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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Deckeleinheit zum Verschließen
eines Flüssigkeitsbehälters, umfassend eine Deckelbasis
mit einer zentralen Öffnung, wobei der Deckelbasis ein
Federelement zugeordnet ist, welches mit einem kugelsegementförmigen
Deckel wirkverbunden ist, der die Öffnung des Deckels überdeckt,
wobei der Deckel an seinem Umfang mit Verriegelungsmitteln versehen
ist, die mit weiteren Verriegelungsmitteln an der Deckelbasis zusammenwirken.
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Stand der Technik
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Eine
derartige Deckeleinheit ist aus der
DE 10 2007 035 728 A1 bekannt.
Die Deckeleinheit dient dabei insbesondere zum Verschließen
von Flüssigkeitsbehältern, die mit Getränken
befüllt sind. Gegenüber sonst üblichen
Vorrichtungen zum Öffnen- und Wiederverschließen
eines Behälters, die nur unter Nutzung beider Hände
eines Nutzers bedient werden können, erlaubt die gattungsgemäße
Deckeleinheit die Betätigung mit nur einer Hand mit vergleichsweise
geringem Kraftaufwand. Dabei weist der Deckel in geschlossenem Zustand
die Geometrie eines Kugelsegments auf. Durch Einwirken einer Kraft
auf die Mittel des Deckels wird der Deckel verformt und dabei nach
innen eingebeult, wodurch an dem Rand des Deckels eine Öffnung
zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter
freigegeben wird. Der Deckel ist dabei Bistabil ausgebildet, das
bedeutet, dass Deckel nach Überschreiten einer maximalen
Kraft selbständig einbeult, sozusagen umklappt, und diese Form
selbständig beibehält. Zum Verschließen
des Deckels muss eine Kraft auf den Rand des Deckels ausgeübt
werden, wodurch dieser wiederum nach Überschreiten einer
maximalen Kraft ebenfalls selbständig und stabil in die
kugelsegmentartige Form und damit in den verschlossenen Zustand
zurückkehrt. Problematisch bei diesem Deckelprinzip ist
die Abdichtung. Insbesondere bei kohlensäurehaltigen Getränken
können innerhalb des Behälters beträchtliche
Drücke entstehen, die zum Abheben des Deckels oder zum
Aufwölben führen können. Bei anderen
Getränken können erhöhte Drücke
durch Volumenausdehnung der Flüssigkeit aufgrund von Temperatureinflüssen
entstehen.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtheit der Deckeleinheit
zu verbessern.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf
vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche
Bezug.
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Zur
Lösung der Aufgabe ist zwischen den Verriegelungsmitteln
beziehungsweisen den weiteren Verriegelungsmitteln und der Öffnung
eine umlaufende Dichtlippe vorgesehen. Aus dem Stand der Technik
war es bekannt, die Dichtlippe an dem Rand des Deckels anzuordnen.
Die Verriegelungsmittel sind bei dieser Ausgestaltung zwischen Dichtlippe und Öffnung
angeordnet. Hierbei ist problematisch, dass die Dichtfunktion unmittelbar
beeinträchtigt ist, sobald der Rand des Deckels abhebt.
Dieses Abheben kann aber unter Einwirkung des Innendruckes erfolgen,
so dass dann die Dichtheit des Deckels nicht mehr gewährleistet
ist. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist
ausgehend von der Öffnung der Deckelbasis zunächst
das Dichtelement vorgesehen, welches in geschlossenem Zustand, also
bei kugelsegmentartiger Ausgestaltung des Deckels, den Spalt zwischen
Deckel und Deckelbasis abdichtet und dahinter sind die Verriegelungsmittel
angeordnet. Wird der Deckel gemäß der erfindungsgemäßen Ausgestaltung
mit Druck beaufschlagt, wirkt dieser unmittelbar auf die Dichtlippe,
die sich dadurch je nach Anordnung an den Deckel oder an die Deckelbasis
anschmiegt und selbstverstärkend den Spalt abdichtet. Es
ist zwar denkbar, dass sich der Deckel durch den Einfluss des Drucks
verformt, aber weil die Dichtlippe in dem Spalt angeordnet ist,
ist die Dichtfunktion stets gewährleistet.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Verriegelungsmittel
dem Rand des Deckels zugeordnet sein. Dadurch kann sich der Deckel
bei einem Anstieg des Innendrucks zwar noch verformen, er kann jedoch
an seinem Rand nicht mehr von der Deckelbasis abheben, da er hier
durch das Verriegelungsmittel an der Deckelbasis arretiert ist.
Somit ist auch der Bereich in dem die Dichtlippe angeordnet ist nur
noch geringen Verformungen und Spaltänderungen unterworfen,
so dass die Dichtfunktion insgesamt verbessert ist.
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Die
Dichtlippe kann der Deckelbasis zugeordnet sein. Bei dieser Ausgestaltung
ist die Dichtlippe an der Deckelbasis befestigt und liegt dichtend
an dem Deckel an, wenn dieser geschlossen ist und dabei eine kugelsegmentartige
Gestalt aufweist. Des Weiteren ist bei dieser Ausgestaltung der
Deckel besonders einfach ausgebildet und kann kostengünstig hergestellt
werden. Die Deckelbasis weist ohnehin eine recht komplexe Gestalt
auf, so dass die Dichtlippe hier ebenfalls kostengünstig
integrierbar ist.
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Die
Dichtlippe kann in Richtung der Öffnung vorgewölbt
sein. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt eine Selbstverstärkung
der Dichtfunktion wenn der Innendruck in dem Behälter ansteigt.
Beim Ansteigen des Innendrucks wird die Dichtlippe radial nach außen
in Richtung der Umgebung verdrängt und presst sich dabei
mit größerem Anpressdruck je nach Anordnung an
den Deckel oder die Deckelbasis an und die Dichtheit ist auch bei
hohen Innendrücken gewährleistet.
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Die
Dichtlippe kann aus einem elastomeren Werkstoff bestehen. Elastomere
Werkstoffe eignen sich insbesondere für die erfindungsgemäße
Dichtlippe, da diese Werkstoffe die Ausgestaltung besonders flexibler
Dichtlippen ermöglicht.
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Die
Dichtlippe kann aus einem thermoplastischen Elastomer bestehen.
Diese Werkstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass bei hoher Flexibilität
insbesondere zum Spritzgießen geeignet sind und dadurch
für die Massenproduktion in hohen Stückzahlen
besonders geeignet sind.
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An
der Deckelbasis kann zum Abdichten des Spaltes zwischen Deckelbasis
und zu verschließendem Behälters eine Dichtung
vorgesehen sein. Dadurch verbessert sich die Dichtheit in dem Spalt
zwischen Behälter und Deckelbasis, so dass auf zusätzlich
flüssige Dichtmittel oder Klebstoffe verzichtet werden
kann. Dabei kann die Dichtung insbesondere aus einem elastomeren
Werkstoff, dabei vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer
bestehen. Wie zuvor ausgeführt weisen diese Werkstoffe eine
hohe Flexibilität auf, sind insbesondere zum Spritzgießen
geeignet und dadurch für die Massenproduktion in hohen
Stückzahlen besonders geeignet.
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Die
Deckelbasis kann mit der Dichtlippe und/oder der Dichtung als 2-Komponenten-Spritzgussteil
ausgebildet sein. Dadurch kann die Deckelbasis einschließlich
der erforderlichen Dichtelemente in einem Zug hergestellt werden
und es entfallen zusätzliche Montageschritte.
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Das
Federelement kann materialeinheitlich und einstückig mit
der Deckelbasis ausgebildet sein. Dadurch ist die Deckeleinheit
besonders kostengünstig herstellbar und weist besonders
wenige Teile auf. Bei dieser Ausgestaltung weist die Deckeleinheit,
wenn die Dichtelemente ebenfalls einstückig mit der Deckelbasis
ausgebildet sind nur zwei Teile auf, wobei denkbar ist, auch den
Deckel einstückig und materialeinheitlich mit der Deckelbasis
auszubilden. Bei dieser Ausgestaltung ist die Deckeleinheit einstückig
und es fällt keinerlei Montageaufwand an.
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Der
Deckel kann verliersicher mit dem Federelement verbunden sein. Dazu
kann der Deckel wie zuvor beschrieben, einstückig mit der
Deckelbasis mit daran befestigtem Federelement ausgeführt sein
oder der Deckel kann durch eine andere stoffschlüssige
oder formschlüssige Verbindung mit der Deckelbasis verbunden
sein. In allen Fällen ist die Deckeleinheit besonders gut
handhabbar.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Einige
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Deckeleinheit werden nachfolgend anhand der Figuren näher
erläutert. Diese zeigen, jeweils schematisch:
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1 eine
Deckeleinheit aus Kunststoff im Schnitt;
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2 eine
Deckeleinheit mit einer Deckelbasis aus Metall im Schnitt;
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Ausführung der Erfindung
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1 und 1' zeigen
eine Deckeleinheit 1 zum Verschließen eines Flüssigkeitsbehälters 11, hier
eines Flüssigkeitsbehälters für Getränke.
Die Deckeleinheit 1 besteht aus einer Deckelbasis 2 mit einer
zentralen Öffnung 3, wobei der Deckelbasis 2 ein
Federelement 4 zugeordnet ist. Das Federelement 4 ist
materialeinheitlich und einstückig mit der Deckelbasis 2 ausgebildet
und im Bereich Öffnung 3 angeordnet. Das Federelement 4 weist
drei Arme auf die sich vom Rand der Öffnung in Richtung
der Mitte der Öffnung erstrecken. Dabei sind die Arme zur
Verbesserung der Federwirkung abgewinkelt und verlaufen Teilstück
parallel zum Rand der Öffnung und knicken dann in Richtung
der Mitte ab. Im Bereich der Mitte sind die Arme miteinander verbunden.
In diesem Bereich ist das Federelement 4 verliersicher über
eine formschlüssige Klipsverbindung mit dem Deckel 5 wirkverbunden.
Der Deckel 5 ist im geschlossenen Zustand kugelsegementförmig
ausgebildet, wobei dessen Rand 9 auf der Deckelbasis 2 aufliegt
und die Öffnung 3 des Deckels 5 überdeckt. Der
Deckel 5 ist an seinem Umfang mit Verriegelungsmitteln 6 versehen,
hier hakenförmigen Elementen. Diese Verriegelungsmittel 6 wirken
mit weiteren Verriegelungsmitteln 7 an der Deckelbasis 2 zusammen,
hier Vertiefungen in die die Verriegelungsmittel 6 einrasten.
Die Verriegelungsmittel sind 6 dem Rand 9 des
Deckels 5 zugeordnet. Zwischen den Verriegelungsmitteln 6 beziehungsweisen
den weiteren Verriegelungsmitteln 7 und der Öffnung 3 ist
eine umlaufende Dichtlippe 8 aus thermoplastischem Elastomer
vorgesehen. Die Dichtlippe 8 befindet sich also, in radialer
Richtung betrachtet, zwischen der Öffnung 3 und
den Verriegelungsmitteln 6. Dabei ist die Dichtlippe 8 der
Deckelbasis 2 zugeordnet und in Richtung der Öffnung 3 vorgewölbt.
An der Deckelbasis 2 ist zum Abdichten des Spaltes 10 zwischen
Deckelbasis 2 und zu verschließendem Behälter 11 eine Dichtung 12 vorgesehen,
die ebenfalls aus einem thermoplastischen Elastomer besteht. Dabei
ist die Deckelbasis 2 mit der Dichtlippe 8 und/oder
der Dichtung 12 als 2-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet.
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2 zeigt
eine Deckeleinheit 1 zum Verschließen eines Flüssigkeitsbehälters 11,
hier eines Flüssigkeitsbehälters für
Getränke. Die Deckeleinheit 1 besteht aus einer
Deckelbasis 2 aus Metall mit einer zentralen Öffnung 3,
wobei der Deckelbasis 2 ein Federelement 4 zugeordnet
ist. Das Federelement 4 ist an der Deckelbasis 2 befestigt
und im Bereich Öffnung 3 angeordnet. Dabei kann
das Federelement 4 auch materialeinheitlich und einstückig
mit dem Deckel 5 ausgebildet sein und am freien Federende
mit der Deckelbasis 2 verbunden sein. In allen Ausführungen
ist das Federelement 4 im einem Bereich zentral der Öffnung 3 zugeordnet
und verliersicher mit dem Deckel 5 wirkverbunden. Der Deckel 5 ist
im geschlossenen Zustand kugelsegementförmig ausgebildet,
wobei dessen Rand 9 auf der Deckelbasis 2 aufliegt
und die Öffnung 3 des Deckels 5 überdeckt. An
dem Rand 9 des Deckels 5 ist eine umlaufende Dichtlippe 8 aus
thermoplastischem Elastomer vorgesehen. Dabei ist die Dichtlippe 8 an
dem Deckel 5 angeordnet und in Richtung der Öffnung 3 vorgewölbt.
Der Deckel 5 und die Dichtlippe 8 sind als 2-Komponenten-Spritzgussteil
ausgebildet. Der Deckel 5 ist an seinem Umfang mit Verriegelungsmitteln 6 versehen,
hier hakenförmigen Elementen. Diese Verriegelungsmittel 6 sind
zwischen der Öffnung 3 und der Dichtlippe 8 angeordnet,
wobei die Verriegelungsmittel 6 unmittelbar der Dichtlippe 8 benachbart sind,
um zwischen Dichtlippe 8 und einen möglichst kleinen
Hebel entstehen zu lassen. Die Verriegelungsmitteln 6 sind
näher an der Dichtlippe 8 als an der Öffnung 3 angeordnet.
Somit sind die Verriegelungsmitteln 6 ebenfalls dem Rand
des Deckels 5 zugeordnet und wirken mit weiteren Verriegelungsmitteln 7 an
der Deckelbasis 2 zusammen, hier Öffnungen in
der metallischen Deckelbasis 2 in die die Verriegelungsmittel 6 einrasten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007035728
A1 [0002]