14 bewegt
werden konnte. Dabei kam es zu einer elastischen Verformung des
mit der Hohlwölbung 07 ausgeführten axialen
Abschnittes der Abdichthülse 03. Aufgrund
der Hohlwölbung 07 ist
die Abdichthülse 03 in
diesem axialen Abschnitt umlaufend nach außen an die Innenfläche des
Halses 12 der Flasche gedrängt. Hierdurch ist an der Berührungsfläche zwischen
der Abdichthülse 03 und
der Innenfläche
des Halses 12 der Flasche eine Abdichtung 21 ausgebildet,
die das Innere der Flasche gegenüber
der Abdichthülse 03 und
dem Verschlussdeckel 01 abdichtet. Die Abdichtung 21 entsteht
allein durch das Aufstecken des Verschlusses in die Aufsteckrichtung 14 und
ist unabhängig
davon, wie der Verschluss am Hals 12 der Flasche befestigt
wird. Wird der Verschluss vom Hals 12 der Flasche abgezogen,
so baut sich die Abdichtung 21 wieder ab, da sich die Abdichthülse 03 elastisch
wieder in ihre Ausgangsform verformt. Somit wird durch die Abdichtung 21 ein
Abziehen des Verschlusses von der Flasche nicht behindert. Die Abschlusskante 18 an
der Griffhülse 06 ist
in dem in 7 gezeigten Zustand vollständig auf den
Formabsatz 19 der Flasche aufgesetzt, sodass der Verschluss
und die Flasche nach außen
eine Einheit bilden.
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Während des Überganges
von dem in 6 gezeigten Zustand in den in 7 gezeigten
Zustand ist die Federscheibe 09 über zwei der umlaufenden Rastkanten 08 geglitten.
Somit ist die Federscheibe 09 mit ihren äußeren Umfang
in die zweite Rastkante der mehreren Rastkanten 08 eingerastet.
Es besteht somit eine doppelte Rastverbindung der Federscheibe 09,
die mit ihrem inneren Umfang unter dem Rastkragen 13 am
Hals der Flasche eingerastet ist und mit ihrem äußeren Umfang in eine der Rastkanten 08 der
Aufsteckhülse 04 eingerastet
ist. Die Vielzahl der Rastkanten 08 gewährleistet, dass ein Einrasten
der Federscheibe 09 an der Aufsteckhülse genau an der Position erfolgen
kann, wenn die Abschlusskante 18 der Griffhülse 06 auf
den Formabsatz 19 der Flasche aufsetzt. Auch wenn beispielsweise
infolge von Fertigungstoleranzen die Griffhülse 06 unterschiedlich lang
ausgeführt
ist oder die Länge
des vom Verschluss zu überdeckenden
Flaschenhalses variiert, wird bei der mit dem erfindungsgemäßen Verschluss verschlossenen
Flasche die Abschlusskante 18 immer auf den Formabsatz 19 aufsitzen,
ohne dass an dieser Stelle beispielsweise ein Spalt verbleibt.
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Die
Aufsetzkante 16 der Abdichthülse 03 und die Absatzkante 17 im
Hals 12 der Flasche sind jeweils eben ausgeführt, sodass
sich in ihrer Berührungsfläche ebenfalls
eine Dichtwirkung ergibt. Alternativ kann die Aufsetzkante 16 mit
einer Dichtlippe versehen werden, um diese Dichtwirkung zu erhöhen. Eine
weitere Alternative besteht darin, in der Aufsetzkante 16 beispielsweise
Einschnitte vorzusehen, sodass eine Dichtwirkung zwischen der Aufsetzkante 16 der
Abdichthülse 03 und
der Absatzkante 17 im Hals 12 der Flasche bewusst
nicht erzielt wird.
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Der
Verschlussdeckel 01 kann elastisch ausgeführt sein.
Kommt es im Inneren der Flasche, beispielsweise bei einem kohlensäurehaltigen
Getränk zu
einem Überdruck,
so wölbt
sich der Verschlussdeckel 01 nach außen. Hierdurch verringert sich
die auf die Abdichthülse 03 einwirkende
axiale Kraft, so dass sich die Abdichthülse 03 wieder in ihre
Ausgangsform verformt. Dadurch wird gleichzeitig die Abdichtung 21 abgebaut,
woraufhin sich der erhöhte
Druck im Inneren der Flasche abbauen kann. Das hierbei aus der Flasche
austretende Medium gelangt zunächst
in den Bereich zwischen der Aufsteckhülse 04 und dem Hals 12 der
Flasche. Dadurch ist verhindert, dass das mit einem hohen Druck
austretende Medium unmittelbar in den Außenbereich des Verschlusses
gelangt und dort eine Gefährdung
darstellt. Diese Überdrucksicherheit
kann auch bei steifen Verschlussdeckeln erreicht werden, wenn die
Federscheibe entsprechend dimensioniert ist, um ein geringfügiges Anheben
des Verschlusses zu ermöglichen,
wenn der Innendruck in der Flasche einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt.
Dies führt
wiederum zur Aufhebung der Abdichtung 21.
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8 zeigt
eine Doppelkammerflasche 31 und einen Doppelverschluss 32.
Der Doppelverschluss 32 umfasst zwei Einzelverschlüsse, die
jeweils dem in den 3 bis 7 gezeigten
Verschluss gleichen. Die beiden Einzelverschlüsse sind an deren Umfang miteinander
verbunden, vorzugsweise entlang einer Biegelinie 33, welche
das Verschwenken der Einzelverschlüsse zueinander gestattet. Der
Doppelverschluss 32 ist einstückig ausgeführt und wird in einem einzigen
Spritzgießvorgang hergestellt.
Jede der beiden Kammern der Doppelkammerflasche 31 weist
einen Hals auf, der dem in den 3–7 gezeigten
Hals 12 gleicht. Die Funktionsweise jedes der beiden Einzelverschlüsse des
Doppelverschlusses 32 gleicht der Funktionsweise des in
den 3 bis 7 gezeigten Verschlusses. Jeder
der beiden Einzelverschlüsse
erfüllt
beim Aufsetzen auf die Hälse
der Doppelkammerflasche 31 eine ausrichtende Wirkung. Diese
Ausrichtwirkung ermöglicht
den Ausgleich eines Versatzes des Doppelverschlusses 32 gegenüber der
Doppelkammerflasche 31 in der X-Y-Ebene von beispielsweise bis
zu ±5
mm und den Ausgleich einer Verdrehung des Doppelverschlusses 32 gegenüber der
Doppelkammerflasche 31 von beispielsweise bis zu ±5°.
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9 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verschlusses
zum Verschließen
einer Flasche. Die in 9 gezeigte Ausführungsform
unterscheidet sich von der in den 1 bis 7 gezeigten
Ausführungsform
darin, dass sie einen Klappdeckel 34 aufweist, mit dem
der Verschluss durch den Benutzer wahlweise verschlossen und geöffnet werden
kann. In dem gezeigten Zustand ist der Verschluss geöffnet, sodass
der Flascheninhalt austreten kann. Zum Verschließen des Verschlusses ist der
Klappdeckel 34 umzuklappen, sodass er in eine im Verschlussdeckel 01 vorgesehene Aussparung
einrastet.
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- 01
- Verschlussdeckel
- 02
- Ausgabeöffnung
- 03
- Abdichthülse
- 04
- Aufsteckhülse
- 05
-
- 06
- Griffhülse
- 07
- Hohlwölbung
- 08
- Rastkanten
- 09
- Federscheibe
- 10
- Anschlagkante
- 11
- Sollbruchstelle
- 12
- Hals
der Flasche
- 13
- Rastkragen
- 14
- Aufsteckrichtung
- 15
-
- 16
- Aufsetzkante
- 17
- Absatzkante
- 18
- Abschlusskante
- 19
- Formabsatz
- 20
-
- 21
- Abdichtung
- 22
-
- 31
- Doppelkammerflasche
- 32
- Doppelverschluss
- 33
- Biegelinie
- 34
- Klappdeckel