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Die Erfindung betrifft einen Verschluß zum Wiederverschliessen eines Behälters gemäß dem Oberbegriff vom Anspruch 1.
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Weiterhin betrifft die Erfindung einen Behälter zum Aufbewahren von Flüssigkeiten, insbesondere eine Getränkedose, mit einem Verschluß gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Aus
DE 10 2010 052 531 B3 und
US 2010/0133275 A1 sind Verschlüsse und wiederverschliessbare Behälter bekannt. Der Verschluß laut DE 10 2010 052 531 B3 besteht hauptsächlich aus drei Elementen – einem aussenliegenden Element, einem innenliegenden Element und einer dazwischen liegender Behälterwand. Das Außenelement ist zwischen einer Betätigungseinrichtung und einem Innenelement angeordnet, wobei die Betätigungseinrichtung mit dem Innenelement beweglich verbunden ist, so daß das Außenelement über die Betätigungseinrichtung mittelbar mit dem Innenelement abstandsvariabel verbunden ist. Das Außenelement und das Innenelement bilden eine Verschlußeinrichtung.
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Ein erster Nachteil dieser Lösung ist die Tatsache, daß das Öffnen des Verschlusses über Mitteln getätigt wird – Exzenter, Gewinde oder Ähnliches – die die Kraft zum Öffnen immer in die Mitte des Verschlußelements und dadurch auch in die Mitte der abgedichteten Fläche einführen. Das führt dazu, daß alle Verschlußteile relativ massiv ausgeführt werden müssen. Der Grund dafür ist es daß die inneren Verschlußelemente, die die Öffnung abschließen, gegen Einbeulung infolge äußeren Drucks auszulegen sind.
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Der Hauptnachteil aller Lösungen der o. a. Patentschriften ist es aber, daß sie nicht nur eine Trinköffnung in der Getränkebehälterwand vorsehen, sondern grundsätzlich mehrere Öffnungen in dieser Behälterwand (Deckel) benötigen, durch die die Betätigungselmenten und die äußeren Verschlußelementen mit den inneren Verschlußelementen verbunden sind. Der erste daraus folgende Nachteil ist es daß alle diese Öffnungen abzudichten sind. Dieses Abdichten kann durch eine Dichtung oder mehrere Dichtungselemente erfolgen. Das führt dazu, daß die beim Öffnen zu überwindende Kraft sehr groß wird – Summe aller von den Dichtungen umfassenden Flächen multipliziert mit dem Innendruck – bei mehreren Dichtungen. Bei einer Dichtung, die alle Öffnungen und dadurch eine sehr große abgedichtete Fläche umfaßt, ist diese Kraft auch das Produkt der Multiplikation dieser Fläche mit dem Innendruck, der im Behälter herrscht. Die Größe dieser Kraft erfordert eine entsprechend große Kraft zum Öffnen und zwar wie oben beschrieben in der Mitte des Verschlußelements. Dadurch wird das Verschlußelement, das gegen Einbeulung auszulegen ist, entsprechend massiv und robust. Diese unnötige Überdimensionierung des Verschlußelements führt zu mehr Materialaufwand.
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Ein weiterer Nachteil ist es daß das Schließen und das Abdichten nach dem ersten Öffnen der Behälteröffnung durch Verschieben oder Drehen und gleichzeitiges Anziehen des Innenelements über ein Exzenter in der Betätigungsvorrichtung zum Außenelement passiert. Dadurch schiebt sich die im Innenelement eingelassene Dichtung teilweise über die Kanten der Behälternöffnung und kann beschädigt werden. Die Dichtheit des Behälters wäre in so einem Fall nicht mehr gewährleistet.
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Weitere Nachteile dieser Verschlüsse und Behälter sind vor allem die Komplexität der Konstruktion und die Vielfalt der verwendeten Teile. Diese Nachteile führen zu einem erhöhten Materialaufwand zur Herstellung des Verschlusses. Die Montage des Verschlusses und des damit ausgestattenen Behälters wird auch entsprechend aufwändiger.
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Weiterhin offenbart die
US 5,443,175 A eine Verschlußvorrichtung zum Wiederverschließen eines Behälters. Die Verschlußvorrichtung umfaßt einen Plastikeinsatz, der in einer Gießöffnung, die in dem Oberboden der Behälter vorgesehen ist, angeordnet ist. Dabei bleibt die Gießöffnung stets offen und wird von dem Plastikeinsatz nicht verschlossen. An einem Innenumfang des Plastikeinsatzes sind Greifhaken vorgesehen. Weiterhin umfaßt die Verschlußvorrichtung ein Verschlußelement, das mit einem Pfropfenelement verbunden ist. Das Pfropfenelement ist unterhalb des Verschlußelements angeordnet. An einer äußeren Umfangsfläche des Pfropfenelements sind Greifhaken angeordnet, die zum Zusammenwirken mit den an der inneren Umfangsfläche des Plastikeinsatzes angeordneten Greifhaken vorgesehen sind.
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Der Nachteil dieser Lösung ist einerseits die konzentrische Anordnung der beiden in der Behälterwand separat abzudichtenden Elemente und der „freihängende” Öffnungsdeckel, der zum Wiederveschließen der Behälter in die Trinköffnung zurück eingeführt werden soll. Dadurch hat diese Lösung eine erschwerte Bedienung beim Schließen.
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Ein wichtiger Nachteil aller oben beschriebenen Lösungen ist auch die Tatsache, daß die Verschlüsse radikal anders zu bedienen sind als die Einwegverschlüsse, die heute auf dem Markt verbreitet sind und die in den
US Patentschriften 3,967,752 und
3,967,753 beschrieben sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Verschluß zum Wiederverschließen eines Behälters zu schaffen, bei dem die zum Öffnen notwendige Kraft in die Verschlußelemente so eingeführt wird, daß die Verschlußelemente keiner eventuellen Einbeulung ausgesetzt sind, bei dem es gewährleistet ist daß beim Wiederverschließen der Trinköffnung des Behälters keine Gefahr zur Beschädigung der Dichtung entsteht und das Bedienen des Verschlusses soll ähnlich und genau so intuitiv wie die Bedienung der heute auf dem Markt verbreiteten Einwegverschlüsse sein.
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Ein Behälter, der mit dem Verschluß gemäß der Erfindung ausgestattet ist, soll auch vorgeschlagen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Verschluß gelöst, bei dem in der Behälterwand eine nierenförmige Trinköffnung vorgesehen ist. Ein Verschlußelement, der innerhalb des Behälters unmittelbar der Behälterwand untergebracht ist, und ein Betätigungselement, das sich außerhalb des Behälters auch unmittelbar der Behälterwand befindet, sind vorgesehen. Das Verschlußelement sowohl als auch das Betätigungselement sind mit einer seitlich angeordneten Verlängerung versehen. Am Rand des Verschlußelements ist eine endlose, das Verschlußelement umfassende, Dichtung angebracht.
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Das Verschlußelement und das Betätigungselement haben eine nieren-kreissegmentförmige Geometrie, wobei die nierenförmige Geometrie der beiden Elemente der nierenförmigen Geometrie der Trinköffnung in der Behälterwand entspricht.
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Gemäß der Erfindung endet die radial angeordnete kreissegmentförmige Verlängerung des Betätigungselements mit einem Kugelgelenk. Die kreissegmentförmige radial angeordnete Verlängerung des Verschlußelements endet mit einer Öse, wobei diese Öse der Verlängerung des Verschlußelements auf einer Achse innerhalb des Behälters aufgesteckt ist und dieser Weise nach ein Zylindergelenk innerhalb des Behälters gebildet wird. Das Kugelgelenk des Betätigungselements ist in einer kugelförmigen Aussparung in der Behälterwand eingesteckt. Das Zylindergelenk und das Kugelgelenk sind in einer Verdickung der Behälterwand koachsial zueinander angeordnet. Im Bereich der nierenförmigen Geometrie der beiden Elemente, die sich beidseitig der Behälterwand befinden, weist das Verschlußelement einen stufenartigen Querschnitt auf. Das Verschlußelement ist im Bereich der Trinköffnung nach außen verdickt wobei die so gebildeten Stufenkanten entsprechend abgerundet sind, die Verdickung (Stufe) in die Trinköffnung bündig mit der äußeren Behälterwandfläche einrastet. Der nierenförmige Bereich des Betätigungselements ist an einer seiner Seiten mit einer Öse ausgestattet. An den beiden Enden der nierenförmigen Geometrie sind das Verschlußelement und das Betätigungselement mit entsprechenden Noppen und Vertiefungen ausgestattet, die gegenseitig ineinander ragen. Die Vertiefung des Verschlußelements korrespondiert mit der Noppe im Betätigungselement. Die Vertiefung des Betätigungselements, die sich an der Seite der Öse des Betätigungselements befindet, korrespondiert mit der Noppe im Verschlußelement. Dadurch wird eine clippförmige Verschlußvorrichtung gebildet, deren beiden Elemente – Verschluß- und Betätigungselement – miteinander durch die Trinköffnung in der Behälterwand durch ihren Noppen und Vertiefungen verbunden sind.
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Beispielhafte Ausführungen des Verschlusses gemäß der Erfindung werden in den beigelegten Figuren gezeigt wo:
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100 eine Draufsicht des Verschlusses darstellt
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200 einen Schnitt durch die Hauptebene des Verschlusses darstellt
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300 eine Explosionsdarstellung des Verschlusses von oben zeigt
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400 eine Explosionsdarstellung des Verschlusses von unten zeigt
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500 stellt den Verschluß im geöffnetem Zustand dar.
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600 zeigt das Verschlußelement mit dem Dichtungsverlauf nach Anspruch 2.
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700 stellt einen Schnitt durch die Noppen-Vertiefungsverbindung, die als Schwenkbewegungsbegrenzung dient
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800 stellt einen Schnitt durch die Noppen-Vertiefungsverbindung, die die Erstöffnungsgarantie gewährleistet
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Der Verschluß kann wie folgt beschrieben werden:
In der Behälterwand 1 ist eine nierenförmige Trinköffnung 2 vorgesehen. Ein Verschlußelement 3 innerhalb des Behälters 4 unmittelbar der Behälterwand 1 und ein Betätigungselement 5, das sich außerhalb des Behälters 4 auch unmittelbar der Behälterwand 1 befindet, sind vorgesehen. Sowohl das Verschlußelement 3 als auch das Betätigungselement 5 sind mit einer seitlich angeordneten Verlängerung 6 und 7 versehen. Am Rand 8 des Verschlußelements 3 ist eine endlose, das Verschlußelement 3 umfassende, Dichtung 9 angebracht.
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Das Verschlußelement 3 und das Betätigungselement 5 haben eine nieren-kreissegmentförmige Geometrie, wobei die nierenförmige Geometrie der beiden Elemente der nierenförmigen Geometrie der Trinköffnung 2 in der Behälterwand 1 entspricht.
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Die radial angeordnete kreissegmentförmige Verlängerung 6 des Betätigungselements 5 endet mit einem Kugelgelenk 10. Die kreissegmentförmige radial angeordnete Verlängerung 7 des Verschlußelements 3 endet mit einer Öse 11, wobei diese Öse 11 der Verlängerung 7 des Verschlußelements 3 auf einer Achse 12 innerhalb des Behälters 4 aufgesteckt ist und dieser Weise nach ein Zylindergelenk 13 innerhalb des Behälters 4 gebildet wird. Das Kugelgelenk 10 des Betätigungselements 5 ist in einer kugelförmigen Aussparung 14 in der Behälterwand 1 eingesteckt. Das Zylindergelenk 13 und das Kugelgelenk 10 sind in einer Verdickung 15 der Behälterwand 1 koachsial zueinander angeordnet. Im Bereich der nierenförmigen Geometrie der beiden Elemente, die sich beidseitig der Behälterwand 1 befinden, weist das Verschlußelement 3 einen stufenartigen Querschnitt auf. Das Verschlußelement 3 ist im Bereich der Trinköffnung 2 nach außen verdickt wobei die so gebildeten Stufenkanten entsprechend abgerundet sind. Die Verdickung 16 (Stufe) rastet in die Trinköffnung bündig mit der äußeren Behälterwandfläche 17 ein. Der nierenförmige Bereich des Betätigungselements 5 ist an einer seiner Seiten mit einer Öse 18 ausgestattet. An den beiden Enden der nierenförmigen Geometrie sind das Verschlußelement 3 und das Betätigungselement 5 mit entsprechenden Noppen 19 und 19a und Vertiefungen 20 und 20a ausgestattet, die gegenseitig ineinander ragen. Die Vertiefung 20 des Verschlußelements 3 korrespondiert mit der Noppe 19a im Betätigungselement 5. Die Vertiefung 20a des Betätigungselements 5, die sich an der Seite der Öse 18 des Betätigungselements 5 befindet, korrespondiert mit der Noppe 19 im Verschlußelement 3. Dadurch wird eine clippförmige Verschlußvorrichtung gebildet, deren beiden Elemente – Verschluß- und Betätigungselement – miteinander durch die Trinköffnung 2 in der Behälterwand 1 durch ihren Noppen 19 und 19a und Vertiefungen 20 und 20a z. B. durch Kleben oder Punktschweißen verbunden sind. Die Vertiefung 20a des Betätigungselements 5 ist so ausgebildet, daß sie an ihrem inneren kreisförmigen Rand eine Sollbruchstelle 21 aufweist.
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Die Funktion des Verschlusses gemäß der Erfindung kann folgendermaßen beschrieben werden:
Im ursprünglichen Zustand ist der Verschluß geschlossen wobei die Verdickung 16 in der Trinköffnung 2 vollständig einrastet und die Dichtung 9 die Trinköffnung 2 umfaßt. Die Noppen 19 und 19a ragen durch die Trinköffnung 2 in die Vertiefungen 20 und 20a ein. Die Dichtung 9, die am Rand des innenliegenden Verschlußelements 3 angebracht ist, berührt die Innenfläche der Behälterwand 1 und umfaßt die Trinköffnung 2 – dadurch ist der Behälter 4 dicht verschlossen. Zum Öffnen des Behälters 4 wird die Öse 18 am Ende des Betätigungselements 5 mit dem Zeigefinger angehoben und gleichzeitig wird das Betätigungselement 5 wird mit dem Daumen im Bereich der Vertiefung 20a nach innen in den Behälter 4 gedrückt. Das komplette Betätigungselement 5 wird dadurch im Kugelgelenk 10 leicht gekippt und drückt zuerst das Verschlußelement 3 im Bereich seiner Noppe 19a nach innen in den Behälter 4 hinein. Durch die seitliche Anordnung der Noppe 20 im Verschlußelement 3 wird die Dichtung 9 sehr leicht von der Innenfläche der Behälterwand 1 gelöst, da man nur ein Teil der gesamten Dichtungskraft überwinden soll. Bei dieser Bewegung der beiden Elemente trennen sie sich voneinander im Bereich der Sollbruchstelle 21 – die s. g. Erstöffnungsgarantie ist dadurch gewährleistet – und die Verdickung (Stufe) 16 des Verschlußelements 3 taucht unterhalb der inneren Behälterwandfläche 17 in den Behälter 4 hinein. In diesem Moment wird der Druck im Behälter mit dem Außendruck durch den so entstandene Spalt ausgeglichen. Durch weiteres Schwenken des Betätigungselements um die Achse der Verdickung 15 in der Behälterwand 1 wird die Trinköffnung 2 soweit geöffnet, daß die Noppe 19 im Betätigungselement 5 in Berührung mit der Innenkante der Trinköffnung 2 kommt.
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Dadurch wird die Schwenkbewegung des clippförmigen Verschlusses beendet. Man kann durch die Trinköffnung 2 die sich im Behälter 4 befindende Flüssigkeit zu sich nehmen. Zum Schließen des Verschlusses schiebt man die Öse 18 zurück in ihre ursprüngliche Position, bei dem man den clippförmigen Verschluß komplett um die Achse der Verdickung 15 schwenkt. Die Verdickung (Stufe) 16 des Verschlußelements 3 rastet in die Trinköffnung 2 hinein und die Dichtung 9 umfaßt und dichtet den Behälter 4 ab.
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Während des gesamten Schwenkens des clippförmigen Verschlusses bleiben die beiden Elemente durch die Trinköffnung 2 in der Behälterwand 1 im Bereich der Noppe 19a und der Verdickung 20a miteinander verbunden. Die Verdickung (Stufe) 16 das Verschlußelements 3 gleitet an der inneren Behälterwandfläche 17 und hält dadurch die Dichtung 9 fern von ihr.
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Diese Vorgänge können mehrmals wiederholt werden ohne daß die geringste Gefahr zur Beschädigung der Dichtung entsteht. Alle beiden Vorgänge sind ähnlich auszuführen wie bei der heute auf dem Markt verbreiteten Einwegbehältern.
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Die Vorteile des Verschlusses und der damit ausgestattenen Behälter sind wie folgt aufzuzählen:
- 1. Der Verschluß besteht aus nur zwei Teilen – einem innenliegenden Verschlußelement und einem außenliegenden Betätigungselement.
- 2. Das Öffnen der Behälteröffnung erfolgt zwingend durch zwei von der Verschlußkonstruktion festgelegten hintereinander folgenden Bewegungen des Verschlußelements – Drücken des Verschlußelements nach innen durch das Betätigungselements, wodurch die Dichtung zuerst von der Innenfläche der Behälterwand entfernt wird, darauf folgt ein Schwenken des Verschlußelements durch das Betätigungselement.
- 3. Das Wiederverschließen der Behälteröffnung erfolgt auch zwingend durch zwei von der Verschlußkonstruktion festgelegten hintereinander folgenden Bewegungen des Verschlußelements – diesmal in umgekehrten Reihenfolge wie beim Öffnen.
- 4. Bei allen beiden Prozessen – Öffnen und Schließen der Öffnung – besteht keine Gefahr, daß die Dichtung beschädigt wird, weil sie beim Schwenken zum Öffnen/Schließen der Behälteröffnung von der Behälterwand und vor allem von der Behälteröffnungskanten fern bleibt.
- 5. Der Verschluß wird ähnlich wie die heute auf dem Markt verbreiteten Einwegverschlüsse bedient – Anheben der Öse des Betätigungselements und Schwenken um die Behälterachse.
- 6. Die Behälter, die mit dem Verschluß gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet sind, können auf einer Standardabfüllanlage befüllt werden.
- 7. Die Stapelbarkeit der mit dem Verschluß ausgestattenen Behältern ist nicht eingeschränkt.
- 8. Der Verschluß hält dem inneren Druck stand, ohne daß die Verschlußelemente unnötig überdimensioniert werden müssen.
- 9. Auch nach Öffnen und Wiederverschliessen ist der Verschluß, respektive der Behälter, absolut dicht.
- 10. Der Verschluß ist mit einer Hand zu bedienen.
- 11. Die Recyclebarkeit bleibt zu 100 Prozent erhalten, da alle Teile aus dem gleichen Material wie die Behälter selbst hergestellt werden können.
