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Die
Erfindung betrifft einen Schnellverschluss gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein
Schnellverschluss der eingangs genannten Art (auch Mannloch-/Füllloch-Deckel
genannt) wird vom Anmelder schon lange gefertigt und vertrieben
(siehe die den Anmeldungsunterlagen beigefügte Prospektkopie).
Ein solcher Schnellverschluss besteht dabei aus einem eine Öffnung
definierenden Wandungsbereich (auch Deckelsitz genannt), einem am
Wandungsbereich (klappbar) gelagerten Deckel zum (regelmäßig
druckdichten) Verschluss der Öffnung, einem am Deckel angeordneten
Verrastungselement und einer am Wandungsbereich angeordneten, mit
den Verrastungselement zusammenwirkenden und handbetätigbaren
Verschlussmechanik, die ein um eine senkrecht zum Wandungsbereich
orientierte (in diesem Fall klappbar ausgebildete) Achse drehbar
und axialverstellbar gelagertes Fixierelement (hier das zylindrische
Bauteil an dessen oberen Ende die Kurbel befestigt ist) aufweist.
Ein solcher Schnellverschluss wird typischerweise als Deckel an einem
Behälter verwendet; selbstverständlich kommen
aber auch alle anderen geeigneten Verwendungszwecke in Betracht.
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Ausgehend
von der geschlossenen Stellung funktioniert ein solcher Schnellverschluss
wie folgt: Durch Drehen der Handkurbel kann sich der Deckel geringfügig
nach oben bewegen. Ein möglicher Überdruck im
Behälter kann auf diese Weise sicher abgebaut werden. Aufgrund
des Verrastungselements an der Deckelkonstruktion, das mit dem Schließmechanismus
am Wandungsbereich zusammenwirkt, kann die mit der Handkurbel verbundene
Drehwelle (oben als Achse bezeichnet) erst dann umgeklappt werden, wenn
der Stellweg so weit geöffnet ist, dass das Verrastungselement
nicht mehr im Eingriff mit dem Schließmechanismus ist.
Der klappbar an der Wandung gelagerte Schließmechanismus
kann mit anderen Worten ausgedrückt erst dann um geklappt
werden, wenn das Verrastungselement per Handkurbel aus dem Wirkbereich
des Schließmechanismus gebracht wurde.
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Der
erwähnte Schnellverschluss des Anmelders hat sich an sich
bestens bewährt.
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Bezüglich
des hier verwendeten Begriffs "Schnellverschluss" wird noch auf
Folgendes hingewiesen: Gemäß AD 2000-Merkblatt
(herausgegeben von der Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter)
gelten als Schnellverschlüsse alle Verschlussarten, die
gegenüber Verschlüssen mit einzeln zu betätigenden Verschlusselementen
verkürzte Öffnungs- bzw. Schließzeiten
haben. Darüber hinaus gibt es auch sogenannte Bügelverschlüsse,
die so beschaffen sein müssen, dass der Deckel zwangsweise
angelüftet wird, bevor das Verschlusselement den Deckel freigibt
(siehe zum Beispiel Bügelverschlüsse gemäß DIN
28 126). Die gemäß AD 2000-Merkblatt
von den Schnellverschlüssen ausgeschlossenen Bügelverschlüsse
sind im folgenden stets ebenfalls gemeint, d. h. der Begriff "Schnellverschluss"
wird anmeldungsgemäß nicht im strengen Normensinn
verwendet.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schnellverschluss der
eingangs genannten Art hinsichtlich seiner Handhabung weiter zu
verbessern.
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Diese
Aufgabe ist mit einem Schnellverschluss der eingangs genannten Art
durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale
gelöst.
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Nach
der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Verrastungselement mindestens
ein Zapfenelement aufweist und dass das Fixierelement mindestens
einen in Öffnungsrichtung des Zapfenelements verlaufenden
Aufnahmebereich für das Zapfenelement, mindestens einen
sich an den Aufnahmebereich anschliessenden, eine Bewegung des Zapfenelements
in Öffnungsrichtung ausschliessenden Eingriffsbereich,
einen ersten Axialstellbereich, in dem es in Bezug auf den Wandungsbereich
drehbar ge lagert ist, und einen zweiten, bezüglich des Wandungsbereichs
drehgesicherten Axialstellbereich aufweist.
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Mit
anderen Worten ausgedrückt, umfasst die Verschlussmechanik
einen Drehriegel (das oben erwähnte Fixierelement), der
zwei Führungsbereiche (Aufnahme- und Eingriffsbereich)
für das am Deckel angeordnete Verrastungselement aufweist,
wobei man den Verschlussvorgang geistig in drei Teilvorgänge
aufspalten kann, und zwar erstens den Schritt, bei dem das Deckelelement
zugeklappt wird. Der Drehriegel ist bei diesem Schritt so positioniert,
dass das Zapfenelement im Aufnahmebereich in Öffnungsrichtung
(in der Regel in Schwenkrichtung) des Deckels bewegt werden kann,
und zwar so lange, bis es an einem Auflagebereich ankommt und dort
aufliegt. In einem zweiten Schritt wird vorzugsweise mit einer Handkurbel
eine Verdrehung des Drehriegels bewirkt. Da sich das Verrastungselement
in dieser zweiten Phase bereits im Eingriffsbereich befindet, der
eine Bewegung des Deckels in Öffnungs- bzw. Schwenkrichtung
ausschließt, aber eine Verdrehung des Drehriegels erlaubt,
erfolgt eine Drehung des Fixierelements zunächst bis zu
dem Punkt, an dem das Verrastungselement zum Ende des Eingriffsbereichs gelangt.
Bis zu diesem Zeitpunkt ist es noch zu keiner Axialbewegung des
Drehriegels gekommen. Erst im dritten Schritt, also dann wenn eine
weitere Bewegung des Verrastungselements im Eingriffsbereich nicht
mehr möglich ist, bewirkt die weitere Drehung der Achse
bzw. Welle, dass sich der Drehriegel auf der Achse nach unten (also
zum Deckelsitz hin) bewegt (dabei liegt das Verrastungselement auf
dem Auflagebereich auf). Der sich so ergebende gesamte Axialstellbereich
des Drehriegels weist dabei zwei Teilbereiche auf, nämlich
einen ersten, relativ kurzen Bereich, in dem eine Verdrehung des
Fixierelements noch möglich ist, und einen zweiten, bei
dem ein am Wandungsbereich vorgesehenes Drehsicherungselement (zum
Beispiel ein Führungsstift) eine Verdrehung des Drehriegels
sicher ausschließt. – Diese Verdrehsicherung ist
dabei insbesondere beim öffnen des Schnellverschlusses
von Bedeutung, da insbesondere bei unter hohem Druck stehenden Behältern
ausgeschlossen werden muss, dass sich der Deckel schlagartig öffnen kann.
Erfindungsgemäß ist dieses Problem dadurch gelöst,
dass beim Öffnen zunächst eine rein axiale Bewegung
des Drehriegels (bezogen auf die Achse) erfolgt. Während
dieser Bewegung ist das Verrastungselement des Deckels im Eingriffsbereich
gehalten (und liegt gleichzeitig auf dem Auflagebereich auf), so
dass der Deckel lediglich nach oben bewegt wird. Ein gegebenenfalls
vorhandener Überdruck im Behälter wird somit definiert abgebaut.
Erst nach einer definierten Bewegung in Axialrichtung verläßt
der Drehriegel seinen verdrehgesicherten Bereich, d. h. erst dann
kann eine Verdrehung des Fixierelements erfolgen. Durch diese Verdrehung
gelangt das Verrastungselement wieder in den Aufnahmebereich, d.
h. erst jetzt kann der Deckel aufgeschwenkt werden.
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Zur
Gewährleistung einer definierten Bewegung des Drehriegels
in Axialrichtung ist, was noch genauer erläutert wird,
bevorzugt vorgesehen, dass die Achse als drehbar am Wandungsbereich
gelagerte Welle mit einem Außengewinde ausgebildet ist, das
mit einem Innengewinde zusammenwirkt, das in einer Durchgangsbohrung
an einem Fixierelement angeordnet ist.
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Gemäß einer
weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Verrastungselement zwei Zapfenelemente aufweist und dass
am Fixierelement zwei Aufnahmebereiche und zwei Eingriffsbereiche
für die Zapfenelemente vorgesehen sind. Ferner ist vorgesehen,
dass die Aufnahmebereiche und die Eingriffsbereiche am Fixierelement
zueinander jeweils gegenüberliegend angeordnet sind. – Bei
dieser bevorzugten Ausführungsform hat die Verdopplung
der Zapfenelemente, der Aufnahme- und der Eingriffsbereiche den
erheblichen Vorteil, dass die Welle im Prinzip nur noch auf Zug,
aber nicht mehr auf Biegung beansprucht wird. In Ergänzung
zur Lösung nach Patentanspruch 1 hat diese bevorzugte Ausführungsform
zur Folge, dass das Verrastungselement das Fixierelement von beiden
Seiten umfasst, so dass eine einseitige, eine Biegespannung verursachende
Krafteinleitung vermieden wird.
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Eine
andere, besonders bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses besteht darin (und dies gilt sowohl für
die Lösung mit einem als auch mit zwei Verrastungselement[en]),
dass der Aufnahmebereich als erste und der Eingriffsbereich als
zweite Führungsnut ausgebildet ist. Diese Lösung
gewährleistet eine besonders präzise Führung
des Verrastungselements am Fixierelement, ist aber, wie weiter unten
noch erläutert wird, nicht die einzige Möglichkeit,
die erfindungsgemäße Lösung zu realisieren.
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Andere
vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen
Patentansprüchen.
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Der
Vollständigkeit halber wird noch auf die
DE 297 19 359 U1 hingewiesen.
Dieser Schnellverschluss umfasst einen am Wandungsbereich fest eingeschraubten
Gewindezapfen (nicht drehbar), an dem ein drehbarer Verschlussriegel
gelagert ist, der seinerseits über ein Spannmutter fixierbar
ist. Im Unterschied zur erfindungsgemäßen Lösung
ist dieser Schnellverschluss als Zweihandbedienung ausgebildet,
die darüber hinaus die Verwendung eines Schraubenschlüssels
voraussetzt.
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Der
erfindungsgemäße Schnellverschluss einschließlich
seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der
abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand
der zeichnerischen Darstellung verschiedener Ausführungsbeispiele
näher erläutert.
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Es
zeigt
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1 im
Schnitt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses mit gewölbtem Deckel;
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2 perspektivisch
von unten die aus Bohrung, Nut und Stift gebildete Verdrehsicherung;
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3 teilweise
im Schnitt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses mit Schauglas im Deckel;
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4 perspektivisch
den Schnellverschluss gemäß 3;
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5 perspektivisch
eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses;
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6 perspektivisch
eine vierte Ausführungsform mit zwei Verschlussmechaniken.
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Alle
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses bestehen aus einem eine Öffnung 1 definierenden
Wandungsbereich 2 mit Dichtelementen, einem am als Deckelsitz
ausgebildeten Wandungsbereich 2 gelagerten Deckel 3 zum Verschluss
der Öffnung 1, mindestens einem am Deckel 3 (der
gemäß 3 und 4 mit einem Schauglas 27 versehen
sein kann) angeordneten Verrastungselement 4 und mindestens
einer am Wandungsbereich 2 angeordneten, mit dem Verrastungselement 4 zusammenwirkenden
und handbetätigbaren Verschlussmechanik 5, die
ein um eine senkrecht zum Wandungsbereich 2 orientierte
Achse 7 drehbar und axialverstellbar gelagertes Fixierelement 11 aufweist.
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Wesentlich
für alle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses ist nun, dass das Verrastungselement 4 mindestens
ein Zapfenelement 6 aufweist und dass das Fixierelement 11 mindestens
einen in Öffnungsrichtung des Zapfenelements 6 verlaufenden
Aufnahmebereich 12 für das Zapfenelement 6,
mindestens einen sich an den Aufnahmebereich 12 anschliessenden,
eine Bewegung des Zapfenelements 6 in Öffnungsrichtung
ausschliessenden Eingriffsbereich 13, einen ersten Axialstellbereich 15,
in dem es in Bezug auf den Wandungsbereich 2 drehbar gelagert
ist, und einen zweiten, bezüglich des Wandungsbereichs 2 drehgesicherten
Axialstellbereich 16 aufweist.
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Aus
den 1, 3, 4 und 6 geht hervor,
dass zwischen dem Wandungsbereich 2 und dem Deckel 3 ein
gegenüber dem Verrastungselement 4 angeordnetes
Gelenk 26 vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße
Konstruktion kommt aber auch ohne ein solches Gelenk aus, nämlich
zum Beispiel dann, wenn man die Gelenke in 6 durch
weitere Verschlussmechaniken ersetzt.
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Bezüglich
der genauen Anordnung des Zapfenelements 6 ist mit Verweis
auf die Ausführungsformen gemäß den 1, 3 und 4 vorgesehen,
dass dieses in senkrechter Richtung zu einem Rand des Deckels 3 angeordnet
ist. Bei einer Lösung gemäß 6 sind
die Zapfenelemente parallel zur einer gedachten Mittellinie des
Deckels orientiert.
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Für
alle Ausführungsformen gilt allerdings, dass das Zapfenelement 6 bezogen
auf eine durch die Öffnung 1 definierte Ebene
im wesentlichen parallel zu dieser am Deckel 3 angeordnet
ist.
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Weiterhin
ist bei allen Ausführungsformen vorgesehen, dass das Fixierelement 11 mindestens einen
Auflagebereich 14 für das Zapfenelement 6 aufweist,
der bei aufliegendem Zapfenelement 6 zwischen diesem und
dem Wandungsbereich 2 angeordnet ist.
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Zur
Realisierung der Maßgabe eines "drehgesicherten Axialstellbereichs 16"
ist nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform gemäß den 1 bis 6 vorgesehen,
dass an der Wandung 2 eine Verdrehsicherung 22 angeordnet
ist, die im zweiten Axialstellbereich 16 des Fixierelements 11 mit
diesem formschlüssig zusammenwirkt. Genauer gesagt ist
vorgesehen, dass die Verdrehsicherung 22 einen Stift 23 und
eine Bohrung 24 umfasst, wobei beide in Axialrichtung gesehen
parallel zur Achse 7 orientiert angeordnet sind, wobei
der Stift 23 an der Wandung 2 und die Bohrung 24 am
Fixierelement 11 angeordnet ist. Wie sich insbesondere
aus der Zusammenschau der 1 und 2 ergibt,
ist die Bohrung 24 an einem Rand einer kreisbogenförmigen
Nut 25 angeordnet, die in Achsrichtung gesehen eine geringere
Einstichtiefe als die Bohrung 24 aufweist und in der der
Stift 23 im ersten Axialstellbereich 15 des Fixierelements 11 beweglich
gelagert ist.
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Ferner
ist vorgesehen, dass die Achse 7 als drehbar am Wandungsbereich 2 gelagerte
Welle ausgebildet ist, wobei an einem dem Wandungsbereich 2 gegenüberliegenen
Ende der Welle ein Handdrehelement 17, zum Beispiel eine
Kurbel, angeordnet ist. Zwischen dem Handdrehelement 17 und
dem Fixierelement 11 ist gemäß 1 eine
teilweise im ersten Axialstellbereich 15 wirksame Reibschlusskupplung 18 angeordnet.
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Insbesondere
mit Verweis auf die 1 bis 4 und 6 ist
die Welle ferner mit einem Außengewinde 8 versehen
ist, das mit einem Innengewinde 9 zusammenwirkt, das in
einer Durchgangsbohrung 10 an dem Fixierelement 11 angeordnet
ist.
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Aus
den 1 bis 4 geht hervor, dass der Aufnahmebereich 12 als
erste und der Eingriffsbereich 13 als zweite Führungsnut
ausgebildet ist, wobei die erste Führungsnut parallel und
die zweite Führungsnut senkrecht zur Achse 7 verläuft.
Bei den Ausführungsformen gemäß 5 und 6 ist
lediglich der Eingriffsbereich 13 als Führungsnut
ausgebildet, während der Aufnahmebereich 12 im
Prinzip einfach als Freiraum ausgebildet ist, der einer Bewegung
des Zapfenelements 6 nicht im Wege steht.
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Insbesondere
mit Verweis auf die 1 und 3 ist vorgesehen,
dass die Welle in Axialrichtung gesehen zwei Abschnitte 19, 20 aufweist,
wobei der erste Abschnitt 19 Teil eines Lagers 21 an
der Wandung 2 ist und wobei am zweiten Abschnitt 20 das Außengewinde 8 angeordnet
ist.
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In 5 ist
eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schnellverschlusses dargestellt, bei dem ebenfalls eine Verdrehsicherung
gemäß den 1 und 4 vorgesehen
ist (nicht extra dargestellt), bei dem aber die Auf- und Abwärtsbewegung
des Fixierelements 11 per Verschwenkung des Handdrehelements 17 und
einem angedeutet dargestellten, mit dem Fixierelement 11 wirkverbundenen Exzenter
erfolgt (also ohne Gewinde auskommt). Die Welle ist auch bei dieser
Konstruktion drehbar gelagert, weist aber an ihrem oberen Ende eine
Eingriffsnut für das mit dem Exzenter versehene Handdrehelement 17 auf.
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Bei
der Ausführungsform gemäß 6 ist vorgesehen,
dass das Verrastungselement 4 zwei Zapfenelemente 6, 6a aufweist
und dass am Fixierelement 11 zwei Aufnahmebereiche 12, 12a und
zwei Eingriffsbereiche 13, 13a für die
Zapfenelemente 6, 6a vorgesehen sind, wobei die
Aufnahmebereiche 12, 12a und die Eingriffsbereiche 13, 13a vorzugsweise,
wie dargestellt, am Fixierelement 11 zueinander jeweils
gegenüberliegend angeordnet sind. In 6 sind
die Zapfenelemente 6, 6a zueinander parallel verlaufend
ausgebildet. Auch vorstellbar (aber nicht dargestellt) ist, dass
die Zapfenelement 6, 6 als einander zugewandte
Zapfen ausgebildet sind, die in als Führungsnuten ausgebildete
Aufnahmebereiche 12, 12a des Fixierelements 11 eingreifen.
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Ausgehend
von der Darstellung gemäß 1 soll nachfolgend
nochmals die genaue Funktionsweise des Schnellverschlusses erläutert
werden:
1 zeigt die Verschlussstellung.
Der Stift 23 befindet sich in der Bohrung 24,
das Fixierelement 11 ist somit gegenüber dem Wandungsbereich 2 verdrehgesichert.
Das Zapfenelement 6 befindet sich im als zweite Führungsnut
ausgebildeten Eingriffsbereich 13 und verhindert somit
eine Öffnungsbewegung des Deckels 3.
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Durch
Drehen der Achse 7 bzw. der Welle mittels des Handdrehelements 17 wird
das Fixierelement 11 wegen des Innen- und Außengewindes 8, 9 vom
Wandungsbereich 2 nach oben bewegt. Dabei öffnet
sich langsam der Deckel 3, so dass es zu einem Druckausgleich
kommen kann. Eine Verdrehung des Fixierelements 11 ist
dabei solange nicht möglich, solange sich der Stift 23 in
der Bohrung 24 befindet.
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Ist
dies nach einer entsprechend langen Axialbewegung nicht mehr der
Fall, kann sich der Stift 23 in der Nut 25 bewegen,
was gleichzeitig bedeutet, dass sich nunmehr auch das Fixierelement 11 um
die Achse 7 drehen kann. Gelangt dabei das auf dem Auflagebereich 14 aufliegende
Zapfenelement 6 in den vorzugsweise als erste Führungsnut
ausgebildeten Aufnahmebereich 12, führt dies zur
Möglichkeit, dass sich das Zapfenelement 6 frei
nach oben bewegen, sprich der Deckel 3 nunmehr vollständig
geöffnet werden kann.
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Der
Verschlussvorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei zunächst
die vorzugsweise vorgesehene Reibschlusskupplung 18 bewirkt,
dass das Fixierelement 11 verdreht wird, sobald das Zapfenelement 6 auf
dem Auflagebereich 14 aufliegt, mithin in den Eingriffsbereich 13 einbringbar
ist. Der Eingriffsbereich 13 oder die Nut 25 weist
dabei einen Anschlag auf, der zur Folge hat, dass sich der Stift 23 nach
der Drehung genau unterhalb der Bohrung 24 befindet und
dementsprechend in die Bohrung eintauchen kann.
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- 1
- Öffnung
- 2
- Wandungsbereich
- 3
- Deckel
- 4
- Verrastungselement
- 5
- Verschlussmechanik
- 6,
6a
- Zapfenelement
- 7
- Achse
- 8
- Außengewinde
- 9
- Innengewinde
- 10
- Durchgangsbohrung
- 11
- Fixierelement
- 12,
12a
- Aufnahmebereich
- 13,
13a
- Eingriffsbereich
- 14
- Auflagebereich
- 15
- erster
Axialstellbereich
- 16
- zweiter
Axialstellbereich
- 17
- Handdrehelement
- 18
- Reibschlusskupplung
- 19
- erster
Abschnitt
- 20
- zweiter
Abschnitt
- 21
- Lager
- 22
- Verdrehsicherung
- 23
- Stift
- 24
- Bohrung
- 25
- Nut
- 26
- Gelenk
- 27
- Schauglas
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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