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Die Erfindung betrifft einen Verschluss für einen Behälter zur Bevorratung von Produkt, aufweisend ein erstes Verschlussteil und ein korrespondierendes zweites Verschlussteil, wobei durch wenigstens eine Bewegungskinematik die Verschlussteile relativ zueinander zwischen zwei Endlagen bewegbar sind, sodass sich eine Geöffnetstellung und eine Geschlossenstellung des Verschlusses ergibt.
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Um ein in einem Behälter bevorratetes Produkt teilweise oder vollständig entnehmen zu können, sind verschiedene Konzepte realisiert worden, die sich an den Kriterien einer sicheren und kontrollierten Handhabung zur Entnahme, an der Art und Konsistenz des Produktes, der Form und dem Aggregatzustand in dem das jeweilige Produkt speicherbar ist sowie an den Speicherungsbedingungen orientieren.
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Die sehr häufig in einem Behälter bevorrateten Produkte sind Flüssigkeiten und/oder fließ- und schüttfähige Substanzen. In vielen Fällen soll das flüssige Produkt als geprägt durch dessen Fließfähigkeit und als solches ausgegeben werden. Beispiele dafür sind Getränke aller Art wie beispielsweise Wasser, Fruchtsaft, Tee, Wein oder Haushaltsprodukte wie beispielsweise Geschirrspülmittel, flüssiges Waschmittel, fließfähige Cremes, Duschmittel usw..
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Üblicherweise werden zur Bevorratung je nach gestellter Anforderung unterschiedliche Behälter vorgesehen, beispielsweise Kartonverpackungen, Glasbehälter, Kunststoffflaschen, Schlauchbeutel oder andere volumenbereitstellende Behältnisse.
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Um das bevorratete Produkt aus dem Behälter entnehmen und/oder einfüllen zu können, werden vielfach wiederverschließbare Verschlüsse, Stopfen oder Ausgießhilfen verwendet, die eine Vielzahl von Anforderungen erfüllen müssen. Neben der guten Bedienbarkeit, Eignung zur kostengünstigen Massenfertigung und einwandfreier Dichtigkeit im geschlossenen Zustand können weitere Kriterien erfüllt werden. Beispielsweise bei Getränkebehältnissen im Sportbereich kann die Einhandbedienung eines Verschlusses erforderlich sein. Auch ist der Verschluss häufig derart gestaltet, dass er die Produktentnahme durch Ansetzen an den Mund eines Benutzers oder Sportlers unterstützen muss. Bei Sportarten, die eine Einhandbedienung des Behälters mit Verschluss erzwingen, wie beispielsweise der Radsport, ist es zusätzlich wünschenswert, dass ein Öffnen und Verschließen des Behälters nur unter Zuhilfenahme einer Hand und des Mundes erfolgen kann.
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Das bedeutet, dass je nach Anwendungsfall, den Produkteigenschaften und der Benutzerzielgruppe sehr unterschiedliche Anforderungen an einen vorzugsweise wiederverschließbaren Verschluss gestellt werden. Generell ist die möglichst einfache Handhabung und dabei insbesondere die Vermeidung komplizierter Bewegungskinematiken für die Bewegungen zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung ein wichtiges Kriterium.
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In diesem Zusammenhang sind Schraubverschlüsse bekannt, die üblicherweise aus einem an dem Behälter festlegbaren Flansch mit einem Stutzen gebildet sind. Diese meist einteilig ausgeführte erste Komponente einer Ausgießhilfe basiert auf einem Kunststoff. Die Flanschschulter verfügt häufig über Wirkflächen zur Verbindung und Festlegung an dem Behälter. Der Stutzen ist vielfach als kurzes Rohrstück oder Zentralkörper ausgebildet und weist ein innen oder außen liegendes Gewinde auf, das mit der zweiten Ausgießhilfekomponente in Form eines Verschlussdeckels korrespondiert.
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Infolge der konstruktiv bedingten Unfähigkeit von Gewinden eine Abdichtungsfunktion realisieren zu können, werden Schraubverschlüsse häufig über stirnseitige, konzentrische Ringfläche des Stutzens in Verbindung mit dem Boden des Verschlussdeckels gedichtet. Um die dazu erforderliche, definierte Mindestflächenpressung zu erzeugen und aufrecht zu erhalten, muss das Anzugsdrehmoment der Gewindepaarung in einem entsprechenden Bereich liegen.
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Die Ausgießhilfe ausgeführt als Schraubverschluss mit Stutzen, Verschlussdeckel und zwischen diesen Komponenten korrespondierenden Gewinden erfordert eine komplizierte Einleitung einer Drehbewegung, um diese Verschlusstype zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung zu bewegen. Ist der Verschlussdeckel zur Produktentnahme durch die Drehbewegung vom Stutzen entfernt, handelt es sich um ein separates Einzelteil, das herunterfallen, verlorengehen oder verschmutzt werden kann.
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Eine andere Möglichkeit Öffnungs- oder Ausgießhilfen beziehungsweise wiederverschließbare Verschlüsse für Behälter zu realisieren, sind sogenannte push-pull-Verschlüsse. Anders als bei Schraubverschlüssen besteht die Bewegungskinematik in einer axialen und vorzugsweise linearen Bewegung, die ein erstes bewegbares Verschlussteil gegenüber einem zweiten Verschlussteil vollführt, um zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung bewegt werden zu können. Konstruktiv vorgesehen ist dazu üblicherweise wenigstens eine axial ausgerichtete Nut in einem der Verschlussteile, während das andere Verschlussteil eine Feder oder einen Vorsprung vergleichbar einem Kulissenstein geführt bewegbar in der wenigstens einen Nut vorsieht.
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In vielen Fällen wird eine axiale Beweglichkeit des einen Verschlussteils durch Anschläge begrenzt, sodass zwar zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung Bewegbarkeit vorliegt, aber nicht darüber hinaus, das eine von dem anderen Verschlussteil getrennt werden kann. Dadurch werden die Nachteile eines vereinzelbaren Verschlussteils, wie sie bei den Schraubverschlüssen auftreten vermieden und gleichzeitig eine sehr einfache Bewegungskinematik in Form einer axiallinearen Verschiebung zur Bewegung zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung bereitgestellt.
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Mit dem push-pull-Verschlusskonzept können Flächenpressungskräfte zur Abdichtung dieser Verschlusstype durch Rasten und/oder geeignete Fügetoleranzen für eine leichte Klemmpassung der Verschlussteile bereitgestellt werden. Nachteilig daran sind erforderliche hohe Fertigungsgenauigkeiten, die Einhaltung sehr präziser Maßtoleranzen und die nur begrenzt realisierbare Flächenpressung, die eine Abdichtungsfunktion nicht immer und unter allen Einflussbedingungen sicherstellt.
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Ein weiteres Problem von push-pull-Verschlüssen kann sich ergeben, wenn die Kräfte zur Bewegung von der Geschlossenstellung in die Geöffnetstellung beispielsweise zur Verklebungen infolge klebrigem oder zuckerhaltigem und eingetrocknetem Produkt größer werden müssen. Es können Fälle auftreten, in denen ein Benutzer nicht mehr in der Lage ist, die erforderlichen Kräfte zur Verschlussöffnung aufzubringen, beispielsweise Kinder oder ältere Menschen.
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Um im Hinblick auf die Abdichtfunktion eines Verschlusses mit vorzugsweise axiallinearer oder rotatorischer Bewegungskinematik zwischen einer Geöffnetstellung und einer Geschlossenstellung eine Verbesserung zu erzielen, ist bereits eine Kombination verschiedener Bewegungskinematiken bekannt. Ziel ist es, dabei eine Verschlussanordnung zu schaffen, bei der der Verschluss axial zwischen einer Schließstellung und einer offenen Abgabestellung bewegbar ist, ohne dass eine besondere Winkelausrichtung zwischen den gegeneinander verschiebbaren Teilen nötig ist, und die im Behälterhals eine innere Abdichtung schafft, die in beiden Verschlussstellungen wirksam ist.
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Dazu ist im Behälterhals eine gegen den Oberrand zurückgesetzte Verengung angebracht, und der Verschluss ist mit einem Stopfenkörper ausgestattet, der im Hals axial oberhalb der Verengung gleitbar ist und eine derartige axiale Ausdehnung aufweist, dass er während der gesamten axialen Verschiebebewegung wirksam abdichtet. Das bedeutet, dass die Verbesserung der Abdichtung des Stopfenkörpers durch einen Konus als konstruktives Ergebnis dieser Verjüngung realisiert wird. Der Freiheitsgrad der rotatorischen Bewegung wird in diesem Zusammenhang dazu genutzt, eine Kanalmündung in den Bereich einer Ausnehmung des Behälterhalses zu verdrehen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verschluss für Behälter bereitzustellen, der die genannten Nachteile wenigsten teilweise reduziert und/oder eine unkomplizierte Handhabung unterstützt.
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Dazu schlägt die Erfindung einen Verschluss für Behälter vor, der ein erstes oder oberes und eine zweites oder unteres Verschlussteil aufweist, die relativ zueinander und über eine einfache Bewegungskinematik zwischen einer Geöffnetstellung und einer Geschlossenstellung verschiebbar oder verschwenkbar sind.
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Auf diesem Weg kann die Erfindung eine wiederverschließbare Ausgießhilfe beziehungsweise Entnahme- und, oder Füllvorrichtung für Behälter bereitstellen.
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Die Erfindung erkennt, dass durch die alternative Kombination jeweils eines rotativ-kinematischen und einen axiallinearen Freiheitsgrades des ersten oder oberen Verschlussteiles relativ zum zweiten oder unteren Verschlussteil die zuvor genannten Nachteile wenigstens teilweise reduziert und, oder die vereinfachte und benutzerorientierte Handhabung unterstütz ist. Infolge der optional für den Benutzer angebotenen Bewegungskinematiken durch die jeweiligen Freiheitsgrade können die jeweils implizierten Vorteile der Handhabung wahlweise genutzt werden. Der axiallineare Freiheitsgrad unterstützt insbesondere die schnelle und einfache Schließbewegung durch eine axial gerichtete Schließ-Druckkraft, der rotativ-kinematische Freiheitsgrad begünstigt die Öffnungsbewegung ohne das eine Zugknopf- bzw. Pilzformausbildung eines Verschlussteils realisiert werden muss.
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Die erfindungsgemäße Lösung sieht einen Verschluss vor, der sich mit unterschiedlichen Behälterformen korrespondiert. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Verschluss mit Schlauchbeuteln beziehungsweise folienbasierten Hohlkammerbehältnissen kombiniert und verwendet werden.
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Um die Verwendungsmöglichkeiten des Verschlusses für andere Behältertypen zu unterstützen sind unterschiedliche Flanschformen für das an oder in dem jeweiligen Behälter vorzugsweise festlegbare zweite oder untere Verschlussteil vorgesehen. Zur Festlegung des Verschlusses an anderen Behälterformen als Folienbeuteln kann ein Flansch beispielsweise als Innen- oder Außengewinde ausgebildet sein, um mit einem geeigneten Behälter aufweisend ein korrespondierenden Gewindeabschnitt lösbar verbunden zu werden. Besonders Vorteilhaft kann ein Flansch mit einem Gewinde konstruiert werden, dass einer Überwurfmutter entspricht und mit einem Außengewinde eines Flaschenhalses korrespondiert.
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Um die Entnahme- und, oder Befüllfunktion sowie die Bevorratungsaufgabe von schütt- oder fließfähigen Produkten in den genannten Behältnissen zu realisieren, werden konstruktiv zwei unterschiedliche, jeweils für sich betrachtet einfache Bewegungskinematiken zur Bewegung zwischen einer Geöffnetstellung und einer Geschlossenstellung des ersten oder oberen Verschlussteils relativ zum zweiten oder unteren Verschlussteil in optionaler Art und Weise bereitgestellt. Dazu weist einer der Verschlussteile eine umlaufende Vertiefung mit zumindest bereichsweise konstantem Vertiefungsquerschnitt und geometrisch vergleichbar einer Nut mit wenigstens zwei Führungsflächen auf.
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Die Längserstreckung der Vertiefung am Umfang oder der Bohrung und damit der gemeinsamen Wirkfläche des jeweiligen Verschlussteils zueinander gliedert sich in zwei grundsätzliche geometrisch unterschiedliche Bereiche, um die alternative Kombination jeweils eines rotativ-kinematischen und einen axiallinearen Freiheitsgrades des ersten oder oberen Verschlussteiles relativ zum zweiten oder unteren Verschlussteils zu realisieren.
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Ein geometrischer Längserstreckungsbereich der als Führung funktionierenden Vertiefung ist linearer Natur und vorzugsweise in axialer Richtung des in guter Näherung rotationssymmetrisch ausgebildeten Wirkflächenbereiches des jeweiligen Verschlussteils vorgesehen. Ein weiterer geometrischer Längserstreckungsbereich ist vergleichbar einer einfachen Helix bzw. spiralförmig und/oder ähnlich einer Führungsnut eines Bajonettverschlusses oder eines Gewindeabschnittes an einem Abschnitt der näherungsweise rotationssymmetrisch ausgebildeten Wirkfläche mit einer konstanten oder variablen Steigung vergleichbar angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Konstruktion des Verschlusses ermöglicht es insbesondere, eine Öffnung des Ventils durch ein Verdrehen des oberen Verschlussteiles relativ zum unteren Verschlussteil zu realisieren. Bei der Durchführung dieser Drehbewegung erfolgt aufgrund des Eingreifens eines Profils in ein Gegenprofil eine Hubbewegung, wie dies beispielsweise bei Push-Pull-Verschlüssen durch ein Ziehen am oberen Verschlussteil erreicht wird. In der oberen Positionierung des oberen Verschlussteiles erfolgt eine maximale vorgegebene Ventilöffnung. Ein Verschließen des Ventils kann dann entsprechend einem von Push-Pull-Verschluss bekannten Bedienungsablauf durch ein Zurückdrücken des oberen Ventilteiles in einer Längsrichtung ohne zusätzlich erforderliche Drehbewegung erfolgen.
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Erfindungsgemäß wird somit die Möglichkeit geboten, eine Öffnung des Ventils fein dosierbar durch die Drehbewegung zu erreichen und ein Verschließen des Ventils mit geringem Zeitaufwand durch ein einfaches Zudrücken zu realisieren.
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Beide geometrischen Längserstreckungsbereiche können symmetrisch oder winkelversetzt zur Rotationsachse in Längsrichtung an der jeweiligen Wirkfläche vorgesehen sein und mit wenigstens einem Vorsprung, Nocken oder Führungsstift, der in den Vertiefungsbereichen geführt wird und ähnlich einer Kulisse in Richtung der Vertiefungslängsersteckung bewegbar ist zusammenwirken.
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Sowohl die wenigstens eine Vertiefung des einen Verschlussteils als auch der wenigstens eine korrespondierende Vorsprung des anderen Verschlussteils sind derart angeordnet und ausgebildet dass
- – ein Verschwenken des ersten oder oberen Verschlussteils relativ zum zweiten oder unteren Verschlussteil zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung richtungsunabhängig oder richtungsabhängig durch eine rotative Bewegungskinematik in Form einer Drehbewegung erfolgen kann und/oder wahlweise
- – ein Bewegen des ersten oder oberen Verschlussteils relativ zum zweiten oder unteren Verschlussteil zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung richtungsunabhängig durch eine weitgehend axiallineare Bewegungskinematik in Form einer Längsverschiebung erfolgen kann und/oder
- – wenigstens eine der beiden geometrischen Längserstreckungsbereiche der Vertiefung auf vorzugsweise konstruktive Weise eine Vereinzelung des oberen Verschlussteils verhindert.
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Um die Abdichtungsfunktion des erfindungsgemäßen Verschlusses in der Geschlossenstellung zuverlässig realisieren zu können ist vorgesehen, dass die Wirkflächen der Verschlussteile eine Spiel-Dichtpassung zueinander aufweisen und auf diese Weise ein Durchströmen von Produkten an dieser Stelle oder innerhalb dieses Bereiches verhindert.
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Sind die Vertiefungsbereiche der Führung als Kanal oder Profil ausgebildet, bilden die dann vorhandenen Stege radialseitig wenigstens eine Wirkfläche ab, die mit der Wirkfläche des anderen Verschlussteils in einer Spiel-Dichtpassung ausgeführt ist und abdichtet. Hier eröffnet sich einer der erheblichen Vorteile der Erfindung in konstruktiver Hinsicht. Durch die Gestaltung der Vertiefung bereichsweise unterschiedlich, aber vollständig an der jeweiligen Wirkfläche umlaufend, ist es möglich, trotz der abschnittsweise gewindeähnlichen Anordnung und anders als herkömmliche Schraubverschlüsse mit Gewinde eine Dichtfunktion zu realisieren.
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Additiv oder alternativ ist vorgesehen, wenigstens eine konzentrische Ringschulter axial oder konisch an einem Verschlussteil auszubilden und mit einer geeigneten Gegenfläche des anderen Verschlussteils zumindest in der Geschlossenstellung derart korrespondieren zulassen, dass über eine ausreichend hohe Flächenpressung in dieser Position die Abdichtung erreicht wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Figuren erläutert. Im Einzelnen zeigen
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1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses (1) in einer perspektivischen Ansicht,
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2: die Vorderansicht des Verschlusses (1) aus 1,
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3: die Vorderansicht des Verschlusses (1) in einer Schnittdarstellung,
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4: die Seitenansicht des Verschlusses (1) aus 1,
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5: die Seitenansicht des Verschlusses (1)) in einer Schnittdarstellung,
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6: die perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen oberen Verschlussteils (10),
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7: die Vorderansicht des oberen Verschlussteils (10) aus 6,
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8: die Vorderansicht des oberen Verschlussteils (10) in einer Schnittdarstellung,
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9: die Seitenansicht des oberen Verschlussteils (10) aus 6,
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10: die Seitenansicht des oberen Verschlussteils (10) in einer Schnittdarstellung,
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11: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen unteren Verschlussteils (20) in einer perspektivischen Ansicht,
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12: die Vorderansicht des unteren Verschlussteils (20) aus 11,
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13: die Vorderansicht des unteren Verschlussteils (20) in einer Schnittdarstellung,
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14: die Seitenansicht des unteren Verschlussteils (20) aus 11,
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15: die Seitenansicht des unteren Verschlussteils (20) in einer Schnittdarstellung,
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16: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses (1) in einer perspektivischen Seitenschnittdarstellung in der Geschlossenstellung und
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17: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses (1) in einer perspektivischen Seitenschnittdarstellung in der Geöffnetstellung.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses (1) in einer perspektivischen Ansicht. Dargestellt ist der Verschluss (1) mit seinem oberen Verschlussteil (10) und seinem unteren Verschlussteil (20) als funktionale und korrespondierende Einheit und verwendbar für Behälter. Der Behälter als Bevorratungsvorrichtung für Produkte ist in 1 und den folgenden Figuren nicht dargestellt.
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Um den Verschluss (1) mit dem Behälter in die erforderliche Wirkverbindung zu bringen, welche in der Regel durch eine hermetisch dichte Festlegung an dem Behälter charakterisiert ist, verfügt der Verschluss (1) über geeignete Mittel. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck ein Flansch (30) vorgesehen, der hier und vorzugsweise einstückig mit dem unteren Verschlussteil (20) ausgebildet ist. Die Art, Aufbau und Geometrie des Flansches (30) ist abgestimmt auf die Behälterbauform und kann kragenförmig, flächig, zylindrisch, prismatisch oder stopfenartig ausgeführt sein. Im vorliegenden Beispiel ist die Form des Flansches (30) durch eine Rippenstruktur gekennzeichnet, die in besonders günstiger Weise die Festlegung an oder in einem Schlauchbeutel unterstützt.
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2 bildet die Vorderansicht des Verschlusses (1) aus 1 ab und verdeutlicht die Anordnung des oberen Verschlussteils (10) und des unteren Verschlussteils (20) zueinander in der Geschlossenstellung.
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In 3 ist die Vorderansicht des Verschlusses (1) in einer Schnittdarstellung gezeigt. Das Produkt kann über einen Kanal (40) im Flansch (30) beziehungsweise dem unteren Verschlussteil (20) in den Verschluss (1) strömen und entnommen werden, wenn der Verschluss (1) in der Geöffnetstellung die Produktaustrittsmündung (12) freigibt. In der gezeigten Geschlossenstellung kann der Kanal (40) mit Produkt geflutet sein, sodass eine Produktsäule vor der Produktmündung (12) und stirnseitig des Kanals (40) ansteht.
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Der obere Verschlussteil (10) und der untere Verschlussteil (20) des Verschlusses (1) haben zueinander und miteinander wenigstens eine korrespondierende Wirkflächenpaarung (50), um Führungs- und, oder Dichtfunktionen zu realisieren.
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4 umfasst die Seitenansicht des Verschlusses (1) aus 1 und verdeutlicht sowohl das besondere geometrische rippenförmige Design des Flansches (30) für die Festlegung an einem Schlauchbeutelbehälter und die Anordnung des oberen Verschlussteils (10) und des unteren Verschlussteils (20) dieses Ausführungsbeispiels relativ zueinander in der Geschlossenstellung.
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Die Seitenansicht des Verschlusses (1) in einer Schnittdarstellung ist Gegenstand von 5. In diesem Ausführungsbeispiel sind Flansch (30) und unteres Verschlussteil (20) zweiteilig ausgeführt. Möglich ist auch die einteilige Ausbildung beispielsweise als Kunststoff-Spritzgießteil. Beispielhaft skizziert sind zwei Wirkflächenpaarungen (50), um Führungs- und Dichtfunktionen zu realisieren. die Anordnung des oberen Verschlussteils (10) und des unteren Verschlussteils (20) relativ zueinander zeigt wiederum die Geschlossenstellung.
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6 bildet die perspektivische Ansicht auf das bereits vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen oberen Verschlussteils (10) ab. Wesentliches und funktionell unabdingbares Element des oberen Verschlussteils (10) ist der Zentralkörper (11), der gemeinsam mit dem korrespondierenden unteren Verschlussteil (20) den Verschluss (1) bildet. Das obere Verschlussteil (10) weist eine Produktaustrittsmündung (12) auf, durch die Produkt aus dem Behälter nach Durchströmen des Verschlusses (1) austreten kann, wenn der Verschluss (1) in der Geöffnetstellung steht. Gleichfalls kann die Produktaustrittsöffnung (12) in der Geöffnetstellung des Verschlusses (1) zur Befüllung des Behälters genutzt werden was bedeutet, dass die Strömungsrichtung des Produktes durch den Verschluss (1) unabhängig ist.
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Der Zentralkörper (11) des oberen Verschlussteils (10) kann wenigstens eine vorzugsweise konzentrische Ringschulter (13) aufweisen, die geometrisch mit einer inneren konzentrischen Ringschulter (13') ausgebildet als Kreisringfläche korrespondiert.
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Eine optionale Finne (14) in der gezeigten eckigen oder auch einer anderen geeigneten Gestalt kann den Zentralkörper (11) zum oberen Verschlussteil (10) ergänzen. Die je nach vorliegender Anforderung gestaltete Finne (14) kann die einfache Haptik des Verschlusses (1) für den Benutzer unterstützen, wenn dieser den oberen Verschlussteil (10) relativ zum unteren Verschlussteil (20) zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung hin- und, oder her bewegen möchte.
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Vorzugsweise, aber nicht zwingend ist der obere Verschlussteil (10) einstückig, beispielsweise als Kunststoff-Spritzgießteil ausgebildet. Das gezeigte Ausführungsbeispiel des oberen Verschlussteils (10) unterstützt den Spritzgießprozess und die Entformung des Fertigteils durch die Gestaltung ohne Hinterschneidungen in axialer Richtung.
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7 zeigt die Vorderansicht des oberen Verschlussteils (10) aus 6 und macht ein konstruktives Detail die Lage der Finne (14) relativ zum Zentralkörper (11) deutlich. In Axialrichtung weisen Finne (14) und Zentralkörper (11) zueinander einen Rücksprung (17) auf, sodass sichergestellt ist, dass auch bei größeren Toleranzen nur der Zentralkörper (11) des oberen Verschlussteils (10) stirnseitig an dem unteren Verschlussteil (20) anliegt.
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8 umfasst die Vorderansicht des oberen Verschlussteils (10) in einer Schnittdarstellung und zeigt den wenigstens einen Vorsprung (15) innenseitig des Zentralkörpers (11). Der wenigstens eine Vorsprung (15) kann auch als Nocke oder Führungsstift ausgebildet sein und greift in die Führung (25) des unteren Verschlussteils (20) ein. Je nach Ausgestaltung des wenigstens einen Vorsprungs (15) des oberen Verschlussteils (10) als solcher und/oder Nocke oder Führungsstift ist in korrespondierender Weise die Führung (25) des unteren Verschlussteils (20) als solche und/oder als Kanal, Profil oder Vertiefung ausgebildet, sodass die geführte Relativbeweglichkeit des Vorsprungs (15) innerhalb der Führung (25) in dessen Längsrichtung unterstützt ist.
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Vorzugsweise ist die Längsverlauf der Führung (25) abschnittsweise durch wenigstens einen linearen (25') und wenigstens einen spiralförmigen (25'') Längserstreckungsbereich realisiert und der wenigstens eine in die Führung (25) eingreifende Vorsprung (15) derart gestaltet, dass er in beiden Längserstreckungsbereichen (25', 25'') in geführter Weise längsbeweglich ist.
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Der Zentralkörper (11) des oberen Verschlussteils (10) kann innenseitig wenigstens eine vorzugsweise konzentrische Ringschulter (13) in Form beispielsweise einer Kreisringfläche aufweisen, die funktionell und damit als Wirkfläche beispielsweise als Dichtfläche oder/und als Anschlag für die Begrenzung einer axialen Längsbewegung genutzt werden kann. In der Geschlossenstellung unterstützt der Anschlag in seiner konzentrischen Ausbildung auch die definierte und exakte Ausrichtung unteren Verschlussteil (20) als auch zum Behälter.
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Weiterhin ist innenseitig des Zentralkörpers (11) des oberen Verschlussteils (10) wenigstens eine Wirkfläche (16) vorgesehen, die wahlweise genutzt werden kann als Dichtfläche gegenüber statischen und/oder relativbewegbaren Dichtelementen/-partnern und additiv oder alternativ als Führungsfläche.
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9 zeigt die Seitenansicht des oberen Verschlussteils (10) mit seinem Zentralkörper (11) und Finne (14) sowie den möglichen konzentrischen Ringschultern (13) und der Produktaustrittsöffnung (12).
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10 illustriert analog zu 9 die Seitenansicht des oberen Verschlussteils (10) in einer Schnittdarstellung. Dieses Ausführungsbeispiel des oberen Verschlussteils (10) verfügt innenseitig des hier geschnitten dargestellten Zentralkörpers (11) über zwei jeweils radial nach innen ragende Vorsprünge (15) in Form eines Vierkantes.
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Die relative Lage der Vorsprünge (15) an der Innenwandung des Zentralkörpers (11) zueinander ist achsensymmetrisch zur Mittenachse des oberen Verschlussteils (10), deren relative Orientierung zueinander durch eine Verdrehung ist punktsymmetrisch. Bei der in 10 gewählten Lageanordnung zum einen und der Ausbildung der Vorsprünge (15) als Vierkante zum anderen ergibt sich die erforderliche Verdrehung in dem Maße der Steigung der bereichsweise spiralförmigen Führung (25'').
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Sind die Führungen (15) beispielsweise als Führungsstifte, Kugelabschnitte oder als zylindrische Elemente ausgeführt ist der Führungskontakt nicht flächig sondern punkt- oder linienförmig, sodass auf eine Verdrehung zueinander verzichtet werden kann.
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Auch die Vorsprünge (15) können an ihren nach innen gerichteten stirnseitigen Flächen als Wirkflächen (16) zu abdichtungs- und, oder radialen führungszwecken ausgebildet sein.
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11 stellt ein Ausführungsbeispiel des zum oberen Verschlussteil (10) gemäß der vorherigen Figuren korrespondierenden unteren Verschlussteils (20) in einer perspektivischen Ansicht dar. Basierend auf dem Zentralkörper (21) des unteren Verschlussteils (20) sind mehrere Elemente (23, 23', 24, 25, 25', 25'', 26, 27) realisiert, die mit dem oberen Verschlussteil (10) entweder zusammenwirken oder die Funktion des Verschlusses (1) unterstützen.
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Neben dem stirnseitig des Zentralkörpers (21) vorgesehenen Flansch (30) sind in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens eine Führung (25) und wenigstens eine Wirkfläche (26) vorgesehen. Die Führung (25) ist achsensymmetrisch bezüglich der Mittenachse des Zentralkörpers (21) ausgebildet und verfügt über zwei jeweils gegenüberliegende linearerstreckte Führungsbereiche (25') und zwei jeweils gegenüberliegende spiralförmig erstreckte Führungsbereiche (25''), die ineinander übergehen und auf diese Weise einen durchgehend umlaufenden Führungskanal (25) zum Eingriff des wenigstens einen Vorsprungs (15) des oberen Verschlussteils (10) bereitstellen.
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Infolge dieser gewählten Ausgestaltung ist es möglich, den Bewegungsfreiheitsgrad des oberen Verschlussteils (10) relativ zum unteren Verschlussteil (20) durch die Zwangsführung auf wahlweise zwei Bewegungskinematiken zur Bewegung zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung oder umgekehrt zu begrenzen. Der linear erstreckte Führungsbereich (25') unterstützt die linear axiale Bewegungskinematik und der spiralförmige Führungsbereich (25'') die rotatorische Bewegungskinematik.
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Beide Bewegungskinematiken sind wahlweise möglich, um die Bewegung zwischen der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung oder umgekehrt zu realisieren. Die Auswahl kann vom Benutzer aus jeweils einer Endlage, d. h. entweder in der Geöffnetstellung oder der Geschlossenstellung erfolgen.
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Insbesondere ist daran gedacht, den spiralförmigen Führungsbereich (25'') für die rotatorische Bewegungskinematik derart auszugestalten, dass die Bewegung zwischen den Endlagen durch eine ca. 180 Grad Drehbewegung des oberen Verschlussteils (10) relativ zum unteren Verschlussteil (20) erfolgt.
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Jeder der beiden Führungsbereiche (25', 25'') verfügt über eine jeweils zugeordnete Bewegungsbegrenzung in der Geöffnetstellung und der Geschlossenstellung, welche durch Anschläge innerhalb der Führung (25) verwirklicht sind. Daraus resultiert, dass sowohl die Geöffnetstellung als auch die Geschlossenstellung einer durch die Führung (25) geometrisch erzwungenen Endlage oder Totpunkt entspricht, die Wegstrecke zwischen diesen Punkten ist der maximale Hub in Axialrichtung. Im Fall des linearerstreckten Führungsbereiches (25') entspricht der Hub der Führungslänge, im Fall des spiralförmig erstreckten Führungsbereiches (25'') ist der betraggleiche Hub durch deren Steigung und der Drehbewegung von ca. 180 Grad sichergestellt.
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Um eine Vereinzelung des oberen Verschlussteils (10) und die damit verbundenen Nachteile auszuschließen ist vorgesehen, die Führung (25) am Umfang des Zentralkörpers (21) umlaufend geschlossen auszuführen, d. h. die Führungsbereiche (25', 25'') gehen ohne eine Öffnung und nahtlos ineinander über, sodass der wenigstens eine Vorsprung (15) des oberen Verschlussteils (10) in jeder Relativlage geführt ist und die Führung (25) nicht verlassen kann.
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In axialer Erstreckung innerhalb des Zentralkörpers (21) und verbunden mit dem Kanal (40) zur Durchführung von Produkt durch den Verschluss (1) ist wenigstens eine Bohrung (22) derart, dass Produkt durchströmen kann, wenn sich der Verschluss (1) in der Geöffnetstellung befindet. Vorzugsweise ist daran gedacht, mehrere Bohrungen (22) mit prismatischem Querschnitt und achsensymmetrisch um den Verschlussstift (24) vorzusehen.
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12 zeigt die Vorderansicht des unteren Verschlussteils (20) aus 11. Oberhalb der umlaufenden Führung (25) mit seinen linearerstreckten und spiralförmigen Bereichen (25', 25'') ist am Zentralkörper (21) eine vorzugsweise konzentrische Ringschulter (23') als eine Wirkfläche bezüglich Anschlag- und, oder Dichtfunktion vorgesehen. Eine weitere und ebenfalls vorzugsweise konzentrische Ringschulter (23') kann angrenzend an den Verschlussstift (24) im oberen Teil des Zentralkörpers (21) mit gleicher Funktionalität wie zuvor angeordnet sein. Zwischen diesen beiden Ringschultern (23') des abgebildeten Ausführungsbeispiels kann eine Wirkfläche (26) in Form einer Dichtungswulst (27) platziert sein, um das an der wenigstens einen Produktaustrittsöffnung (22) austretende Produkt gegenüber den Spalten zwischen dem oberen Verschlussteil (10) und dem unteren Verschlussteil (20) abzudichten.
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Wenigstens eine weitere Wirkfläche zu Abdichtungs- oder/und Führungszwecken kann an den stirnseitigen Stegen der Führung (25, 25', 25'') vorgesehen sein. Anders als beispielsweise Gewindestege oder Stege von Bajonettverschlüssen bekannter Schraubverschlüsse ist die erfindungsgemäße Führung (25, 25', 25'') in diesem Ausführungsbeispiel sowohl umlaufend als auch geschlossen, sodass auch eine Dichtfunktion in die Führung (25, 25', 25'') integrierbar ist.
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13 umfasst die Vorderansicht des unteren Verschlussteils (20) in einer Schnittdarstellung mit dem Kanal (40), welcher sich axial in dem hier beispielsweise zweiteilig ausgebildeten unteren Verschlussteil (20) bestehend aus Zentralkörper (21) und Flansch (30) längserstreckt. Die zweiteilige Ausführung des unteren Verschlussteils (20) bestehend aus Zentralkörper (21) und Flansch (30) ist in diesem Ausführungsbeispiel besonders vorteilhaft, da wegen der rippenartigen Struktur des Flansches (30) und des rotationssymmetrischen Aufbaus des Zentralkörpers (21) mit verschiedenen Bohrungen Hinterschneidungen vorliegen, die ein Spritzgusswerkzeug sehr aufwändig und damit unwirtschaftlich machen würden.
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14 bildet die Seitenansicht des unteren Verschlussteils (20) aus 11 ab und verdeutlicht den geometrischen Verlauf der Führung (25) mit seinen linear erstreckten und spiralförmigen Bereichen (25', 25'') vorgesehen am zylindrischen Bereich außen am Zentralkörper (21).
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15 zeigt die Seitenansicht des unteren Verschlussteils (20) in einer Schnittdarstellung. Die zylindrische Seitenwandung des Verschlussstiftes (24) kann als Wirkfläche (26) ausgebildet sein, um gegenüber bzw. mit der Produktaustrittmündung (12) und deren Wirkfläche (16) eine Wirkflächenpaarung (50) zu bilden und auf diese Weise Abdichtungsfunktion realisieren.
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16 gibt eine Übersicht über das in den bisherigen Figuren vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses (1) in einer perspektivischen Seitenschnittdarstellung in der Geschlossenstellung. In dieser gezeigten Geschlossenstellung befindet sich das obere Verschlussteil (10) relativ zum unteren Verschlussteil (20) in der unteren axialen Endlage, in der kein Produktaustritt aus dem Behälter über den Verschluss (1) möglich ist. Wenigstens eine der gezeigten Wirkflächenpaarungen (50) übt dabei Dichtwirkung aus, sodass der Verschluss (1) gegenüber dem im Behälter bevorrateten und in dem Kanal (40) anstehenden Produkt hermetisch abdichtet. Alternativ oder additiv kann die Führung (25, 25' 25'') Dicht- oder Zentrierungsfunktion übernehmen, hier jedoch sind die Stege mit einem Kopfspalt (18) dargestellt, sodass in diesem Ausführungsbeispiel keine Dicht- oder Zentrierungsfunktion der Führung (25, 25' 25'') realisiert ist.
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17 zeigt das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verschlusses (1) in einer perspektivischen Seitenschnittdarstellung in der Geöffnetstellung. In dieser gezeigten Geöffnetstellung befindet sich das obere Verschlussteil (10) relativ zum unteren Verschlussteil (20) in der oberen axialen Endlage, in der ein Produktaustritt aus dem Behälter über den Verschluss (1) an seiner Produktaustrittsmündung (12) erfolgen kann. Wenigstens die Wirkfläche (26) des Dichtungswulstes (27) übt dabei Dichtwirkung aus, sodass Produkt nur an der Produktaustrittsmündung (12) austreten kann. Infolge der Tatsache, dass der Verschluss (1) die Produktströmung richtungsunabhängig unterstützt ist es in der Geöffnetstellung möglich, sowohl Produkt zu entnehmen als auch den Behälter zu befüllen.
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Der Verschlussstift (24) des unteren oder zweiten Verschlussteils (20) kann funktionell durch seine in 17 gezeigte Ausgestaltung und zusammenwirkend mit der Produktaustrittsmündung (12) des oberen oder ersten Verschlussteils (10) eine weitere Aufgabe erfüllen, und zwar die Reinigung der Bohrung (12). Häufig vorliegende Produktanhaftungen und/oder Verschmutzungen im Bereich der Produktaustrittsmündung (16) werden durch den Verschlussstift (24) durch die Bewegung in die Endlage der Geschlossenstellung praktisch aus der Bohrung (12) hinausgedrückt und dabei die Produktaustrittsmündung (16) von Verunreinigungen, Verklebungen mit Produkt und, oder anderen Anhaftungen gesäubert.
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Die in den Figuren dargestellte Anordnung der Führung (25, 25', 25''), des wenigstens einen Vorsprungs (15) und die Wirk- bzw. Dichtflächen können teilweise oder vollständig in ihrer Lage vertauscht sein, d. h. entweder an dem oberen Verschlussteil (10) und/oder an dem unteren Verschlussteil (20) realisiert sein.
