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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verschlusselement für
Gefäße, insbesondere Flaschen, umfassend einen
Deckel, der mit einem unteren, eine Dichtung aufweisenden Deckelabschnitt
auf einem Gefäßöffnungsrand aufsetzbar
ist, einen im Deckel gelagerten und bezüglich des Gefäßes
abstützbaren Bügel, wobei der Bügel und
der Deckel relativ zueinander beweglich sind.
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Solche
Verschlusselemente sind auch unter dem Begriff Bügelverschluss
für Flaschen bekannt. Bei solchen Verschlusselementen ist
der Deckel in den meisten Fällen aus Keramik hergestellt.
Weitere Materialien, aus denen der Deckel produziert sein kann,
sind Kunststoffe oder Glaskeramik. Beispielhaft wird auf das Gebrauchsmuster
DE 20 2005 004 117
U1 hingewiesen.
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Die
bekannten Deckel der Bügelverschlüsse weisen eine
ringförmige Gummidichtung auf, die auf der Unterseite des
Deckels, also auf der Seite, die im verschlossenen Zustand dem Flaschenöffnungsrand zugewandt
ist, angebracht ist. Dabei wird die Ringöffnung der Dichtung über
eine Art Vorsprung oder Knopf am Deckel gezogen und aufgrund ihrer
Elastizität an diesem Knopf in einer daran vorgesehenen Umfangsvertiefung
oder Ringnut festgehalten. Es gibt auch Ausführungsformen,
bei denen die Gummiringdichtung am Keramikdeckel angeklebt ist.
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Da
sich Flaschen mit Bügelverschlüssen besonders
gut für eine Wiederverwendbarkeit eignen, werden die Flaschen
zusammen mit den Bügelverschlüssen in mehreren
Zyklen mit einer Flüssigkeit, insbesondere einem Getränk
befüllt und nach der Flaschenrückgabe wieder gereinigt,
um erneut befüllt zu werden.
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Bei
diesen Recyclingvorgängen, aber auch im normalen Gebrauch
besteht die Gefahr, dass die Keramikdeckel beschädigt werden.
Insbesondere tritt auf Grund der Materialeigenschaften des Keramikmaterials
häufig ein Absplittern von Keramikteilen auf, so dass der
Deckel anschließend scharfe Kanten aufweist und nicht mehr
in der Verkauf gelangen sollte. Verschlusselemente mit beschädigten
Deckeln müssen daher oft als Ganzes ausgetauscht werden.
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Der
Nachteil bei Deckeln aus Kunststoff liegt darin, dass die Kunststoffe
unter bestimmten Umständen schlechte Gerüche annehmen.
Somit ist deren Verwendung als lebensmittelechtes Material nur bedingt
gegeben, auch wenn sie weniger anfällig für Beschädigungen
sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verschlusselement der genannten Art weiterzubilden,
um den obigen Nachteilen entgegenzuwirken. Insbesondere soll eine
höhere Widerstandsfähigkeit des Verschlusselements
erreicht werden.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei einem gattungsgemäßen
Verschlusselement ein zwischen Deckel und Bügel kraftübertragend
wirksames Federelement vorgesehen ist, das den Bügel bei
verschlossenem Gefäß zu einem oberen Deckelabschnitt
hin vorspannt.
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Ein
solches Federelement ermöglicht einen gleich bleibenden
Schließdruck über eine Flaschentoleranz von etwa
einem Millimeter, so dass die Abdichtung verglichen mit einem herkömmlichen
Keramikverschluss besser ist. Beim Öffnen bzw. Schließen
einer Flasche mit Bügelverschluss wird der Deckel mit einer
größeren Kraft auf den Flaschenrand gedrückt,
als im verschlossenen Zustand der Flasche, weil die Bügelbewegung über
einen unteren Totpunkt geführt ist. Diese maximal wirkende
Kraft kann zu einem großen Teil von dem Federelement aufgenommen
werden, so dass diese im Wesentlichen vertikale Relativbewegung
zwischen Bügel und Flasche nicht vollständig von
einer Dichtung aufgenommen werden muss. Ein solches Federelement führt
somit auch zu einer weniger starken Beanspruchung und Abnutzung
der Dichtung verglichen mit einem herkömmlichen Keramikverschluss.
Dies hat den Vorteil, dass die Dichtung nicht in einem bestimmten
Bereich einem dauerhaft hohen Druck und starken Verformungen ausgesetzt
ist, was der Versprödung des Gummimaterials entgegenwirkt
und zu einer längeren Lebensdauer der Dichtung führt.
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Der
Bügel ist insbesondere zwischen einer Spannstellung und
einer Freigabestellung umschaltbar, wobei er in der Spannstellung
eine den Deckel auf den Gefäßöffnungsrand
drückende Schließkraft auf den Deckel ausübt,
wobei diese Schließkraft durch das Federelement vom Bügel,
insbesondere von einem den Deckel durchsetzenden oberen Bügelabschnitt
auf den Deckel übertragen wird.
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Erfindungsgemäß aber
auch weiterbildend ist vorgesehen, dass der Deckel aus Metall, insbesondere
Edelstahl hergestellt ist.
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Unter
den Metallen gibt es verschiedene Sorten, die in der Lebensmittelindustrie
verwendet werden. Beispielsweise sei auf Getränkedosen
aus Weißblech hingewiesen. Solche lebensmittelechten Metalle
und im Speziellen Edelstahl sind sehr widerstandsfähige
Materialien, bei denen bei Beschädigung in der Regel keine
Stücke abbrechen, so dass keine scharfen Kanten entstehen,
die eine Verletzungsgefahr darstellen. Ein solcher Deckel aus Metall,
insbesondere Edelstahl kann für mehr Abfüllzyklen
verwendet werden als ein Keramikdeckel.
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Bevorzugt
umfasst das Verschlusselement die Dichtung auf seiner Unterseite
des unteren Deckelabschnitts, wobei die Dichtung, insbesondere Gummidichtung,
ringförmig ausgebildet ist, derart, dass sie auf den Gefäßöffnungsrand
aufsetzbar ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Innendurchmesser
der Ringdichtung größer als oder im Wesentlichen
gleich groß wie der Innendurchmesser der zu verschließenden
Gefäßöffnung ist. Diesen Aspekten kommt
im Rahmen des Gebrauchsmusters auch selbständige Bedeutung
zu. Das Dichtungsmaterial kann sehr dünn ausgebildet sein
und es wird insbesondere daran gedacht, das Dichtungsmaterial auf
den Deckel aufzuspritzen bzw. aufzusprühen.
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Eine
derart ausgestaltete Gummiringdichtung, kommt mit dem in der Flasche
abgefüllten Getränk kaum in Berührung,
so dass gegebenenfalls in den Gummi aufgenommene Gerüche
nur schwer an die Flüssigkeit bzw. das Getränk
in der Flasche abgegeben werden können. Umgekehrt kann
die Gummidichtung auch nur schlecht Gerüche der Flüssigkeit annehmen.
Dieser Effekt wird ferner positiv beeinflusst je dünner
die Dichtung ausgebildet ist. Eine Gummidichtung des herkömmlichen
Keramikdeckels ragt in der Regel deutlich über den Flaschenrand
hinaus, und zwar sowohl nach Außen als auch nach Innen.
Somit kann eine solche Dichtung auch im verschlossenen Zustand der
Flasche einerseits Gerüche aufnehmen auf ihrer Außenseite
und Gerüche an das Getränk in der Flasche abgeben
auf der Innenseite.
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Vorzugsweise
ist der Deckel als Hohlkörper ausgebildet, der den oberen
und den unteren Deckelabschnitt sowie einen diese beiden Deckelabschnitte verbindenden
Deckelrandabschnitt umfasst. Dabei ist es insbesondere vorgesehen,
dass sich das Federelement in dem Hohlkörper am unteren
Deckelabschnitt abstützt und den Bügel bei verschlossenem Gefäß von
unten in Richtung des oberen Deckelabschnitts vorspannt.
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Um
eine Befestigung des Bügels am Deckel und eine Reinigung
des Deckels zu ermöglichen wird vorgeschlagen, dass der
Deckel im Deckelrandabschnitt wenigstens zwei Randöffnungen,
insbesondere schlitzartige Randöffnungen umfasst. Dabei
kann der Bügel durch zwei sich in Radialrichtung gegenüberliegende
Randöffnungen verlaufen.
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Bevorzugt
ist der Bügel bei geöffnetem Gefäß zwischen
dem Federelement und dem jeweiligen oberen Rand der beiden Randöffnungen
frei beweglich, insbesondere relativ zum Deckel drehbar.
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Um
das oben erwähnte Öffnen bzw. Schließen über
den Totpunkt der Bügel bewegung mit minimaler Verformung
der Dichtung zu ermöglichen wird vorgeschlagen, dass der
Bügel entgegen der Kraft des Federelements zum jeweiligen
unteren Rand der Randöffnungen beweglich ist. Der Bügel
weist also gegenüber dem Deckel ein gewisses, insbesondere vertikales
Spiel zwischen den oberen und unteren Rändern der Randöffnungen
auf.
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Um
eine verbesserte Reinigung des Innenraums des Hohlkörpers
zu ermöglichen, kann der Deckel zusätzlich zu
denjenigen Randöffnungen, durch die der Bügel
hindurch geht, weitere, insbesondere kleinere Randöffnungen
aufweisen. Solche Reinigungsöffnungen ermöglichen
einerseits den Eintritt von Reinigungsflüssigkeit und andererseits
das schnelle Abfließen von solcher Reinigungsflüssigkeit. Ferner
kann durch solche Reinigungsöffnungen Luft zirkulieren,
was eine schnelle Trocknung des Deckelhohlraums ermöglicht.
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Das
Federelement ist vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildet. Eine
solche Tellerfeder wirkt über einen Federweg von beispielsweise
1 Millimeter mit einer in etwa gleich bleibenden Kraft der Schließkraft
des am Gefäß abgestützten Bügels
entgegen. Als Material für die Tellerfeder wird bevorzugt
an Edelstahl gedacht, aber auch Kunststoff oder ein anderes Metall
sind denkbar. Insbesondere ist auch ein Federelement aus Kunststoff
gut geeignet, da das Federelement weder mit der Dichtung noch mit
dem abgefüllten Getränk in Berührung
kommt, so dass eine Geruchsübertragung von gegebenenfalls
im Kunststoff aufgenommenen Gerüchen auf das Getränk
ausgeschlossen ist.
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Beim
Verschlusselement weist der Bügel eine konventionelle Bügelgeometrie
auf, wie sie von herkömmlichen Bügelverschlüssen
bekannt ist, wobei insbesondere ein oberer Drahtabschnitt des Bügels
den Deckel durchsetzt. Das Verschlusselement ist somit als Drahtbügelverschluss
ausgebildet, wobei ein gegenüber dem bekannten Bügelverschluss veränderter
und verbesserter Deckel zum Einsatz kommt.
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Die
Erfindung betrifft ferner ein Gefäß, insbesondere
Flasche mit einem Ver schlusselement, insbesondere Bügelverschluss
mit einem oder mehreren oben beschriebenen Merkmalen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer nicht einschränkenden Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische, schematische Ansicht eines Verschlusselements
in verschlossenem Zustand.
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2 ist
eine Querschnittsdarstellung des Verschlusselements gemäß der
Linie II-II der 1.
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3 ist
eine perspektivische, schematische Darstellung des Verschlusselements
von schräg unten.
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4 ist
eine schematische Ansicht eines herkömmlichen Bügelverschlusses
der einleitend genannten Gebrauchsmusterschrift im geschlossenen (4a) und geöffneten (4b) Zustand.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgende Verwendung der Angaben „oben"
und „unten" sich auf den verschlossenen Zustand einer Flasche
beziehen, in dem eine das Verschlusselement aufweisende Flasche
auf ihrem Flaschenboden steht.
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Das
Funktionsprinzip eines Bügelverschlusses soll anhand der 4 kurz
erläutert werden. Der bekannte Bügelverschluss 110 umfasst
einen Deckel 112 und einen durch den Deckel 112 hindurch
verlaufenden Bügel 114. Der Bügel 114 ist
an seinen zwei vom Deckel 112 entfernten Enden 116 hakenartig umgebogen.
Diese hakenartigen Enden 116 sind in beweglichem Eingriff
mit jeweils einer Schleife 118 eines weiteren Bügelelements 120,
das mit seinen zwei Enden 122 in Vertiefungen 124 im
Flaschenhals 126 eingehängt ist. Alternativ zu
den Vertiefungen 124 im Flaschenhals 126 ist es auch
denkbar, den Verschluss an einer Manschette abzustützen,
die um den Flaschenhals 126 angeordnet ist und entsprechende Öffnungen
für die Aufnahme der Enden 122 aufweist.
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Im
geschlossenen Zustand gemäß 4a wird
der Bügel 114 durch die Schleifen 118 nach
unten gezogen, so dass der Deckel gegen den Öffnungsrand 128 der
Flasche gedrückt wird, um eine Abdichtung der Flasche zu
erreichen. Dabei wird die am Deckel 112 angebrachte Dichtung 130 zusammengedrückt
und der Bügel 114 liegt auf einem unteren Rand
einer im Deckel 112 ausgebildeten Öffnung auf.
Beim Öffnen wird das Bügelelement 120,
das im geschlossenen Zustand am Flaschenhals anliegt, von der Flasche
wegbewegt. Dabei werden die Schleifen 118 um die durch
die beiden Vertiefungen 124 definierte Achse A verschwenkt
und nach oben bewegt, so dass der Deckel 112 vom Öffnungsrand wegbewegt
wird. Anschließend kann der gesamte Verschluss nach unten
verschwenkt werden, so dass er entlang dem Flaschenhals 126 nach
unten hängt, wie dies in der 4a dargestellt
ist.
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Bezug
nehmend auf die 1 bis 3 wird nun
eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusses
erläutert, wobei für funktionell gleiche Teile
die gleichen, aber um die Zahl 100 reduzierten Bezugszeichen
wie für den herkömmlichen Bügelverschluss
der 4 verwendet werden.
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Somit
sind in den 1 und 2, die einen geschlossenen
Zustand des Verschlusselements 10 darstellen, der Deckel 12 und
der durch den Deckel hindurch verlaufende Bügel 14,
insbesondere sein oberer, hier horizontal verlaufender Bügelabschnitt, ersichtlich.
Der Deckel 12 weist einen oberen Deckelabschnitt 40,
einen unteren Deckelabschnitt 42 (2) auf,
die durch einen Deckelrandabschnitt 44 miteinander verbunden
sind. Diese Deckelabschnitte 40, 42 und 44 bilden
einen Hohlkörper mit einem Hohlraum 46.
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Auf
der Unterseite des unteren Deckelabschnitts 42 ist eine
ringförmige Dichtung, vorzugsweise eine Gummidichtung 30 angeordnet.
Diese Dichtung 30 ist zwischen einem nach unten vorstehenden Abschnitt 48 des
Deckelrandabschnitts 44 und einem geneigten Abschnitt 50 des
unteren Deckelabschnitts aufgenommen. Dabei kann die Dichtung 30 auswechselbar
festgeklemmt sein oder alternativ kann sie auch am unteren Deckelabschnitt 42 angeklebt sein.
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Der
geneigte Abschnitt 50 geht in einen Zentralbschnitt 52 über,
der einen Durchmesser d aufweist, der nur wenig kleiner ist als
der Durchmesser D der Flaschenöffnung 54. Zwischen
dem unteren Deckelabschnitt 42, insbesondere dem Zentralabschnitt 52 bzw.
den geneigten Abschnitten 50, und dem Öffnungsrand 28 verbleibt
im geschlossenen Zustand nur ein sehr kleiner Spalt 56 übrig,
durch den kaum Flüssigkeit vom Flascheninneren zur Dichtung 30 kommen
kann.
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Die
Ringdichtung 30 weist einen Innendurchmesser E auf, der
größer als oder maximal gleich groß wie
der Durchmesser D der Flaschenöffnung ist, so dass sie
auf dem Flaschenöffnungsrand 28 aufliegt, aber
nicht in die Flaschenöffnung 54 hineinragt. Dies
verhindert, dass die Dichtung gegebenenfalls aufgenommene Gerüche
im verschlossenen Zustand an die Flüssigkeit bzw. das Getränk
in der Flasche abgeben kann.
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Aus
der Querschnittsdarstellung gemäß 2 ist
ersichtlich, dass im Hohlraum 46 ein Federelement angeordnet
ist, das in der Ausführungsform als Tellerfeder 58 ausgeführt
ist. Die Tellerfeder ist in dieser Darstellung, in welcher der Deckel 12 nur
auf dem Gefäßrand 28 aufliegt, entspannt.
Die Bewegung des Bügels 14 nach oben wird begrenzt
durch die oberen Ränder 62 von zwei im Deckelrandabschnitt 44 ausgebildeten,
sich in Radialrichtung des Deckels 12 gegenüberliegenden
Randöffnungen 64. Zwischen den oberen Rändern 62 und dem
Bügel 14 ist auch in diesem Zustand ein kleiner Abstand 65 ausgebildet,
um die freie Relativbewegung zwischen Bügel 14 und
Deckel 12 zu ermöglichen. Die beiden Randöffnungen 64 sind
langlochartig ausgebildet, so dass der Bügel 14 entgegen
der Kraft der Tellerfeder 58 nach unten zu jeweiligen unteren
Rändern 63 bewegt werden kann. Diese Bewegung
nach unten ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Flasche
geöffnet oder verschlossen werden soll. Bei diesen Vorgängen,
wird der Bügel 14 über einen unteren
Totpunkt geführt, an dem sich die in Bezug auf die 4 erläuterten
hakenartigen Enden 116 des Bügels am weitesten
weg vom Flaschenöffnungsrand 28 bzw. 128 befinden.
Die für die Überwindung dieses Totpunkts erforderliche
Relativbewegung zwischen Bügel 14 und Flasche
wird zu einem großen Teil durch den Federweg der Tellerfeder 58 aufgenommen,
so dass keine starken Kräfte auf die Dichtung 30 wirken,
die zu einer Quetschung der Dichtung führen. Im geschlossenen
Zustand übt der Bügel 14 eine Schließkraft
vermittels der Tellerfeder 58 auf den Deckel 12 aus,
so dass dieser auf dem Gefäßrand 28 dicht
aufliegt und unter Wirkung der Tellerfeder 58 gegen diesen
gedrückt wird.
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Die
Tellerfeder 58 kann aufgrund dieses Federwegs auch einen
sicheren Verschluss von Flaschen ermöglichen, bei denen
die Position der Vertiefungen 124 (4) bzw.
einer Manschette zur Abstützung des Bügels bezüglich
der Flasche in einem gewissen Toleranzbereich variiert. Eine solche
Positionsänderung kann einerseits durch ungenaue Herstellung
der Vertiefungen und andererseits durch Längenunterschiede
bei den Flaschen hervorgerufen sein, wobei die Tellerfeder 58 Toleranzen
im Millimeterbereich aufnehmen kann. Durch die Tellerfeder 58 wird
verhindert, dass die Gummidichtung 30 die gesamte erforderliche
vertikale Bewegung des Bügels 14 bezüglich
des Öffnungsrandes 28 durch Verformung aufnehmen
muss, die beim Verschließen und im geschlossenen Zustand
des Verschlusses aufgrund der herrschenden Kräfte auftritt.
Dies hat den Vorteil, dass die Dichtung nicht in einem bestimmten Bereich
einem dauerhaft hohen Druck und starken Verformungen ausgesetzt
ist, was der Versprödung des Gummimaterials entgegenwirkt
und zu einer längeren Lebensdauer der Dichtung führt.
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Im
Deckelrandabschnitt 44 sind ferner weitere Randöffnungen 66 ausgebildet,
die einer effektive Reinigung des Hohlraums 46 dienen.
Durch diese Öffnungen 66 kann einerseits Reinigungsflüssigkeit eindringen
und wieder abfließen und andererseits kann auch Luft hindurch
zirkulieren, so dass ein vollständige Trocknung des Hohlraums 46 in
kurzer Zeit ermöglicht ist.
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Alternativ
zur Anordnung weiterer Randöffnungen 66 ist es
auch denkbar, diese Randöffnungen 66 wegzulassen
und den Hohlraum 46 mit einem Elastomer, insbesondere Weichelastomer,
beispielsweise hochelastischem Silikon, vollständig auszuspritzen,
so dass eine Reinigung des Innenraums nicht erforderlich ist. Das
Elastomer bzw. Silkon muss eine derartige Elastizität aufweisen,
dass die Füllung des Hohlraums die Federwirkung der Tellerfeder 58 nicht
oder nur unwesentlich beeinflusst. Anstelle einer vollständigen
Verfüllung mit Elastomer- bzw. Silikonmaterial kann auch
ein sich auf der Innenseite entlang dem Deckelrandabschnitt 44 erstreckender Elastomer-
bzw. Silikonring vorgesehen sein, der die Randöffnungen 64,
durch die der Bügel 14 hindurchgeht, abdichtet.
Der Bügel 14 geht dabei durch den Elastomer- bzw.
Silikonring hindurch, wobei der derart angeordnete Elastomer- bzw.
Silikonring sich bei Bewegung des Bügels entsprechend verformen kann,
ohne dass dabei eine undichte Stelle im Bereich der Randöffnungen 64 entsteht,
die ein Eindringen von Flüssigkeit in den Hohlraum 46 ermöglicht. Bei
einem solchen Elastomer- bzw. Silikonring oder einer vollständigen
Verfüllung des Hohlraums mit Elastomermaterial bzw. Silikon
ist allerdings zu beachten, dass die relative Beweglichkeit zwischen
Bügel und Deckel weiterhin leicht möglich ist.
Unter diesem Aspekt kann auch daran gedacht werden, dass die Elastomer-
bzw. Silikonfüllung oder der Elastomer- bzw. Silikonring
das Federelement des Deckels bilden, so dass eine Tellerfeder aus
Metall oder Kunststoff gegebenenfalls weggelassen werden könnte.
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Der
Deckel 12, die Tellerfeder 58 und der Bügel 14 sind
aus Metall hergestellt, insbesondere aus geruchsneutralem Edelstahl,
so dass das Verschlusselement 10 besonders gut für
den Verschluss von Gefäßen bzw. Flaschen für
Lebensmittel, wie etwa Getränken, Öl, Essig, und
dergleichen. geeignet ist. Selbstverständlich kann ein
solches Verschlusselement aber auch für Gefäße
verwendet werden, in denen keine Lebensmittel enthalten sind oder
in denen pulverförmiges oder körniges Gut aufbewahrt
werden soll.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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