DE102007035728B4

DE102007035728B4 - Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters

Info

Publication number: DE102007035728B4
Application number: DE102007035728.3A
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Nebel
Original assignee: 4PACK GmbH
Current assignee: 4pack 38442 Wolfsburg De GmbH
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-07-30
Publication date: 2014-07-31
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: WO2009015634A1; DE102007035728A1

Abstract

Verschließ- und Öffnungsvorrichtung (4) zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters (1), die ein Befestigungsmittel (5) zur Befestigung am offenen Ende (2) des Getränkebehälters (1) und ein Deckelelement (6) aufweist, mit dem die Vorrichtung durch Ausübung einer Druckkraft auf dasselbe geöffnet und verschlossen werden kann, wobei durch Ausübung einer ersten Druckkraft (F1) von Außen auf einen mittleren Bereich (7) des Deckelelements (6) die Vorrichtung (4) öffnet sowie durch Ausübung einer zweiten Druckkraft (F2) von Außen auf den Rand (8) des Deckelelements (6) die Vorrichtung (4) schließt, wobei das Deckelelement (6) beim Öffnen desselben (6) mit seinem radialen Rand vollständig in Öffnungsrichtung hochklappt, und bei der das Befestigungsmittel (5) der Vorrichtung (4) sowie das Deckelelement (6) mit einer mehrarmigen Stütz- und Federstruktur (13) verbunden sind, die radial innerhalb des Befestigungsmittels (5) und axial unterhalb des Deckelelements (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Befestigungsmittels (5) mehrere erste segmentförmige Verriegelungsmittel (9) oder ein ringförmig umlaufendes erstes Verriegelungsmittel angeordnet sind, die mit mehreren zweiten segmentförmigen Verriegelungsmitteln (10) oder einem ringförmig umlaufenden zweiten Verriegelungsmittel entlang des Randbereiches des Deckelelements (6) zusammenwirken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige gattungsbildende Verschließ- und Öffnungsvorrichtung ist aus der DE 10 2005 015 505 A1 bekannt. Gegenüber sonst üblichen Vorrichtungen zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters, die nur unter Nutzung beider Hände eines Nutzer bedient werden können, erlaubt dieser Typ von Verschließ- und Öffnungsvorrichtung dessen Betätigung mit nur einer Hand sowie mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand. Das Besondere an diesem Verschluss ist sein Deckel, der seine Geometrie reversibel ändern kann. So weist der Deckel im geschlossenen Zustand beispielsweise die Geometrie eines Kugelabschnittes auf. Durch die Einwirkung einer beispielsweise von einem Finger auf die Mitte des Kugelabschnitts ausgeübten Kraft lässt sich der Deckel soweit verformen, dass sich dieser nach innen einbeult und an dessen Rand zumindest eine Öffnung zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter freigibt. Eine anschließende Einwirkung einer zweiten Kraft auf den Rand des Deckels führt zu einer Rückverformung desselben in seine Ausgangsgeometrie, bei der der Deckel den Flüssigkeitsbehälter erneut abdichtet. Erreicht wird die beschriebene Funktionsweise der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung durch eine unterhalb des Deckels angeordnete mehrarmige Stütz- und Federstruktur, die mit dem Deckel verbunden ist und diesen bei seiner Verformung unterstützt.
Wenngleich diese Verschließ- und Öffnungsvorrichtung eine Reihe von Vorteilen aufweist, so ist sie in der bekannten Form jedoch nicht ohne weiteres dazu geeignet, kohlensäurehaltige Flüssigkeiten, wie etwa ein Mineralwasser, ausreichend dicht in dem Getränkebehälter einzuschließen. Dies liegt daran, dass solche Flüssigkeiten ständig Kohlensäure abgeben, wodurch sich im Getränkebehälter ein Überdruck gegenüber dem Druck der Umgebungsluft aufbaut. Dieser Überdruck hebt den Deckel an, so dass nachteilig zumindest die Kohlensäure entweichen kann.
Außerdem ist aus der US 2004/0 031 795 A1 ein verschließbarer Behälter bekannt, der ein unteres Behälterelement zur Aufnahme eines zu verpackenden Materials sowie ein Deckelelement aufweist, das zum Verschließen des Behälterelements dient. Das untere Behälterelement und das obere Deckelelement sind weitend rechteckig ausgebildet und an einer ihrer kurzen Querseiten über ein als Befestigungsmittel dienendes Filmscharnier stoffschlüssig sowie dauerhaft miteinander verbunden. An der gegenüberliegenden kurzen Querseite sind das untere Behälterelement und das obere Deckelelement im Bereich eines laschenartig vorstehenden Randes mittels einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung verbunden, die aus ineinander greifenden Rastelementen besteht. Der Behälter wird durch Ausüben einer senkrecht auf den laschenartigen Rand wirkenden Druckkraft geschlossen und durch Ausüben einer dazu quer gerichteten Kraft geöffnet. Die Öffnungskraft besteht im letzteren Fall aus zwei entgegen gerichteten Teilkräften, die an den beiden Enden der Schließlasche angreifen und auf deren Mitte bzw. quer zu der Längserstreckung der Rastelemente ausgerichtet sind. Für die Aufbewahrung und/oder den Transport von Flüssigkeiten ist dieser Behälter weder vorgesehen noch geeignet.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäß ausgebildete Verschließ- und Öffnungsvorrichtung für Flüssigkeitsbehälter so weiterzubilden, dass diese auch bei innerem Überdruck im Flüssigkeitsbehälter und nach erstmaligem Öffnen weitgehend gas- und flüssigkeitsdicht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der verformbare Deckel der aus der DE 10 2005 015 505 A1 bekannten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zur Realisierung einer verbesserten Dichtigkeit mit zusätzlichen Haltemitteln ausgestattet werden muss, die diesen vor dem Erstgebrauch sowie nach dem erstmaligen Öffnen mit derjenigen Grundstruktur der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung verbinden können, die mit dem Flüssigkeitsbehälter selbst gas- und flüssigkeitsdicht verbunden ist. Dabei sind an die Dichtigkeit vor dem erstmaligen Öffnen der Vorrichtung sehr viel höhere Anforderungen gerichtet als an die Dichtungseigenschaften nach dem erstmaligen Öffnen derselben.
Die Erfindung geht daher aus von einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters, die ein Befestigungsmittel zur Befestigung am offenen Ende des Getränkebehälters und ein Deckelelement aufweist, mit dem die Vorrichtung durch Ausübung einer Druckkraft auf dasselbe geöffnet und verschlossen werden kann, wobei durch Ausübung einer ersten Druckkraft F1 von Außen auf einen mittleren Bereich des Deckelelements die Vorrichtung öffnet sowie durch Ausübung einer zweiten Druckkraft F2 von Außen auf den Rand des Deckelelements die Vorrichtung schließt, wobei das Deckelelement beim Öffnen desselben mit seinem radialen Rand vollständig in Öffnungsrichtung hochklappt, und bei der das Befestigungsmittel der Vorrichtung sowie das Deckelelement mit einer mehrarmigen Stütz- und Federstruktur verbunden sind, die radial innerhalb des Befestigungsmittels und axial unterhalb des Deckelelements angeordnet ist. Zur Lösung der Aufgabe ist zudem vorgesehen, dass im Bereich des Befestigungsmittels mehrere erste segmentförmige Verriegelungsmittel oder ein ringförmig umlaufendes erstes Verriegelungsmittel angeordnet sind, die mit mehreren zweiten segmentförmigen Verriegelungsmitteln oder einem ringförmig umlaufenden zweiten Verriegelungsmittel entlang des Randbereiches des Deckelelements zusammenwirken.
Durch diese Konstruktion wird vorteilhaft erreicht, dass die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach ihrem erstmaligen Öffnen erneut und vergleichsweise dicht geschlossen werden kann. Die Verriegelungsmittel halten dabei das Deckelelement bzw. den Deckel in seiner Schließstellung und dichten die Vorrichtung ab oder tragen zumindest zu deren Dichtheit bei.
Die genannten Verriegelungsmittel können dabei den jeweiligen Anforderungen entsprechend ausgebildet sein. So ist es möglich, dass die Verriegelungsmittel vor dem ersten Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung über eine Materialbrücke gas- und flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, und dass diese Materialbrücke bei dem ersten Öffnen der Vorrichtung aufreist, so dass das Deckelelement mit seinem radialen Rand nach oben ausgelenkt wird und Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen freigibt.
Hinsichtlich der Ausbildung der Verriegelungsmittel ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste Verriegelungsmittel nach axial außen weisend und das zweite Verriegelungsmittel am Deckelelement axial nach innen weisend angeordnet sind. Weiter wird es aus Herstellkostengründen bevorzugt, wenn die beiden Verriegelungsmittel integrale Bestandteile der Vorrichtung sind, also stoffschlüssig mit den sie tragenden Bauteilen der Vorrichtung verbunden sind.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Verriegelungsmittel am radial inneren Ende eines in der Öffnungsebene der Vorrichtung angeordneten Kragens als ringförmig umlaufender Steg oder in Form von Ringsegmenten ausgebildet ist. Bevorzugt ist auch das zweite Verriegelungsmittel als ringförmig umlaufender Steg oder in Form von Ringsegmenten ausgebildet. Während die Ausbildung als umlaufender Steg eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung der gegenüber stehenden Verriegelungsmittel vor dem ersten Öffnen der Vorrichtung mittels der genannten Materialbrücke ermöglicht, ist bei einer nur ringstegförmigen Ausbildung der Verriegelungsmittel eine Materialersparnis zu verzeichnen. Im letzteren Fall dienen die Verriegelungsmittel daher nur der Verriegelung, während die Abdichtung nach dem erstmaligen Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung von anderen Vorrichtungselementen wahrgenommen werden muss, auf die weiter unten noch eingegangen wird.
Eine weitere Ausbildung der Verriegelungsmittel sieht vor, dass diese im Querschnitt stegförmig und mit einer axial endseitigen Verdickung oder einem Haken sowie bei beiden Varianten elastisch reversibel verformbar ausgebildet sind. Dadurch ist sichergestellt, dass die Verriegelungsmittel lösbar miteinander verriegelbar sind und auch eine Dichtfunktion erfüllen können.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Verriegelungsmittel im Bereich von radial äußeren Enden von elastischen Armen der Stütz- und Federstruktur ausgebildet ist, wobei die Arme mit dem bereits genannten Kragen an der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung verbunden sind. Diese Konstruktion bietet den Vorteil, dass das erste Verriegelungsmittel und die radial äußeren Enden der Arme der Stütz- und Federstruktur an einer vergleichsweise steifen Struktur der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung befestigt bzw. ausgebildet sind. Insbesondere hinsichtlich der Verriegelungsmittel erlaubt dies, dass die zweiten Verriegelungsmittel, die mit dem Deckelelement der Vorrichtung verbunden sind, kraftschlüssig mit den an dem Kragen der Vorrichtung angeordneten Verriegelungsmitteln unter aufbringen einer Druckkraft verrastet werden können.
Ein weiteres Merkmal der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist, dass die radial inneren Enden der Arme der Stütz- und Federstruktur in einem zentralen, radial innen liegenden Verbindungsbereich fest miteinander verbunden sind, und dass dieser Verbindungsbereich mit der Unterseite des Deckelelementes fest verbunden oder zumindest mit diesem in Kontakt bringbar ist.
Zur Verbesserung der Abdichtung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung kann weiter vorteilhaft vorgesehen sein, dass das Deckelelement im Bereich seines radial äußeren Endes eine axial ausgerichtete ringförmige Dichtlippe und/oder eine radial ausgerichtete ringförmige Dichtlippe aufweist. Diese Dichtlippen können vor der erstmaligen Öffnung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gas- und flüssigkeitsdicht mit dem radial nach innen ragenden Kragen der Vorrichtung verbunden sein, insbesondere von oben auf diesem aufliegen. Erst bei der erstmaligen Öffnung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung wird diese Verbindung aufgerissen. Die Dichtlippen bleiben dabei aber intakt, so dass diese bei einem erneuten Verschließen des Deckelelementes auf dem Kragen zu liegen kommen und den Getränkebehälter zumindest flüssigkeitsdicht abdichten.
Gemäß einer besonders bevorzugten Variante kann vorgesehen sein, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe des Deckelelementes im geöffneten Zustand der Vorrichtung nach radial innen geneigt ausgerichtet ist. Durch diese Ausrichtung wird erreicht, dass bei einem Verschließen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung und damit einem Absenken des Deckelelementes die im Wesentlichen axial ausgerichtete Dichtlippe auf den Kragen nach radial innen gebogen wird, so dass ein im Flüssigkeitsbehälter nach dessen Verschließen durch Entgasen von Kohlendioxid entstehender Gasdruck sich auf diese Dichtlippe legt und diese dichtend in Richtung zum Kragen drückt.
Ein weiteres Merkmal einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung sieht vor, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe vor der Erstbenutzung der Vorrichtung mit dem radial ausgerichteten Kragen gasdicht und flüssigkeitsdicht derart verbunden ist, dass diese Verbindung zumindest entlang eines vorbestimmten Umfangssektors des Deckelelements bei der ersten Öffnungsbetätigung derselben öffnend versagt.
In weiterer Ausgestaltung des zuletzt genannten Merkmals kann vorgesehen sein, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe mit dem radial ausgerichteten Kragen durch eine dünne Kunststoffdeckschicht oder einem Kunststoff-Filmscharnier miteinander verbunden sind. Gemäß einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe mit dem radial ausgerichteten Kragen mittels eines Klebers miteinander verbunden sind.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe mit dem radial ausgerichteten Kragen durch eine thermische Verbindung, wie eine Laser-Verschweißung oder eine Ultraschall-Verschweißung miteinander verbunden sind. In jedem Fall sind die Verbindungen zwischen der axial ausgerichteten Dichtlippe und/oder der radial ausgerichtete Dichtlippe mit dem radial nach innen weisenden Kragen derart ausgebildet, dass diese Verbindung beim ersten Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zumindest teilweise aufreist bzw. aufbricht und das Entnehmen von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter ermöglicht.
Hinsichtlich des Deckelelementes ist vorgesehen, dass dieses sowie die Stütz- und Federstruktur derart ausgebildet sind, dass das Einwirken der in Normalkraftrichtung größeren Kraft ein Öffnen und das Einwirken der in Normalkraftrichtung kleineren Kraft ein Verschließen der Vorrichtung bewirkt.
Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Arme der Stütz- und Federstruktur der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung jeweils wenigstens eine ringförmige Falte aufweisen, die radial zwischen dem Kragen und dem zentralen Verbindungsbereich derselben ausgebildet ist. Vorzugsweise sind mehrere ringförmige Falten an jedem der Anne ausgebildet, deren Erhebungen und Senken sich in axialer Richtung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung erstrecken. Mittels dieser Falten wird erreicht, dass die Stütz- und Federstruktur in axialer Richtung relativ flach ausgebildet werden kann, und dennoch eine vergleichsweise große Öffnungs- oder Schließkraft auf das Deckelelement ausübt.
Anhand einer beigefügten Zeichnung lassen sich verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verschließ- und Öffnungsvorrichtung weiter erläutern. In dieser zeigt
1 eine schematische Längsschnittansicht durch einen oberen Abschnitt eines Getränkebehälters sowie einer daran befestigten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
2 eine schematische Draufsicht auf die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß 1,
3 eine schematische Draufsicht auf die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß 1 im Bereich der Schnittlinie A-A,
4 eine Teilschnittansicht der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß 1 im Bereich der Dichtlippen des Deckelelements,
5 eine Detailansicht der Verriegelungsmittel der 4,
6 eine Ansicht wie in 4, jedoch mit andern Verbindungsmitteln zur Fixierung der Dichtlippen an dem radial nach innen weisenden Kragen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung, und
7 eine Abbildung ähnlich der in 1, jedoch mit einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung, bei der die Arme einer flexiblen Stütz- und Federstruktur ringförmige Falten aufweisen.
1 veranschaulicht, dass die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 gemäß dem gewählten Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen zylindrische Außengeometrie aufweist, die durch einen unteren zylindrischen Abschnitt 19 und einen mit letzteren verbundenen oberen zylindrischen Abschnitt 20 gebildet ist. Zwischen diesen beiden Abschnitten 19 und 20 erstreckt sich ein in axialer Draufsicht ringförmiger oder ringabschnittförmiger Kragen 21 radial nach innen, an dem ein axial in Richtung zu dem Getränkebehälter 1 weisendes Befestigungsmittel 5 ausgebildet ist. Dieses Befestigungsmittel 5 weist an seiner radial inneren Mantelfläche eine Umfangsverzahnung auf, die im Sinne einer gas- und flüssigkeitsdichten Verrastung mit einer Umfangsverzahnung eines Befestigungsmittels 3 an der Außenmantelfläche des axial äußeren offenen Endes 2 des Getränkebehälters 1 in Zahneingriff ist. Als Getränkebehälter 1 ist hier eine Getränkedose dargestellt, die axial unterhalb des Befestigungsmittels 3 eine Ringnut 18 aufweist, die beispielsweise dem Transport der Getränkedose in einer Abfüllanlage vor deren Verbindung mit der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 dient.
Wie auch die Querschnittsansicht der 3 zeigt, sind an dem radial inneren Ende des Kragens 21 drei Arme 14, 15, 16 einer flexiblen Stütz- und Federstruktur 13 befestigt, zwischen denen axiale Öffnungen 27 zum Durchlassen von Flüssigkeit ausgebildet sind. Die radial nach innen weisenden Enden der Arme 14, 15, 16 sind in der Mitte der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 in einem Verbindungsbereich 22 fest miteinander verbunden und stehen mit der Unterseite eines Deckelelements 6 in Kontakt. Dieser Kontakt ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine stoffschlüssige Verbindung der aus einem Kunststoff hergestellten Arme 14, 15, 16 und des Deckelelements 6.
Das kreisförmige Deckelelement 6, welches in den 1 und 2 in einer Längsschnittsansicht bzw. in einer Draufsicht auf die Unterseite desselben dargestellt ist, besteht demnach aus einem Kunststoffmaterial und weist eine vergleichsweise geringe Dicke von 1 mm bis 2 mm auf. Während die axial nach außen zeigende Oberseite des Deckelelementes 6 kein besonderes Funktionsmerkmal aufweist, sind an deren Unterseite Verriegelungsmittel 10 ausgebildet, die mit zugeordneten Verriegelungsmittel 9 an dem ringförmigen Kragen 21 reversibel verbindbar sind.
Wie die Detailansichten des Deckelelements 6 der 4 und 5 verdeutlichen, ragen die Verriegelungsmittel 9 am Kragen 21 axial nach außen in Richtung zu dem Deckelelement 6, während die Verriegelungsmittel 10 des Deckelelementes 6 axial nach innen in Richtung zu dem Kragen 21 zeigen. Die Verriegelungsmittel 9 und 10 sind in dem hier gewählten Ausführungsbeispiel als Stege ausgebildet, die an ihren freien Enden axial endseitige Verdickungen 10 bzw. 24 aufweisen, welche zur sicheren Verrastung dieser Verriegelungsmittel 9 und 10 dienen. Um die reversible Verbindung zwischen dem Deckelelement 6 und dem Kragen 21 mittels der Verriegelungsmittel 9 und 10 hinsichtlich einer zumindest flüssigkeitsdichten Verbindung zu optimieren, sind die Verriegelungselemente 9 etwas nach radial außen geneigt, so dass es einer elastischen Verformung der Verriegelungselemente 9 und 10 bedarf, um diese miteinander verrasten zu lassen.
Um die Haltekräfte der Verriegelungselemente 9 und 10 vor dem erstmaligen Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 zu erhöhen und/oder um bei einer ringförmigen Ausbildung der Verriegelungsmittel 9, 10 die Gas- und Flüssigkeitsdichtheit der Vorrichtung 4 zu verbessern, kann gemäß 5 vorgesehen sein, dass die Verriegelungselemente 9 und 10 über stoffgleiche Materialbrücken 28 miteinander verbunden sind, die bei dem ersten Öffnen des Deckelelementes 6 abreißen.
Außerdem weist das Deckelelement 6 an seinem radialen Ende ringförmige Dichtlippen 11 und 12 auf, die stoffschlüssiger Bestandteil des Deckelelements 6 sind. Wie vor allem die 4 bis 6 verdeutlichen, liegt die axial äußere Dichtlippe 12 flach auf der axial nach außen weisenden Oberfläche des Kragens 21 der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 dichtend auf. Zudem ist die radial etwas eingerückt angeordnete Dichtlippe 11 derart ausgebildet, dass diese nach radial innen umgebogen auf der Oberfläche des Kragens 21 aufliegt. Diese Anordnung der Dichtlippe 11 ist mit dem Vorteil verbunden, dass ein Gasüberdruck und/oder eine Flüssigkeit in den Raum zwischen der Innenfläche des Deckelelements 6 und der axial nach außen weisenden Seite der Dichtlippe 11 eindringt und dort einen Druck auf dieselbe ausübt, welche diese Dichtlippe 11 mit vergrößerter Wirkung abdichtend gegen die Oberfläche des Kragens 21 drückt.
Vor dem erstmaligen Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 sitzt das Deckelelement 6 leicht nach außen gewölbt mit seinem radial äußeren Rand bzw. seinen Dichtlippen 11, 12 auf dem Kragen 21, wobei die in Eingriff miteinander befindlichen Verriegelungselemente 9 und 10 einen Teil der notwendigen Haltkraft aufbringen, um das Deckelelement 6 gegen die nach axial außen gerichtete Kraft der Stütz- und Federstruktur 13 in seiner Verschlussposition zu halten. Insbesondere dann, wenn in dem Getränkebehälter 2 eine ausgasende Flüssigkeit enthalten ist, sorgt eine absolut gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem äußeren Rand des Deckelelements 6 und dem Kragen 21 bzw. dem zylindrischen Abschnitt 20 dafür, dass sich das Deckelelement 6 auch bei unsachgemäßer Behandlung des Getränkebehälters 2 nicht dem Überdruck nachgebend aus seine Schließstellung heraus bewegt.
Wie die 4 und 6 zeigen, kann diese absolut gasdichte Verbindung zwischen dem Deckelelement 6 und dem Kragen 21 bzw. dem zylindrischen Abschnitt 20 mittels einer Schweißnaht 23 bewerkstelligt sein, wobei diese Schweißnaht 23 mittels eines Laserstrahls, einer Ultraschallerwärmung oder anderer geeigneter Verfahren erzeugt sein kann.
Gemäß einer anderen Variante können beide oder auch nur eine der beiden Dichtlippen 11, 12 mittels eines geeigneten Klebstoffes 26 mit dem Kragen 21 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden sein.
Alternativ oder zusätzlich zu den beschriebenen Verbindungsarten kann vorgesehen sein, dass das Deckelelement 6 und der Kragen 21 bzw. der zylindrische Abschnitt 20 mittels einer zusätzliche Kunststoff-Deckschicht 25 oder einem Filmscharnier aus Kunststoff miteinander verbunden sind.
Jede der beschriebenen Verbindungsarten ist jedoch so ausgebildet, dass diese bei dem erstmaligen Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 mechanisch versagt, also das Deckelelement 6 zumindest abschnittweise in Öffnungsrichtung freigibt.
1 zeigt auch die beiden Betätigungsstellungen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4, wobei in der linken Zeichnungshälfte a die Vorrichtung 4 geöffnet und in der rechten Zeichnungshälfte b verschlossen abgebildet ist. Im verschlossenen Zustand sind die Verriegelungsmittel 9 und 10 miteinander verrastet und die Dichtlippen 11 und 12 liegen auf der Oberseite des ringförmigen Kragens 21 der Vorrichtung 4 abdichtend an. Durch Ausüben einer vergleichsweise größeren Kraft F1 auf den mittleren Bereich 7 des Deckelelementes 6 wird dieses zusammen mit dem Verbindungsbereich 22 der Arme 14, 15, 16 der Stütz- und Federstruktur 13 axial nach unten bewegt, so dass sich die Verriegelungsmittel 10 des Deckelelements 6 aus der Verrastung mit den kragenseitigen Verriegelungsmittel 9 herausknöpfen. Dabei heben die Dichtlippen 11 und 12 von der Oberseite des Kragens 21 ab. Wenn anschließend die Kraft F1 nicht mehr ausgeübt wird, drückt die Stütz- und Federstruktur 13 das Deckelelement 6 vorzugsweise nur entlang eines Ausgieß- oder Trinkabschnitts axial nach oben. Es ist jedoch auch möglich, dass das Deckelelement 6 komplett von dem Kragen 21 abgehoben wird.
Um die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 wieder zu verschließen wird eine vergleichsweise kleinere Kraft F2 auf den radial äußeren Rand 8 des Deckelelements 6 ausgeübt, wodurch die Verriegelungsmittel 9 und 10 wieder miteinander verrasten und die Dichtlippen 11, 12 auf der Oberseite des ringförmigen Kragens 21 der Vorrichtung 4 abdichtend zur Anlage gelangen.
Außerdem weist die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4 eine Schutzhülle 17 oder Schutzkappe auf, die den Ausgieß- oder Trinkabschnitt (Abschnitt 20) der Vorrichtung gegen Verschmutzungen schützt. Diese Schutzhülle 17 oder Schutzkappe ist vorzugsweise von Oben über den oberen und unteren zylindrischen Abschnitt 19, 20 der Vorrichtung 4 geschoben und mit diesem vergleichsweise leicht lösbar verbunden.
7 zeigt eine Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4', die weitgehend baugleich ist wie die der 1 bis 6, jedoch im Bereich der flexiblen Stütz- und Federstruktur 13 sehr viel flacher baut. Um bei einer reduzierten axialen Höhe der Stütz- und Federstruktur 13 dennoch ausreichend hohe Verschließ- und Öffnungskräfte auf das Deckelelement 6 erzeugen zu können, weisen die Arme 14, 15, 16 der Stütz- und Federstruktur 13 mehrere ringförmige Falten 33 auf, die radial innerhalb des Kragens 21 und radial außerhalb des zentralen Verbindungsbereiches 22 ausgebildet sind. Dabei erstrecken sich die Falten 33 mit ihren Erhebungen und Senken erkennbar in axialer Richtung, wenngleich sie sich bei einem Verschließen oder Öffnen in ihrer Geometrie mehr oder weniger stark verformen, wie die Radialabschnitte a und b der 7 verdeutlichen.
Weiter zeigt 7, dass die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4' mit dem Getränkebehälter 1 über eine Verklebung 29 mit einem geeigneten Klebstoff verbunden ist. Diese Verklebung 29 ist im Bereich des offenen Endes 2 des Getränkebehälters 1 sowie im Bereich des freien Endes 32 des axial unteren zylindrischen Abschnitts 19 verwirklicht. Die Verklebung 29 sogt für eine gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Getränkebehälter 1 und der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4'. Um die mechanische Verbindung zwischen dem Getränkebehälter 1 und der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4' weiter zu verbessern, ist das freie Ende 32 des unteren zylindrischen Abschnitts 19 der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4' in die Ringnut 18 des Getränkebehälters 1 hinein gebördelt.
Schließlich ist 7 entnehmbar, dass die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 4' über Füße 30, 31 verfügt, die umfangsverteilt an dem ringförmigen oder ringsegmentförmigen Kragen 21 ausgebildet und radial innerhalb des unteren zylindrischen Abschnitts 19 sowie radial außerhalb der Arme 14, 15, 16 angeordnet sind, und die sich axial in Richtung zu dem Hohlraum des Getränkebehälters 1 erstrecken. Vorzugsweise sind mehr als zwei dieser Füße 30, 31 vorgesehen, wobei sich die Anordnung von drei oder vier Füßen 30, 31 für die Erfüllung ihres Gebrauchszeck als Abstandshalter bei einer gestapelten Lagerung derselben als ausreichend herausgestellt hat.
Bezugszeichenliste

1: Getränkebehälter
2: Offenes Ende des Getränkebehälters
3: Befestigungsmittel des Getränkebehälters
4: Verschließ- und Öffnungsvorrichtung
5: Befestigungsmittel der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung
6: Deckelelement
7: Mittlerer Bereich des Deckelelements
8: Radial äußerer Bereich des Deckelelements
9: Erstes Verriegelungsmittel am Kragen 21
10: Zweites Verriegelungsmittel am Deckelelement
11: Axiale Dichtlippe
12: Radiale Dichtlippe
13: Stütz- und Federstruktur
14: Arm der Stütz- und Federstruktur
15: Arm der Stütz- und Federstruktur
16: Arm der Stütz- und Federstruktur
17: Schutzhülle; Kappe
18: Ringnut im Getränkebehälter
19: Unterer zylindrischer Abschnitt der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung
20: Oberer zylindrischer Abschnitt der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung
21: Kragen in der Öffnungsebene der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung
22: Verbindungsbereich der Arme der Stützstruktur
23: Thermische Verbindung; Laser-Schweißnaht
24: Axial endseitige Verdickung der Verriegelungsmittel 9 bzw. 10
25: Kunststoff-Deckschicht; Filmscharnier
26: Klebstoff
27: Öffnung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung
28: Materialbrücke zwischen den Verriegelungsmitteln 8, 9
29: Verklebung
30: Fuß
31: Fuß
32: Freies Ende des unteren zylindrischen Abschnitts 19
33: Falte im Arm der Stütz- und Federstruktur
a: Radialabschnitt
b: Radialabschnitt
F1: Erste Druckkraft
F2: Zweite Druckkraft

Claims

Verschließ- und Öffnungsvorrichtung (4) zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters (1), die ein Befestigungsmittel (5) zur Befestigung am offenen Ende (2) des Getränkebehälters (1) und ein Deckelelement (6) aufweist, mit dem die Vorrichtung durch Ausübung einer Druckkraft auf dasselbe geöffnet und verschlossen werden kann, wobei durch Ausübung einer ersten Druckkraft (F1) von Außen auf einen mittleren Bereich (7) des Deckelelements (6) die Vorrichtung (4) öffnet sowie durch Ausübung einer zweiten Druckkraft (F2) von Außen auf den Rand (8) des Deckelelements (6) die Vorrichtung (4) schließt, wobei das Deckelelement (6) beim Öffnen desselben (6) mit seinem radialen Rand vollständig in Öffnungsrichtung hochklappt, und bei der das Befestigungsmittel (5) der Vorrichtung (4) sowie das Deckelelement (6) mit einer mehrarmigen Stütz- und Federstruktur (13) verbunden sind, die radial innerhalb des Befestigungsmittels (5) und axial unterhalb des Deckelelements (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Befestigungsmittels (5) mehrere erste segmentförmige Verriegelungsmittel (9) oder ein ringförmig umlaufendes erstes Verriegelungsmittel angeordnet sind, die mit mehreren zweiten segmentförmigen Verriegelungsmitteln (10) oder einem ringförmig umlaufenden zweiten Verriegelungsmittel entlang des Randbereiches des Deckelelements (6) zusammenwirken.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (9) nach axial außen weisend und das zweite Verriegelungsmittel (10) axial nach innen weisend angeordnet ist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verriegelungsmittel (9, 10) integrale Bestandteile der Vorrichtung (4) sind.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (9) am radial inneren Ende eines in der Öffnungsebene der Vorrichtung (4) angeordneten Kragens (21) als ringförmig umlaufender Steg oder in Form von Ringsegmenten ausgebildet ist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Verriegelungsmittel (10) als ringförmig umlaufender Steg oder in Form von Ringsegmenten ausgebildet ist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittel (9, 10) im Querschnitt stegförmig mit einer axial endseitigen Verdickung (24) oder einem Haken sowie elastisch reversibel verformbar ausgebildet sind.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsmittel (9, 10) vor dem ersten Öffnen der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung (4) über eine Materialbrücke (28) gas- und flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, und dass diese Materialbrücke (28) bei dem ersten Öffnen der Vorrichtung (4) aufreist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Verriegelungsmittel (9) im Bereich von radial äußeren Enden von elastischen Armen (14, 15, 16) der Stütz- und Federstruktur (13) ausgebildet ist, wobei die Anne (14, 15, 16) mit dem Kragen (21) verbunden sind.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radial inneren Enden der Arme (14, 15, 16) der Stütz- und Federstruktur (13) in einem zentralen Verbindungsbereich (22) fest miteinander verbunden sind, und dass dieser Verbindungsbereich (22) mit der Unterseite des Deckelelementes (6) fest verbunden oder mit diesem in Kontakt bringbar ist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (6) im Bereich seines radial äußeren Endes eine axial ausgerichtete ringförmige Dichtlippe (11) und/oder eine radial ausgerichtete ringförmige Dichtlippe (12) aufweist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe (11) im geöffneten Zustand der Vorrichtung (4) nach radial innen geneigt ausgerichtet ist.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe (11) und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe (12) vor der Erstbenutzung der Vorrichtung (4) mit dem radial ausgerichteten Kragen (21) gasdicht und flüssigkeitsdicht derart verbunden ist, dass diese Verbindung zumindest entlang eines vorbestimmten Umfangssektors des Deckelelements (6) bei der ersten Öffnungsbetätigung derselben öffnend versagt.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe (11) und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe (12) mit dem radial ausgerichteten Kragen (21) durch eine dünne Kunststoffdeckschicht (25) oder einem Kunststoff-Filmscharnier miteinander verbunden sind.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe (11) und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe (12) mit dem radial ausgerichteten Kragen (21) mittels eines Klebers (26) miteinander verbunden sind.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die axial ausgerichtete Dichtlippe (11) und/oder die radial ausgerichtete Dichtlippe (12) mit dem radial ausgerichteten Kragen (21) durch eine thermische Verbindung, wie eine Laser-Verschweißung oder eine Ultraschall-Verschweißung miteinander verbunden sind.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (6) sowie die Stütz- und Federstruktur (13) derart ausgebildet sind, dass das Einwirken der in Normalkraftrichtung größeren Kraft (F1) ein Öffnen und das Einwirken der in Normalkraftrichtung kleineren Kraft (F2) ein Verschließen der Vorrichtung (4) bewirkt.
Verschließ- und Öffnungsvorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (14, 15, 16) der Stütz- und Federstruktur (13) der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung (4') wenigstens eine ringförmige Falte (33) aufweist, die radial zwischen dem Kragen (21) und dem Verbindungsbereich (22) ausgebildet ist.