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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verschluss für einen
Flüssigkeitsbehälter, vorzugsweise
für trinkbare
Flüssigkeiten,
mit einem Basisteil der mit seinem einen Endbereich am Flüssigkeitsbehälter befestigt,
vorzugsweise angeschraubt ist und an seinem anderen Endbereich eine
Ausgießöffnung aufweist
gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Verschlüsse für Flüssigkeitsbehälter sind
in vielen Variationen bekannt. Neben den bekannten Verschlüssen, die
durch Drehen vom Flüssigkeitsbehälter entfernt
werden können
und so die Ausgießöffnung freigeben
sind auch neuere Verschlüsse
bekannt, oft auch unter dem Begriff „Sport Cap" angeboten, die sich dadurch auszeichnen,
dass sie nicht durch Drehen vom Flüssigkeitsbehälter entfernt
werden müssen,
um die Ausgießöffnung freizugeben, sondern,
dass sie mit dem Flüssigkeitsbehälter verschraubt
bleiben und durch Betätigen
eines Mechanismus am Verschluss eine Ausgießöffnung freigegeben wird.
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Dies
hat einerseits den Vorteil, dass zum Öffnen nicht beide Hände benötigt werden,
sondern es oft ausreicht, den Flüssigkeitsbehälter mit
einer Hand zu halten und den Öffnungsmechanismus
mit dem Mund, insbesondere den Zähnen,
zu betätigen.
Dies geschieht beispielsweise durch Ziehen oder Drehen an einer
Trinklasche, wodurch die Ausgießöffnung freigegeben
wird. Zum Schließen
muss die Trinklasche wieder in ihre ursprüngliche Position gedrückt oder
gedreht werden. Die Trinklasche ist dabei mit einem Absatz versehen,
der auch eine Betätigung
mittels Zähne
erlaubt.
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Andererseits
hat es aber auch den Vorteil, dass bei diesen neueren Verschlüssen kein
Verschluss vom Flüssigkeitsbehälter abgenommen
werden muss und daher während
des Trinkens oder Einschenkens ein Halten oder Ablegen desselben
erforderlich ist, wodurch auch die Gefahr einer Verschmutzung reduziert
wird.
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Nachteilig
bei diesen neueren Verschlüssen ist
jedoch einerseits die mangelnde Gasdichtheit bei kohlesäurehaltigen
Getränken
und andererseits die mangelnde Dichtheit betreffend die Flüssigkeit selbst.
Abhilfe wird zum Teil dadurch geschaffen, dass die Ausgießöffnung zusätzlich mit
einer Folie verschlossen wird, um den Flüssigkeitsbehälter zumindest
im Originalzustand wasserdicht zu machen. Dies erfordert jedoch,
dass vor dem Ausgießen
der Flüssigkeit
der Verschluss zuerst abgedreht werden muss, um die Folie zu entfernen.
Dies hebt den weiter oben erwähnten
Vorteil gegenüber älteren Verschlüssen wieder
auf, da der Verschluss an und für sich
einen Mechanismus aufweist, der ein Abschrauben nicht erforderlich
macht, dies aber trotzdem geschehen muss, um die Folie zu entfernen.
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Weiters
sind diese Verschlüsse,
nachdem die Folie entfernt wurde, auch nicht mehr wasserdicht, so
dass diese Flüssigkeitsbehälter eigentlich nicht
oder nur sehr vorsichtig transportiert werden können.
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Die
mangelnde Gasdichtheit dieser Verschlüsse bewirkt, dass kohlesäurehältige Getränke praktisch
ohne die erwähnte
Folie nicht verkauft werden können.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Verschluss
der eingangs erwähnten Art
zu schaffen, der sowohl gas- als auch wasserdicht ist, ein Abschrauben
des gesamten Verschlusses vom Flüssigkeitsbehälter jedoch
nicht erforderlich macht, somit ohne zusätzliche Abdichtung mittels Folie
auskommt.
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Erfindungsgemäß wird dies
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.
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Durch
das Vorsehen eines elastischen Verschlusselementes, welches im Basisteil
bzw. an der Trinklasche, gehalten ist und vorzugsweise aus Polyäthylen gefertigt
ist, welches Verschlusselement einen kugelsegmentförmigen Dichtteil
sowie einen damit über
Stege verbundenen, kreisringförmigen
Halteteil aufweist, wobei der kugelsegmentförmige Dichtteil in seiner die
Ausgießöffnung verschließenden Position
zumindest teilweise in den die Ausgießöffnung begrenzenden Hohlzylinder
hineinragt bzw. aus der Ausgießöffnung in
den Flüssigkeitsbehälter herausragt,
kann der erfindungsgemäße Verschluss absolut
wasser- und gasdicht gehalten werden. Die Betätigung des Verschlusselementes
erfolgt dabei erfindungsgemäß über die
Trinklasche, die gleichzeitig auch das vereinfachte Öffnen des
Verschlusses ermöglicht
und die Trinköffnung
aufweist, welche durch die Ausgießöffnung des Verschlusses gespeist wird.
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Die
Trinklasche kann dabei in mindestens zwei Positionen verrasten.
Auf diese Art und Weise ist es möglich
das Verschlusselement sehr exakt in zwei Positionen zu bewegen,
nämlich
in eine die Ausgießöffnung und
somit die Trinköffnung
komplett verschließende
Position und in eine die Ausgießöffnung und
somit die Trinköffnung
freigebende Position. Zusätzliche
Zwischenpositionen können
vorgegeben sein um beispielsweise definierte Durchflussmengen zu
ermöglichen.
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Das
Verschlusselement selbst ist von einfacher geometrischer Form und
vorzugsweise aus Polyäthylen
gefertigt, was einerseits eine kostengünstige Fertigung erlaubt und
andererseits sowohl Wasser- als auch Gasdichtheit garantiert.
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Das
elastische Material des Verschlusselementes ermöglicht die einfache Positionierung
in der Ausgießöffnung und
Freigabe derselben bei gleichzeitigem sicheren Halt im Basisteil
gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 2.
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Gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 3 erfolgt die Betätigung des elastischen Verschlusselementes
bei einer bevorzugten Ausführungsform über die
Trinklasche, welche das Verschlusselement im Zuge ihrer Bewegung
von der Verschlussposition in die Öffnungsposition kontaktiert
und aus der Ausgießöffnung herausdrückt.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
kann die Trinklasche gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 4 mit dem Verschlusselement 5 fix verbunden
sein und somit die Betätigung
desselben bewirken, wobei der kreisringförmige Halteteil des Verschlusselementes
in einer Hinterschneidung des die Ausgießöffnung umgebenden Hohlzylinders
gehalten ist, gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 5.
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Die
kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 6 und 7 beschreiben eine
bevorzugte Ausführungsvariante
der Trinklasche, welche in den beiden erwähnten Ausführungsvarianten zum Einsatz
kommen kann.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 8 ermöglichen ein Verrasten der Trinklasche in
mindestens zwei Positionen. Auf diese Art und Weise ist es möglich, das
Verschlusselement sehr exakt in zwei Positionen zu bewegen, nämlich in
eine die Ausgießöffnung und
somit die Trinköffnung
komplett verschließende
Position und eine die Ausgießöffnung und
somit die Trinköffnung
freigebende Position. Zusätzliche
Zwischenpositionen können
vorgegeben sein, um beispielsweise definierte Durchflussmengen zu
ermöglichen.
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Gemäß kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 9 bis 13 ist der die Ausgießöffnung begrenzende
Hohlzylinder an seinem dem Flüssigkeitsbehälter abgewandten
Endbereich mit einem in den Durchflusskanal der Trinklasche ragenden
Dosierhilfsmittel versehen ist. Dieses Dosierhilfsmittel bestimmt
die eigentliche Ausgießmenge
der Flüssigkeit aus
dem Flüssigkeitsbehälter.
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Die
verschiebbar in der Ausgießöffnung gehaltene
Trinklasche ist gemäß kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruchs 14 mit Dichtlippen versehen, welche während der
translatorischen Verschiebebewegung der Trinklasche entlang dem
zylindrischen Körper
des Dosierhilfsmittel entlanggleiten und so die Trinköffnung verschließen. Erst
nach dem die Dichtlippen das Dosierhilfsmittel nicht mehr berühren ist
eine Ausgießen
von Flüssigkeit
aus dem Flüssigkeitsbehälter möglich.
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Die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 16 führen zu dem Umstand, dass das
Verschlusselement die Ausgießöffnung bereits
freigibt, wenn die Dichtlippen die Trinköffnung noch abdichten. Der
in der Regel im Flüssigkeitsbehälter bei
kohlesäurehaltigen
Getränken
vorhandene Überdruck kann
somit zwar aus dem Flüssigkeitsbehälter entweichen,
baut sich jedoch nicht über
die Trinköffnung ab,
sondern entweicht seitlich, über
die in der Trinklasche befindliche Nut, in welcher die Seitenwand
des Hohlzylinders geführt
ist. Die Führung
erfolgt demgemäß mit Spiel,
so dass ein Entweichen des Gases durch die Nut möglich ist.
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Im
Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung
anhand von Zeichnungen. Dabei zeigt:
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1 eine
axonometrische Ansicht einer Trinklasche eines erfindungsgemäßen Verschlusses
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2 eine
axonometrische Ansicht eines Basisteils eines erfindungsgemäßen Verschlusses
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3 eine
axonometrische Ansicht eines Verschlusselementes eines erfindungsgemäßen Verschlusses
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4 eine
axonometrische Ansicht einer Schutzkappe eines erfindungsgemäßen Verschlusses
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5 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verschlusses in geschlossener
Position
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6 eine
Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verschlusses in geöffneter
Position
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7 eine
Detailansicht einer Nut aus 5
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8 eine
alternative Ausführungsvariante eines
erfindungsgemäßen Verschlusses
in geschlossener Position
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9 eine
alternative Ausführungsvariante eines
erfindungsgemäßen Verschlusses
in geöffneter
Position
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10 eine
axonometrische Ansicht eines Verschlusselementes eines erfindungsgemäßen alternativen
Verschlusses
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1 zeigt
eine axonometrische Ansicht einer Trinklasche 1. Diese
ist so geformt, dass ein leichtes Trinken aus der Trinköffnung 2 der
Trinklasche 1 möglich
ist. Sie weist zu diesem Zweck auch einen Absatz 6 auf,
durch welchen eine Betätigung auch
mittels Zähne
möglich
ist.
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Die
Trinklasche 1 weist des weiteren längliche Zylindermantelsegmente 3 auf,
die einen Durchflusskanal 4 begrenzen. Die Zylindermantelsegmente 3 sind
zueinander beabstandet angeordnet, wobei die Abstände 5 gleichzeitig
zur Führung
der translatorischen Bewegung der Trinklasche dienen, wie noch später erläutert werden
wird.
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2 zeigt
eine axonometrische Ansicht eines Basisteils 7 eines erfindungsgemäßen Verschlusses.
Beim Basisteil 7 handelt es sich um einen rotationssymmetrischen
Bauteil, der an seinem einem Endbereich 7a mit einem Gewinde
(nicht sichtbar) versehen ist, um den Basisteil 7 mit einem
Flüssigkeitsbehälter (ebenfalls
nicht sichtbar) zu verbinden. An seinem anderen Endbereich ist der
Basisteil 7 mit einem eine Ausgießöffnung 8 begrenzenden Hohlzylinder 9 versehen.
Dieser ist an seinem dem Endbereich 7a abgewandten Ende
mit einem Dosierhilfsmittel 10 versehen, dass über Haltestege 11 mit dem
Hohlzylinder 9 verbunden ist. Die Haltestege 11 sind
radial von der Wand des Hohlzylinders 9 abstehend in Richtung
dessen Achse 12 angeordnet und durch Zwischenräume 13 voneinander
beabstandet. Wie noch weiter unten ersichtlich sein wird, dienen die
Zwischenräume 13 zur
Führung
der Zylindermantelsegmente 3 der Trinklasche 1.
Umgekehrt dienen die Abstände 5 der
Trinklasche 1 als Führung
für die Stege 11,
wie noch später
näher erläutert werden wird.
Der Basisteil 7 ist des weiteren mit einer Rastkante 14 versehen,
an welcher eine Schutzkappe 15 (siehe 4)
befestigbar ist.
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3 zeigt
eine axonometrische Ansicht eines Verschlusselementes 16 eines
erfindungsgemäßen Verschlusses.
Dieses besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem kugelsegmentförmigen Dichtteil 17,
das über
Stege 18 mit einem kreisringförmigen Halteteil 19 verbunden
ist. Der kugelsegmentförmige
Dichtteil kann prinzipiell jede geometrische Form aufweisen, also
zB auch konisch geformt sein, solange ein Verschließen der
Ausgießöffnung 8 garantiert
ist. Das Verschlusselement 16 ist vorzugsweise aus Polyäthylen (High
Density Polyethylene HDPE, Low Density Polyethylene LDPE) gefertigt,
was einerseits eine kostengünstige
Herstellung erlaubt und andererseits die einfache Positionierung
im Bereich der Ausgießöffnung 8.
Gleichzeitig ist dadurch die sichere Entfernung aus derselben durch
die Trinklasche 1 gewährleistet
wie noch später
näher erläutert werden
wird. Prinzipiell sind jedoch alle elastisch verformbaren, gut abdichtenden Werkstoffe
als Verschlusselement geeignet.
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5 zeigt
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verschlusses in geschlossener
Position. Der Basisteil 7 ist dabei auf einen Flüssigkeitsbehälter 20 aufgeschraubt
bzw. mit diesem verpresst, dessen oberer Randbereich in 5 ersichtlich
ist. Im Inneren des Basisteils 7 ist das Verschlusselement 16 befestigt,
wobei vorgesehen ist, dass der kreisringförmige Halteteil 19 in
einer Hinterschneidung 21 im Basisteil 7 gehalten
ist bzw. dort einschnappt. Wichtig ist jedenfalls, dass die Positionierung
des Verschlusselementes 16 im Basisteil 7 so erfolgt,
dass der kugelsegmentförmige
Dichtteil 17 zumindest teilweise in die Ausgießöffnung 8 ragt
und dabei diese entlang eines Umfangs U abdichtet. Der obere Randbereich
des Flüssigkeitsbehälters drückt dabei
von unten auf den kreisringförmigen
Halteteil 19 des Verschlusselementes 16.
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Die
Trinklasche 1 ist von oben über den die Ausgießöffnung 8 begrenzenden
Hohlzylinder 9 gestülpt,
wobei die Wand des Hohlzylinders 9 in einer konzentrisch
zur Ausgießöffnung 8 und
parallel zu deren Achse 12 verlaufenden Nut 22 der
Trinklasche 1 geführt
ist. Die Nut 22 wird einerseits von den Zylindermantelsegmenten 3 und
andererseits von der äußeren Mantelfläche 23 der
Trinklasche 1 begrenzt. Die Zylindermantelsegmente 3 bilden
dabei den in den Hohlzylinder 9 ragenden Abschnitt der
Trinklasche 1.
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Die
Seitenwand des Hohlzylinders 9 ist mit mindestens zwei
Ringnuten 24, 25 versehen ist, in welchen ein
an der Innenseite der konzentrisch zur Ausgießöffnung 8 und parallel
zu deren Achse 12 verlaufenden Nut 22 angeordneter
Absatz 26 entsprechend den beiden Positionen offen und
geschlossen der Trinklasche 1 wahlweise verrastet.
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Die
Zylindermantelsegmente 3 kontaktieren mit ihren unteren
Endabschnitten den kugelsegmentförmigen
Dichtteil 17 des Verschlusselementes 16 und begrenzen
einen Durchflusskanal 4 der in seinem oberen Endabschnitt
in die Trinköffnung 2 der Trinklasche 1 mündet.
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Da
in 5 der erfindungsgemäße Verschluss in geschlossener
Position dargestellt ist, ist einerseits die Trinköffnung 2 durch
an der Trinklasche 1 angeordnete, in das Innere des Durchflusskanals 4 ragende
Dichtlippen 27, welche gegen das am Hohlzylinder 9 angeordnete
Dosierhilfsmittel 10 gepresst sind, verschlossen und der
Absatz 26 mit der Ringnut 25 verrastet, wodurch
der erfindungsgemäße Verschluss
in der geschlossenen Position arretiert und gegen unbeabsichtigtes Öffnen gesichert
ist und andererseits liegt der Dichtteil 17 des Verschlusselementes 16 dicht
am Umfang U der Ausgießöffnung 8 an.
Erst durch die zwischen Trinklasche 1 und Hohlzylinder 9 stattfindende
translatorische Relativbewegung, welche einen definierten Kraftaufwand
des Benutzers erfordert, wird sowohl die Trinköffnung 2 als auch
die Ausgießöffnung 8 freigegeben.
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Als
Sicherheitsmerkmal ist dabei vorgesehen, dass die am Dosierhilfsmittel 10 zur
Verfügung stehende
Gleitlänge
L für die
Dichtlippen 27 länger
ist als der für
die Freigabe der Ausgießöffnung 8 am Umfang
U erforderliche Hub H der Trinklasche 1. Dadurch ist gewährleistet,
dass die Ausgießöffnung 8 bereits
früher
durch das Verschlusselement 16 freigegeben wird, als die
Trinköffnung 2 durch
die Dichtlippen 27, wodurch der bei kohlesäurehaltigen
Getränken
unter Druck stehende Flüssigkeitsbehälter 20 den
Druck über
die Ausgießöffnung 8,
insbesondere über
die Nut 22, welche mit der Wand des Hohlzylinders 9 ein
Spiel aufweist, abbauen kann, so dass der Druck seitlich in das
Volumen der Schutzkappe 15 entweichen und somit die trinkende
Person nicht verletzen kann.
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7 zeigt
ein Detail der Nut 22, aus welchem sehr gut ersichtlich
ist, wie das Gas aus dem Flüssigkeitsbehälter 20 über die
Nut entweichen kann.
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6 zeigt
eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Verschlusses in geöffneter
Position. Die Trinklasche 1 ist dabei so weit nach unten
geschoben, dass die in den Hohlzylinder 9 ragenden Kegelmantelsegmente 3 den
Dichtteil 17 des Verschlusselementes 16 aus der
Ausgießöffnung 8 gedrückt haben,
so dass eine Abdichtung über
den Umfang U nicht mehr stattfindet. Das Verschlusselement 16 knickt
dann im Bereich der Haltestege 18 ab, wodurch der Dichtteil 17 nach
unten in Richtung Flüssigkeitsbehälter 20 ausweichen
kann. Gleichzeitig ist die Trinklasche 1 auch soweit nach
unten verschoben worden, dass die Dichtlippen 27 den Durchflusskanal 4 und
somit die Trinköffnung 2 nicht
mehr über das
Dosierhilfsmittel 10 abdichten und die Flüssigkeit aus
dem Flüssigkeitsbehälter 20 über die
Ausgießöffnung 8 in
den Durchflusskanal 4 und in weiterer Folge aus der Trinköffnung 2 strömen kann.
Der Flüssigkeitsstrom
ist zur Verdeutlichung mit 28 nummeriert. In dieser Position
ist der Absatz 26 mit der Ringnut 24 verrastet,
so dass auch hier zum Verschließen
der Trinköffnung 2 wiederum
ein definierter Kraftaufwand erforderlich ist.
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Das
Verschieben der Trinklasche 2 kann, wie bereits erwähnt, entweder
per Hand erfolgen oder aber auch mit den Zähnen über den Absatz 6.
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8 zeigt
eine alternative Ausführungsvariante
eines erfindungsgemäßen Verschlusses
in geschlossener Position. Die Nummerierung identischer Teile zur
vorher beschriebenen Ausführungsvariante wurde
beibehalten. Die alternative Ausführungsvariante unterscheidet
sich von der eingangs beschriebenen dadurch, dass die Trinklasche 1 zum
Freigeben der Ausgießöffnung 8 nicht
geschoben werden muss, sondern gezogen. Zu diesem Zweck sind die Zylindermantelsegmente 3 der
Trinklasche 1 an ihrem unteren Ende mit Rückhalteelementen 29 versehen,
die fix mit dem Verschlusselement 16 verbunden sind. Das
Verschlusselement 16 besteht auch in diesem Fall aus einem
kugelsegmentförmigen
Dichtteil 17 sowie einem kreisringförmigen Halteteil 19 (siehe 10),
der in einer Hinterschneidung 30 des Hohlzylinders 9 aufliegt
und in seinen Abmessungen kleiner ausgeführt ist, als der kreisringförmige Halteteil 19 der
eingangs erwähnten
Ausführungsform.
Stege 18 verbinden den kreisringförmigen Halteteil 19 mit dem
Dichtteil 17 wodurch sich ebenso wie im eingangs erwähnten Ausführungsbeispiel
zwischen den Stegen Öffnungen
ausbilden, die den Durchtritt der Flüssigkeit vom Flüssigkeitsbehälter 20 in
den Durchflusskanal 4 ermöglichen. Der kugelsegmentförmige Dichtteil 17 verschließt die Ausgießöffnung 8 über den
Umfang U. Durch Ziehen an der Trinklasche 1 wird des Verschlusselement 16 über die
Rückhalteelemente 29 ebenfalls
angehoben und der Dichtteil 17 vom Umfang 8 abgehoben,
wodurch die Ausgießöffnung 8 freigegeben
wird und die Flüssigkeit über den
Durchflusskanal 4 zur Trinköffnung 2 strömen kann.
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Durch
Drücken
der Trinklasche 1 wird des Verschlusselement 16 insbesondere
der Dichtteil 17 wieder in seine Verschlussposition gebracht
und dichtet die Ausgießöffnung 8 entlang
des Umfangs U ab, wodurch keine Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter 20 austreten
kann.