DE102016007556B3

DE102016007556B3 - Vorrichtung zum Verschließen sowie zur Produktabgabe

Info

Publication number: DE102016007556B3
Application number: DE102016007556.2A
Authority: DE
Inventors: Ingo Malchus; Sahedul Abedin
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: Beiersdorf AG
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2036-06-07
Also published as: EP3464103A1; WO2017211332A1

Abstract

Verschluss für einen Behälter zur Bevorratung eines Produktes, aufweisend ein erstes Verschlussteil und ein korrespondierendes zweites Verschlussteil, wobei durch wenigstens zwei Bewegungskinematiken die Verschlussteile relativ zueinander zwischen zwei Endlagen bewegbar sind, sodass sich eine Geöffnetstellung oder eine Geschlossenstellung des Verschlusses ergibt, wobei Führungsmittel aufweisend wenigstens eine Wirkflächenpaarung vorgesehen und derart ausgebildet sind, dass eine rotatorische und eine axiallineare Bewegungskinematik eines der Verschlussteile zur Bewegung zwischen den Endlagen unterstützt ist, wobei wenigstens eine Wirkflächenpaarung eine definierte Endlagenarretierung in der Geöffnetstellung und eine Vereinzelung des zweiten Verschlussteils von dem ersten Verschlussteil unterstützt.

Description

Verschluss für einen Behälter zur Bevorratung eines Produktes, aufweisend ein erstes Verschlussteil und ein korrespondierendes zweites Verschlussteil, wobei durch wenigstens zwei Bewegungskinematiken die Verschlussteile relativ zueinander zwischen zwei Endlagen bewegbar sind, sodass sich eine Geöffnetstellung oder eine Geschlossenstellung des Verschlusses ergibt, wobei Führungsmittel aufweisend wenigstens eine Wirkflächenpaarung vorgesehen und derart ausgebildet sind, dass eine rotatorische und eine axiallineare Bewegungskinematik eines der Verschlussteile zur Bewegung zwischen den Endlagen unterstützt ist.
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.
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.
Üblicherweise werden zur Bevorratung je nach gestellter Anforderung unterschiedliche Behälter vorgesehen, beispielsweise Kartonverpackungen, Glasbehälter, Kunststoffflaschen, Schlauchbeutel oder andere volumenbereitstellende Behältnisse.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Ein weiteres Problem von push-pull-Verschlüssen kann sich ergeben, wenn die Kräfte zur Bewegung von der Geschlossenstellung in die Geöffnetstellung, beispielsweise durch 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.
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.
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.
Eine weitere Möglichkeit, Öffnungs- oder Ausgießhilfen beziehungsweise wiederverschließbare Verschlüsse für Behälter zu realisieren, ist eine Ausgießhilfe, die 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 derart, dass durch die alternative Kombination jeweils eines rotativ-kinematischen und eines axiallinearen Freiheitsgrades des ersten oder oberen Verschlussteiles relativ zum zweiten oder unteren Verschlussteil die vereinfachte und benutzerorientierte Handhabung unterstützt.
Verschlüsse dieses Typs sind infolge ihrer Mehrfachhinterschneidungen sowohl spritzgusstechnisch schwierig herstellbar als auch montageunfreundlich. Auch ist die Trennungsmöglichkeit des einen von dem anderen Verschlussteil nicht immer gewährleistet, sodass die Vereinzelung der Verschlussteile zueinander nach deren Montage nicht immer oder nur unter größerem Beschädigungsrisiko erfolgen kann.
Aus der DE 1 792 296 U ist bereits ein Verschluss für einen Behälter bekannt, der ein erstes Verschlussteil sowie ein zweites Verschlussteil aufweist. Die Verschlussteile sind durch wenigstens zwei Bewegungskinematiken zwischen zwei Endlagen bewegbar.
In der EP 2 332 851 A1 wird ebenfalls ein Verschluss beschrieben, der ein erstes und ein zweites Verschlussteil aufweist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Verschluss für Behälter bereitzustellen, der die genannten Nachteile wenigstens teilweise reduziert und/oder eine unkomplizierte Handhabung unterstützt.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, die vereinfachte Herstellung und/oder Montagefreundlichkeit zu unterstützen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch einen Verschluss für Behälter zur Bevorratung eines Produktes, aufweisend ein erstes Verschlussteil und ein korrespondierendes zweites Verschlussteil, wobei durch wenigstens zwei Bewegungskinematiken die Verschlussteile relativ zueinander zwischen zwei Endlagen bewegbar sind, sodass sich eine Geöffnetstellung oder eine Geschlossenstellung des Verschlusses ergibt, wobei Führungsmittel aufweisend wenigstens eine Wirkflächenpaarung vorgesehen und derart ausgebildet sind, dass eine rotatorische und eine axiallineare Bewegungskinematik eines der Verschlussteile zur Bewegung zwischen den Endlagen unterstützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wirkflächenpaarung eine definierte Endlagenarretierung in der Geöffnetstellung und eine Vereinzelung des zweiten Verschlussteils von dem ersten Verschlussteil unterstützt.
Auf diesem Weg kann die Erfindung eine wiederverschließbare Ausgießhilfe beziehungsweise Entnahme- und/oder Füllvorrichtung für Behälter bereitstellen, die eine einfache Handhabung und/oder Herstellung der Verschlusskomponenten und/oder deren Vereinzelung realisiert.
Die Erfindung erkennt, dass durch die alternative Kombination jeweils eines rotativ-kinematischen und eines 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 unterstützt ist und mittels einer im wesentlichen hinterschneidungsfreien Ausbildung der Wirkflächen wenigstens eines Verschlussteils und/oder hinterschneidungsfreien Ausbildung der Wirkflächenpaarungen beider Verschlussteile zueinander die vereinfachte spritzgusstechnische Herstellung und/oder die Vereinzelung beziehungsweise deren wirktechnische Montage der Verschlussteile relativ zueinander gefördert wird.
Infolge der optional für den Benutzer angebotenen Bewegungskinematiken durch die jeweiligen Freiheitsgrade und die funktionstechnische Vereinzelungsalternative der Verschlussteile relativ zueinander 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.
Die Montage und Vereinzelung der Verschlussteile zueinander ist unterstützt durch die wenigstens weitgehende Abwesenheit von Hinterschneidungen in vorzugsweiser axialer Verschlussrichtung an wenigstens einem der Verschlussteile bzw. dessen Wirkflächen oder an beiden Wirkflächenpaarungen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die „pull”-Funktion, das heißt die axiallineare Öffnungsbewegung unabhängig von einer Rotationsstellung der Verschlussteile zueinander immer unterstützt ist.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht einen Verschluss vor, der mit unterschiedlichen Behälterformen korrespondiert. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Verschluss mit Schlauchbeuteln beziehungsweise folienbasierten Hohlkammerbehältnissen kombiniert und verwendet werden.
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 einen korrespondierenden Gewindeabschnitt, lösbar verbunden zu werden. Besonders vorteilhaft kann ein Flansch mit einem Gewinde derart konstruiert werden, dass er einer Überwurfmutter entspricht und mit einem Außengewinde eines Flaschenhalses korrespondiert.
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 weisen die Verschlussteile jeweils für sich und relativ zueinander Wirkflächen und Wirkflächenpaarungen in weitgehend hinterschneidungsfreier Ausbildung auf.
Um die weitgehende Hinterschneidungsfreiheit zu erreichen, sind die Wirkflächen zur Realisierung des rotativ-kinematischen Freiheitsgrades in axial-stirnseitiger Ausrichtung angeordnet und werden durch wenigstens einen Vorsprung mit einer Rampe an einem der Verschlussteile ausgebildet und derart verortet, dass eine Wirkflächenkontaktpaarung zu und mit dem zweiten Verschlussteil erfolgt.
Die Wirkflächen zur Realisierung erforderlicher Führungsaufgaben des axiallinearen Freiheitsgrades werden vorzugsweise durch wenigstens einen zylindrischen Vorsprung an jeweils einem der Verschlussteile erreicht, der mit einem vorzugsweise ebenfalls zylindrischen Vorsprung des anderen Verschlussteils korrespondiert.
Die axiale Lagearretierung insbesondere in der Geöffnetstellung wird durch eine Klemmwulst in Verbindung mit einer wulstartigen Verdickung gebildet. Diese Arretierung wird erfindungsgemäß durch die temporär-elastische Verformung wenigstens eines der Arretierungspartner erreicht, sodass ein Ineinandergreifen der Wulstbereiche in lösbarer Weise unterstützt ist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Klemmwulst an einem Verschlussteil und die wulstartige Verdickung an dem anderen Verschlussteil zu verorten, sodass eine zueinander korrespondierende Wirkflächenpaarung gebildet wird. In einer weiteren Ausbildung der durch Klemmwulst und wulstartiger Verdickung gebildeten Wirkflächenpaarung ist insbesondere daran gedacht, durch eine jeweils an einem zylindrischen Verschlusskörper stetig umlaufende geometrische Ausbildung den rotatorischen Freiheitsgrad bezüglich der Verschlussmittenachse nicht zu begrenzen.
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 Zusammenwirkens der jeweils vorgesehenen Vorsprünge mit, in axialer Richtung des Verschlusses gesehen, stirnseitigen und damit hinterschneidungsfreien Rampen 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.
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 und darüber hinaus durch die weitgehende Abwesenheit von Hinterschneidungen der Wirkflächenpaarungen die Vereinzelung des einen vom anderen Verschlussteil bereitzustellen.
Die erfindungsgemäßen und weitgehend hinterschneidungsfreien Wirkflächenpaarungen der Verschlussteile 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
– die Wirkflächen beziehungsweise Wirkflächenpaarungen geometrisch derart miteinander korrespondieren, sodass auf vorzugsweise konstruktive Weise eine Vereinzelung des einen von dem anderen Verschlussteil unterstützt ist.

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.
Additiv oder alternativ ist vorgesehen, wenigstens ein trichterförmiges Element in axial-konzentrischer Ausbildung und vorzugsweise konisch an einem Verschlussteil auszubilden und mit einer geeigneten Gegenfläche des anderen Verschlussteils zumindest in der Geschlossenstellung derart korrespondieren zu lassen, dass über eine ausreichend hohe Flächenpressung in dieser Position die Abdichtung erreicht wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Figuren erläutert. Im Einzelnen zeigen
1: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zweiten oder oberen Verschlussteils 4 in einer perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht,
2: die Seitenansicht sowie die Seitenschnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in der Geschlossenstellung,
3: die Draufsicht sowie die Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geschlossenstellung,
4: die Seitenansicht sowie die Seitenschnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geöffnetstellung,
5: die Vorderansicht sowie die Schnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geschlossenstellung,
6: die Vorderansicht sowie die Schnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geöffnetstellung,
7: die Draufsicht sowie die perspektivische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geöffnetstellung,
8: die perspektivische Ansicht des ersten Verschlussteils 1 sowie dessen Vorderansicht und Schnittdarstellung,
9: die Draufsicht auf das erste Verschlussteil 1 in zwei Schnittebenen sowie dessen unmaßstäbliche dreidimensionale Seitenansicht,
10: die Seiten-Schnittansicht des ersten Verschlussteils 1,
11: verschiedene Ansichten bzw. Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen oberen oder zweiten Verschlussteils 4 und
12: die Seitenansicht sowie die Seitenschnittdarstellung des zweiten Verschlussteils 4.
Die 1 illustriert ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen zweiten oder oberen Verschlussteils 4 in einer perspektivischen Ansicht und einer Draufsicht. Die Ausgabeöffnung 8' ist oberseitig der sichel- oder halbmondförmigen Kontur des oberen Verschlussteils 4 vorgesehen. Es können Kantenbesäumungen oder Phasen vorgesehen werden, um eine gefällige Anmutung zu unterstützen.
2a zeigt die Seitenansicht des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in der Geschlossenstellung.
2b umfasst die Seitenschnittdarstellung des Verschlusses 100 und zeigt das Ineinandergreifen der verschiedenen Elemente des ersten Verschlussteils 1 und des zweiten Verschlussteils 4 in der Geschlossenstellung. Die linearaxiale Führung wird realisiert durch die Wirkflächenpaarung WP1.
Die erste Wirkflächenpaarung WP1 unterstützt den wenigstens einen linearaxialen Freiheitsgrad der Verschlussteile 1, 4 relativ zueinander und ist im wesentliche gebildet durch eine wulstartige Verdickung 12 an einem Zylinder 11 des ersten Verschlussteils 1 und einer Klemmwulst 10 an einem zylindrischen Vorsprung 9 des oberen Verschlussteils 4. Die Kontaktflächen der Wirkflächenpaarung WP1 sind durch geeignete Form- und Lagetoleranzen als Spielpassung ausgeführt, sodass eine Bewegbarkeit der Verschlussteile 1, 4 relativ zueinander den für die Bewegbarkeit zwischen einer Geöffnetstellung und einer Geschlossenstellung erforderlichen linearaxialen Freiheitsgrad unterstützt.
Weiterhin ist eine funktionelle Aufgabe der Wirkflächenpaarung WP1 entweder die Begrenzung des linearaxialen Verschiebeweges und/oder die axiale Lagearretierung insbesondere in der Geöffnetstellung zu realisieren. Die vorzugsweise konzentrische Anlageschulter der Klemmwulst 10 zur wulstartigen Verdickung 12 ist weitgehend hinterschneidungsfrei und ermöglicht eine Begrenzung des Verschiebeweges.
In ihrer funktionellen Ausgestaltung ist insbesondere daran gedacht, die Lagearretierung und/oder Verschiebewegbegrenzung durch einen erhöhten Krafteinsatz zu überwinden und dadurch die Vereinzelung der Verschlussteile 1, 4 zueinander zu ermöglichen. Die Vereinzelung ist aus Handhabungsgesichtspunkten insbesondere dann sinnvoll, wenn schnell größere Mengen des bevorrateten Produkts aus dem Behältnis freigegeben werden sollen oder die Befüllung zeitreduziert zu bewerkstelligen ist. Das bedeutet, dass die Arretierung erfindungsgemäß durch die temporär-elastische Verformung wenigstens eines der Arretierungspartner 10, 12 erreicht wird, sodass ein Ineinandergreifen der Wulstbereiche in lösbarer Weise unterstützt ist.
Eine zweite Wirkflächenpaarung WP2 ist gebildet durch wenigstens eine erste Rampe 6 und wenigstens eine zweite Rampe 6'. Die wenigstens eine erste Rampe 6 ist als stirnseitige Begrenzungskante des wenigstens einen zylindrischen Vorsprungs 5 des zweiten Verschlussteils 4 ausgebildet und in einer praktisch hinterschneidungsfreien geometrischen Gestaltung realisiert.
Die wenigstens eine zweite Rampe 6' ist als stirnseitige Begrenzungskante des wenigstens einen zylindrischen Vorsprungs 3 des ersten Verschlussteils 1 ausgebildet und in analoger Weise wie das zweite Verschlussteil 4 hinterschneidungsfrei ausgebildet.
Die Rampen 6, 6' sind sowohl zueinander korrespondierend als auch in axialer Verschlussrichtung als wenigstens teilweise umlaufende Steigung konstruiert, das heißt helixartig ausgeführt und erzwingen auf diese Weise bei einer Verdehungsbewegung relativ zueinander eine axiallineare Hubbewegung. Der Längenbetrag der Hubbewegung ist abhängig von dem Bogenmaß der Drehbewegung und der Steigung der Rampen 6, 6'.
3 bildet in a) die Draufsicht sowie in b) die Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geschlossenstellung ab. 4 zeigt in a) die Seitenansicht sowie in b) die Seitenschnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geöffnetstellung. Die gezeigte Geöffnetstellung entspricht der Endlagenarretierung funktionell realisiert durch die erste Wirkflächenpaarung WP1 mit ihren vorzugsweise konzentrischen Anlageschultern der Klemmwulst 10 und der wulstartigen Verdickung 12.
Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre ist die in 4b gezeigte endlagenarretierte Geöffnetposition wenigstens teilweise Ergebnis einer für den Benutzer optional zur Verfügung gestellten axiallinearen Bewegungskinematik der Verschlussteile 1, 4 relativ zueinander. In dieser endlagenarretierten Geöffnetposition ist sowohl vorgesehen als auch dargestellt, dass die Rampen 6, 6' mit ihren jeweiligen Wirkflächen nicht in Kontakt sind.
5 verdeutlicht die Gesamtanordnungssituation durch die in a) gezeigte Vorderansicht sowie die in b) abgebildete Schnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer Geschlossenstellung.
Durch eine Verdrehbewegung übereinstimmend mit dem rotativen Freiheitsgrad der beiden Verschlussteile 1, 4 relativ zueinander wird eine axiallineare Hubbewegung realisiert, die die Öffnung oder das Verschließen der Ausgabeöffnung 8, 8' des trichterförmigen Elementes 7 unterstützt.
6 zeigt in Übereinstimmung mit 5 in a) die Vorderansicht sowie in b) die Schnittdarstellung des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 hier in einer axial-endlagenarretierten Geöffnetstellung.
7 umfasst in a) die Draufsicht sowie in b) die perspektivische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie A-A des Verschlusses 100 gebildet aus einem ersten Verschlussteil 1 und einem zweiten Verschlussteil 4 in einer axial-endlagenarretierten Geöffnetstellung. Dieser Schnittlinienverlauf erlaubt die Darstellung einer weiteren Erfindungsausgestaltung in Form wenigstens eines Vorsprunges 2.
8 bildet in a) die perspektivische Ansicht des ersten Verschlussteils 1 sowie in b) dessen Vorderansicht und in c) die Schnittdarstellung ab. Das erste Verschlussteil 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei rotationssymmetrisch angeordnete Vorsprünge 2 auf. Ebenfalls rotationssymmetrisch sind zwei Vorsprünge 3 mit jeweils einer stirnseitigen Rampe 6' ausgebildet. Sowohl die Vorsprünge 3 mit Rampen 6' als auch die Vorsprünge 2 sind benachbart und auf konzentrischen Ringkreisen mit vorzugsweise unterschiedlichen Radien liegend zu einem Zylinder 11 vorgesehen.
Die Vorsprünge 2 sind in einer Ausführungsform elastisch verformbar und somit in Abhängigkeit einer einwirkenden Kraft elastisch ausgebildet. Die elastische Verformbarkeit wird beispielsweise unterstützt durch geeignete Dünnwandigkeit und/oder durch geeignete Begrenzung des Bogenmaßes in rotationssymmetrischer Richtung.
Die Vorsprünge 3 mit Rampen 6' sind gemäß diesem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel verformungsarm und mit gesteigerter Gestaltfestigkeit realisiert. Die steife und einer Verformung entgegenwirkende Gestaltung wird beispielsweise unterstützt durch eine geeignete Wandstärke und/oder durch ein geeignetes Bogenmaß und zwar dem Betrag nach in rotationssymmetrischer Richtung.
Der Zylinder 11 umfasst endseitig eine Ausgabeöffnung 8 zum Aus- oder Eintritt von Produkt und dient mit seiner Wirkfläche in Form der Zylinderaußenwandung oder der vorzugsweise umlaufenden wulstartigen Verdickung 12 gleichzeitig als Führung sowohl für den rotativen als auch axiallinearen Freiheitsgrad.
9 zeigt in a) die Draufsicht auf das erste Verschlussteil 1 in zwei Schnittebenen sowie in b) dessen gegenüber a) unmaßstäbliche dreidimensionale Seitenansicht. 9a verdeutlicht insbesondere die rotationssymmetrische Lage der Vorsprünge 2 und Vorsprünge 3 mit Rampe 6 zur Verschlussmittenachse und deren Lage auf wenigstens zwei konzentrischen Ringkreisen unterschiedlicher Radien.
10 bildet die Seiten-Schnittansicht des ersten Verschlussteils 1 ab. Der wenigstens eine Vorsprung 2 kann in Axialrichtung des Verschlusses 100 zumindest bereichsweise über den Konturenverlauf des wenigstens einen Vorsprungs 3 mit Rampe 6 hinausragen. Im gezeigten Beispiel überragt der wenigstens eine Vorsprung 2 den wenigstens einen Vorsprung 3 mit Rampe 6 um nahezu Faktor 2.
Der die endseitige Ausgabeöffnung 8 bildende Zylinder 11 weist innenseitig wenigstens ein Tragbeinchen 8'' zur Halterung eines Stiftes 8''' auf. Das wenigstens eine Tragbeinchen 8'' ist zylinderinnenseitig festgelegt und unterstützt wenigstens bereichsweise einen freien Öffnungsquerschnitt. Zusammen mit der Ausgabeöffnung 8' des oberen Verschlussteils 4 unterstützt der Stift 8''' eine Abdichtung der Öffnung in der Geschlossenstellung.
11 verdeutlicht in verschiedenen Ansichten bzw. Schnittdarstellungen die Konstruktion des erfindungsgemäßen oberen oder zweiten Verschlussteils 4 und eine erfindungsgemäße Lehre hinsichtlich definierter Endlagenpositionen den rotativ-kinematischen Freiheitsgrad betreffend.
Die Erfindung erkennt in konstruktiv-geometrischen mechanischen Endanschlägen eine zu diesem Zweck besonders vorteilhafte Ausgestaltung. Zur Endlagendefinition der möglichen Rotationsbewegung des ersten Verschlussteils 1 relativ zum zweiten Verschlussteil 4 ist wenigstens ein Zapfen 13 vorgesehen, der sich von einem zylindrischen Vorsprung 5 in Richtung Verschlussmittenachse erstreckt.
Der wenigstens eine Zapfen 13 wirkt funktionell zusammen mit einem rampenförmigen Element 14, das an der Stirninnenseite des zweiten Verschlussteils 4 festgelegt und in seiner Axialerstreckung derart ausgebildet ist, dass die Höhe geringer ausfällt als der Bewegungshub des zweiten Verschlussteils 4 als Ergebnis der vorzugsweise um das Bogenmaß erfolgenden Drehbewegung und den Relativbewegungen der Rampen 6, 6' zueinander. Bei einer Verdrehung um den das Bogenmaß stößt der wenigstens eine Vorsprung 2 gegen den wenigstens einen Zapfen 13 und begrenzt auf diese Weise die Rotationsbewegung. Gleichzeitig ist in dieser Endlagenstellung der Maximalhub, das heißt der infolge der Drehbewegung und der Rampenwirkung maximal linearaxiale Hub erreicht und der wenigstens eine Zapfen 13 liegt im Höhenniveau oberhalb des wenigstens einen rampenförmigen Elementes 14.
Der wenigstens eine Vorsprung 3 ist in dieser Endlage rotativ hinter dem Ende der wenigstens einen Rampe 6, 6' verortet und anliegend an dem zylindrischen Vorsprung 5, wodurch ein Zurückdrehen entgegen der ursprünglichen Drehrichtung durch den wenigstens einen Vorsprung 16 verhindert ist. In dieser relativen Positionierung des zweiten Verschlussteils 4 relativ zum ersten Verschlussteil 1 wird also der rotativ-kinematische Freiheitsgrad infolge der mechanisch erzwungenen Endlagendefinition richtungsabhängig nicht mehr angeboten. Der axiallineare Freiheitsgrad steht jedoch uneingeschränkt zur Verfügung, sodass eine push-Funktion unterstützt ist und das zweite Verschlussteil 4 gegenüber dem ersten Verschlussteil 1 axiallinear beweglich ist.
In der Endlagenposition kann der axiallineare Freiheitsgrad des zweiten Verschlussteils 4 gegenüber dem ersten Verschlussteil 1 genutzt werden um entweder

– beide Verschlussteile voneinander zu vereinzeln, wobei dann die erforderliche temporär-elastische Verformung wenigstens eines der Arretierungspartner durch Überschreitung der definierten Grenzverformungskraft einzuleiten und dadurch ein Ineinandergreifen der Wulstbereiche in lösbarer Weise herbeizuführen oder
– den Verschluss 100 über die „push”-Bewegung, das heißt die axiallineare Bewegung des zweiten Verschlussteils 4 in Richtung des ersten Verschlussteils 1 zu verschließen.

Bei der Bewegungskinematik gemäß Spiegelpunkt zwei und damit der „push”-Bewegung wird mit und durch diese Bewegung gleichzeitig der wenigstens eine Zapfen 13 infolge des Anlagekontaktes zu dem wenigsten einen rampenförmigen Element 14 elastisch in Richtung der Verschlussmittenachse ausgelenkt, das heißt quasi „verbogen”. Auf diese Weise und initiiert durch die linearaxiale „push”-Bewegung wird die endlagendefinierende Funktion des wenigstens einen Zapfens 13 aufgehoben und der rotativ-kinematische Freiheitsgrad steht erneut zur Verfügung.
12 verdeutlicht in a) die Seitenansicht sowie in b) die Seitenschnittdarstellung des zweiten Verschlussteils 4. Das trichterförmige Element 7 als primäres Bestandteil der Ausgabeöffnung 8* des zweiten Verschlussteils 4 ist vorzugsweise mittig und zentrisch zum zylindrischen Vorsprung 9 angeordnet.

Claims

Verschluss (100) für einen Behälter zur Bevorratung eines Produktes, aufweisend ein erstes Verschlussteil (1) und ein korrespondierendes zweites Verschlussteil (4), wobei durch wenigstens zwei Bewegungskinematiken die Verschlussteile (1, 4) relativ zueinander zwischen zwei Endlagen bewegbar sind, sodass sich eine Geöffnetstellung oder eine Geschlossenstellung des Verschlusses (100) ergibt, wobei Führungsmittel (3, 5, 6, 6', 9, 10, 11, 12) aufweisend wenigstens eine Wirkflächenpaarung (WP1, WP2) vorgesehen und derart ausgebildet sind, dass eine rotatorische und eine axiallineare Bewegungskinematik eines der Verschlussteile (10, 12) zur Bewegung zwischen den Endlagen unterstützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wirkflächenpaarung (WP2) eine definierte Endlagenarretierung in der Geöffnetstellung und eine Vereinzelung des zweiten Verschlussteils (4) von dem ersten Verschlussteil (1) unterstützt.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Wirkflächenpaarung (WP1) eine Führungsfunktion beinhaltet, sodass die axiallineare Bewegungskinematik der Verschlussteile (1, 4) relativ zueinander unterstützt ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Wirkflächenpaarung (WP1) im Wesentlichen aus wenigstens einer Klemmwulst (10) und wenigstens einer wulstartigen Verdickung (12) gebildet ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente der wenigstens einen ersten Wirkflächenpaarung (WP1) an einem zylindrischen Vorsprung (9) des zweiten Verschlussteils (4) und an einem Zylinder (11) des ersten Verschlussteils (1) festgelegt sind.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelung des zweiten Verschlussteils (4) von dem ersten Verschlussteil (1) durch eine vorzugsweise elastische Verformung der Elemente (10, 12) der ersten Wirkflächenpaarung (WP1) erfolgt.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise elastische Verformung der Elemente (10, 12) der ersten Wirkflächenpaarung (WP1) durch eine in einem Bereich liegende definierte Vereinzelungskraft einleitbar ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) eine Führungsfunktion beinhaltet, sodass die rotatorische Bewegungskinematik der Verschlussteile (1, 4) relativ zueinander unterstützt ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) in einer zur Verschlussmittenachse radialen Richtung erstreckt.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) vorzugsweise in einer Ebene liegt und derart ausgebildet ist, dass Hinterschneidungen in beliebiger Raumrichtung vermieden sind.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) derart ausgebildet ist, dass eine axiallineare Hubbewegung durch die rotatorische Bewegungskinematik initiierbar ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) im Wesentlichen aus einer ersten Rampe (6) und einer zweiten Rampe (6') gebildet ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rampe (6) an einem zylindrischen Vorsprung (5) des zweiten Verschlussteils (4) vorgesehen ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Rampe (6') an einem Vorsprung (3) des ersten Verschlussteils (1) vorgesehen ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die rotatorische Bewegungskinematik der Verschlussteile (1, 4) relativ zueinander auf einen Bereich zwischen einer ersten definierten Endlage und einer zweiten definierten Endlage begrenzt ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich vorzugsweise auf einen Bogenmaßbetrag begrenzt ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagen durch konstruktiv-geometrische Endanschläge realisiert sind.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Endanschlag durch wenigstens einen an einem zylindrischen Vorsprung (5) des zweiten Verschlussteils (4) festgelegten Zapfen (13) gebildet ist, der den rotativ-kinematischen Freiheitsgrad der Verschlussteile (1, 4) relativ zueinander dadurch begrenzt, dass der wenigstens eine Vorsprung (2) in einer Endlage an dem Zapfen (13) anliegt.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zapfen (13) eine definierte rotativ-kinematische Endlage dadurch unterstützt, dass er in Rotationsrichtung hinter der zweiten Wirkflächenpaarung (WP2) verortet ist und eine Rotationsbewegung aus der Endlagenstellung durch wenigstens einen Vorsprung (16) ausgeschlossen ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Zapfen (13) funktionell mit einem rampenförmigen Element (14) zusammenwirkt derart, dass durch eine axiallineare Bewegungskinematik in einer Rotationsendlage eine elastische Auslenkung in Richtung der Verschlussmittenachse erfolgt, sodass die Endlagendefinition aufgehoben und der rotativ-kinematische Freiheitsgrad verfügbar ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Wirkflächenpaarung (WP1) und die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) konstruktiv-geometrisch und in ihrer Lage relativ zueinander derart ausgebildet sind, dass in jeder relativ-beliebigen Position der Verschlussteile (1, 4) zueinander eine axiallineare pull-Bewegung einleitbar ist.
Verschluss (100) für einen Behälter nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Wirkflächenpaarung (WP1) und die wenigstens eine zweite Wirkflächenpaarung (WP2) konstruktiv-geometrisch und in ihrer Lage relativ zueinander derart ausgebildet sind, dass sich in der Geöffnet-Endlagenstellung infolge des rotativ-kinematischen und des axiallinearen Freiheitsgrades unterschiedliche axiale Abstände der Verschlussteile (1, 4) relativ zueinander einstellen.
Behälter zur Bevorratung von Produkt aufweisend einen Verschluss (100) nach einem der vorgehenden Ansprüche.