DE202010002240U1

DE202010002240U1 - Verschließ- und Öffnungsvorrichtung für einen eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter

Info

Publication number: DE202010002240U1
Application number: DE201020002240
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-02-15
Filing date: 2010-02-15
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2020-02-16

Abstract

Verschließ- und Öffnungsvorrichtung (1) für einen eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter (2), mit einer auf dem offenen Ende des Behälters befestigbaren Deckelbasis (3), welche eine axiale Öffnung (31) aufweist, mit einem bistabilen Deckel (12), der nach Einwirken einer ersten Axialkraft (F) in einem ersten stabilen Zustand eine konkave Geometrie und nach Einwirken einer zweiten Axialkraft in seinem zweiten stabilen Zustand eine konvexe Geometrie aufweist, wobei der Deckel (12) die axiale Öffnung (31) der Deckelbasis (3) von oben abdeckt, sowie mit einem Ventilschieber (7), der an seiner Oberseite mit der Unterseite des Deckels (12) verbunden ist und die axiale Öffnung (31) in der Deckelbasis (3) durchdringt, und bei dem ein radial äußerer Abschnitt (8) an eine axial untere Dichffläche (6) der Deckelbasis (3) abdichtend anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilschieber (7) dieses Flüssigkeitsentnahmeventils ein Druckentlastungsventil (18) ausgebildet ist, welches ebenso wie der Ventilschieber (7) des Flüssigkeitsentnahmeventils durch Einwirken einer axialen...

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschließ- und Öffnungsvorrichtung für einen eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist allgemein bekannt, dass Getränke in Dosen abgefüllt und zum Verkauf angeboten werden, die unter anderem zur Erhöhung der Erfrischungswirkung mit Kohlensäure (CO₂) versetzt sind. Nach dem Befüllen und Verschließen derartiger Getränkedosen perlt diese Kohlensäure aus dem Getränk zu einem gewissen Anteil aus, so dass sich in der Getränkedose ein Überdruck im Bereich von 2 bar bis 6 bar bildet. Um ein Austreten des Getränks und auch der Kohlensäure vor dem Erstgebrauch zu verhindern, sind solche Getränkedosen mit einem Deckel verschlossen, der radial außen gas- und flüssigkeitsdicht mit dem topfförmigen Hauptkörper der Getränkedose verbunden ist. Um an der Inhalt der Getränkedose heran zu kommen, weist der Deckel üblicherweise eine Aufreißlasche auf, nach deren Betätigung eine Öffnung im Deckel freigegeben ist, durch die das Getränk aus dem Getränkebehälter entnehmbar ist. Ein Wiederverschließen solcher Getränkedosen ist nicht möglich. In diesem Zusammenhang ist es nachteilig, dass durch die Öffnung im Deckel auch Kohlensäure entweicht und dadurch das Getränk an Genußwert verliert. Zudem können durch die Öffnung im Deckel Insekten in das Innere der Getränkedose gelangen, welches als sehr störend empfunden wird.
Um eine Getränkedose wiederverschließbar auszubilden sind viele Vorschläge bekannt geworden. Eine Erfolg versprechende technische Lösung ist in der DE 10 2005 015 505 A1 beschrieben worden. Gegenüber sonst üblichen Vorrichtungen zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters, die nur unter Nutzung beider Hände eines Nutzer bedient werden können, erlaubt dieser Typ von Verschließ- und Öffnungsvorrichtung dessen Betätigung mit nur einer Hand sowie mit einem vergleichsweise geringen Kraftaufwand. Das Besondere an diesem Verschluss ist sein Deckel, dessen Deckelkappe seine Geometrie reversibel ändern kann. So weist die Deckelkappe im geschlossenen Zustand die Außengeometrie eines Kugelabschnittes auf. Durch die Einwirkung einer beispielsweise von einem Finger auf die Mitte dieses Kugelabschnitts ausgeübten axialen Kraft lässt sich die Deckelkappe soweit verformen, dass sich diese nach innen einbeult und an ihrem Rand zumindest eine Öffnung zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter freigibt. Eine anschließende Einwirkung einer zweiten Kraft auf den Rand der Deckelkappe führt zu einer Rückverformung derselben in ihre Ausgangsgeometrie, bei welcher die Deckelkappe den Flüssigkeitsbehälter erneut verschließt und abdichtet. Erreicht wird die beschriebene Funktionsweise bei dieser bekannten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung durch eine unterhalb der Deckelkappe angeordnete mehrarmige Stütz- und Federstruktur, die mit der Deckelkappe verbunden ist und diese bei ihrer Verformung unterstützt sowie an der Vorrichtung festhält.
Aus der DE 10 2007 018 728 A1 sind Weiterentwicklungen dieser Verschließ- und Öffnungsvorrichtung bekannt, welche die Befestigung derselben an einer Getränkedose, die Ausbildung eines Ausgieß- oder Trinkabschnittes sowie eine verbesserte Abdichtung betreffen. Die verbesserte Abdichtung wird durch elastische Verriegelungsmittel an der Deckelkappe sowie damit zusammenwirkende elastische Verriegelungsmittel an dem Basisteil der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung erreicht, welche die Deckelkappe und das Basisteil unter Einwirkung der beiden genannten Kräfte miteinander verbinden bzw. wieder freigeben können. Zudem besitzt die Deckelkappe axial und radial ausgerichtete Dichtlippen, die im geschlossenen Zustand der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung abdichtend auf dem Basisteil aufliegen. Diese Verschließ- und Öffnungsvorrichtung verhindert in ihrer Schließstellung auch nach einem erstmaligen Öffnen derselben sicher, dass unerwünscht Gegenstände oder Tiere in den noch teilweise mit dem Getränk gefüllte Getränkebehälter eindringen können, wodurch der Gebrauchswert eines derart ausgestatteten Getränkebehälters gegenüber üblichen Getränkedosen stark gesteigert ist.
Wenngleich diese bekannten Verschließ- und Öffnungsvorrichtungen für dosenförmige Getränkebehälter eine Reihe von Vorteilen aufweisen, so sind sie dennoch nicht ohne weiteres dazu geeignet, kohlensäurehaltige Flüssigkeiten, wie etwa ein Mineralwasser oder ein Bier, ausreichend dicht in dem Getränkebehälter einzuschließen. Dies liegt daran, dass solche Flüssigkeiten wie oben schon erwähnt ständig Kohlensäure abgeben, wodurch sich im Getränkebehälter ein Überdruck gegenüber dem Druck der Umgebungsluft aufbaut. Dieser Überdruck hebt die Deckelkappe an, so dass nachteilig zumindest die Kohlensäure entweichen kann. Außerdem hat sich gezeigt, dass die aus der DE 10 2007 018 728 A1 bekannte Verschließ- und Öffnungsvorrichtung auch im verschlossenen Zustand axial vergleichsweise groß ist, also die Länge des Getränkebehälters vergrößert, was als nachteilig empfunden wird.
Um die beschriebenen Nachteile zu beseitigen, sieht die nicht vorveröffentlichte DE 10 2008 056 301 A1 zur Erhöhung der Gasdichtigkeit vor dem Erstgebrauch des Getränkebehälters eine abdichtende Schutzfolie vor, die an der Deckelbasis axial unterhalb der eigentlichen Verschließ- und Öffnungsvorrichtung angeordnet ist. Eine gesonderte Trennvorrichtung an der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung sorgt dafür, dass die Schutzfolie bei dem Erstgebrauch der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zerstört wird und damit das Getränk zur Entnahme freigibt. Die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung der DE 10 2008 056 301 A1 ist sehr gut für einen Getränkebehälter geeignet, welcher ein kohlensäurehaltiges Getränk aufnimmt, das nach dem Befüllvorgang durch Ausgasen Drücke von 1 bar bis 2 bar erzeugt.
Als nachteilig wird beurteilt, dass der konstruktive Aufbau der zuletzt genannten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung recht komplex ist. Zudem besteht in der Getränkeindustrie ein Bedarf, solche oder ähnliche Verschließ- und Öffnungsvorrichtungen auch an dosenförmigen Getränkebehältern zu nutzen, deren Getränke vor der Erstbenutzung durch Ausgasen Drücke von 3 bar bis 8 bar erzeugen.
Die bisher bekannten gattungsgemäßen Verschließ- und Öffnungsvorrichtungen sind für solch hohen Drücke nicht gut genug geeignet, da der Gasdruck im Inneren der Getränkedose von Innen gegen die bistabile Deckelkappe drückt und so deren Betätigung in Öffnungsrichtung erschwert. Eine weitere Forderung besteht darin, dass ein solcher Getränkebehälter nach der Erstbenutzung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung so gut verschließbar sein soll, dass ein schnelles Ausgasen der Kohlensäure aus dem Getränk weitgehend vermieden wird.
Zur Lösung der zuletzt geschilderten technischen Probleme ist aus der nicht vorveröffentlichten DE 10 2009 025 316 A1 eine Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters bekannt, welche einen topfförmigen Hauptkörper und einen im Bereich seines freien Endes gas- und flüssigkeitsdicht befestigten Deckel aufweist, wobei der Deckel eine Deckelbasis und eine auf der Deckelbasis aufliegende bistabilen Deckelkappe aufweist, welche in einem ersten stabilen Betätigungszustand wenigstens eine axiale Öffnung in der Deckelbasis verschließt sowie in einem zweiten stabilen Betätigungszustand diese Öffnung zur Entnahme des Getränks freigibt, und bei der ein Öffnen der Deckelkappe durch Einwirken einer ersten axialen Kraft auf den mittleren Bereich der Deckelkappe sowie ein Verschließen der Deckelkappe durch Einwirken einer zweiten axialen Kraft auf den Randbereich derselben jeweils in Richtung zum Innenraum des Getränkebehälters einstellbar ist. Außerdem ist bei dieser bekannten Vorrichtung vorgesehen, dass die Deckelkappe an ihrer Innenseite mit einem Ventilschieber eines Flüssigkeitsentnahmeventils verbunden ist, welcher die axiale Öffnung in der Deckelbasis in einem der beiden stabilen Betätigungszustände der Deckelkappe verschließt und in dem anderen stabilen Betätigungszustand öffnet.
Wenngleich die aus dieser DE 10 2009 025 316 A1 bekannte Vorrichtung an sich sehr vorteilhaft ist, so wird die zum Öffnen derselben bei einer Erstbenutzung notwendige immer noch vergleichsweise große Betätigungskraft für den Endverbraucher als zu hoch empfunden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine aus der DE 10 2009 025 316 A1 weiterentwickelten Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters vorzustellen, welche es ermöglicht, diese mit vergleichsweise geringen Betätigungskräften bei einer Erstbenutzung zu öffnen.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der vor der Erstbenutzung der Vorrichtung durch Ausgasen von CO₂ in dem Getränkebehälter wirkende Überdruck den Ventilschieber des Flüssigkeitsentnahmeventils mit einer vergleichsweise großen Kraft gegen seinen Ventilsitz drückt, und dass ein Herunterdrücken desselben in Öffnungsrichtung nur mit einer unvorteilhaft großen, entgegengerichteten Betätigungskraft möglich ist. Mit Hilfe eines gesonderten Ventils, welches ebenfalls durch eine Krafteinwirkung auf den Deckel in Öffnungsrichtung betätigt wird, kann der hohe Überdruck im Getränkebehälter soweit abgebaut werden, dass die Kraft zum Betätigen des Ventilschiebers in Öffnungsrichtung mit einer vergleichsweise geringen Kraft erfolgen kann.
Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 daher aus von einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung für einen eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter, mit einer auf dem offenen Ende des Behälters befestigbaren Deckelbasis, welche eine axiale Öffnung aufweist, mit einem bistabilen Deckel, der nach Einwirken einer ersten Axialkraft in einem ersten stabilen Zustand eine konkave Geometrie und nach Einwirken einer zweiten Axialkraft in seinem zweiten stabilen Zustand eine konvexe Geometrie aufweist, wobei der Deckel die axiale Öffnung der Deckelbasis von oben abdeckt, sowie mit einem Ventilschieber, der an seiner Oberseite mit der Unterseite des Deckels verbunden ist und die axiale Öffnung in der Deckelbasis durchdringt, und bei dem ein radial äußerer Abdichtabschnitt an eine axial untere Dichtfläche der Deckelbasis abdichtend anlegbar ist. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist außerdem vorgesehen, dass an dem Ventilschieber dieses Flüssigkeitsentnahmeventils ein Druckentlastungsventil ausgebildet ist, welches ebenso wie der Ventilschieber des Flüssigkeitsentnahmeventils durch Einwirken einer axialen Kraft auf den Deckel in Öffnungsrichtung betätigt wird, wobei jedoch das Druckentlastungsventil zeitlich vor dem Ventilschieber in Öffnungsrichtung betätigt wird.
Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass vor dem Betätigen des Ventilschiebers des Flüssigkeitsentnahmeventils, also vor dem eine Flüssigkeitsentnahme ermöglichenden Öffnen der Vorrichtung, zuerst der Überdruck in dem Behälter abgebaut wird. Dadurch, dass das Druckentlastungsventil nur zur Druckentlastung und nicht zur Entnahme der Flüssigkeit ausgebildet ist, kann dieses vergleichsweise klein sein, so dass auch die von dem Überdruck in dem Behälter auf dieses Druckentlastungsventil wirkenden Schließkräfte vergleichsweise gering sind. Daher lässt sich dieses Druckentlastungsventil auch mit einer geringen Axialkraft auf den Deckel öffnen.
Dadurch, dass die Öffnungsbetätigung des Druckentlastungsventils in der gleichen Weise erfolgt wie die Öffnungsbetätigung des Ventilschiebers des Flüssigkeitsentnahmeventils, nämlich durch das Ausüben einer Axialkraft auf den bistabilen Deckel, merkt der Endverbraucher nicht, dass innerhalb der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zwei Ventile geöffnete werden. Er hört bei einer Erstbetätigung lediglich bei der Ausübung einer ersten, geringen Axialkraft ein Zischen, welches ihm die Unversehrtheit des Getränkebehälters signalisiert. Bei einem dann weiteren Ausüben der Axialkraft auf den Deckel wird der Getränkebehälter zur Entnahme der Flüssigkeit geöffnet.
Vorteilhaft an der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist auch, dass beide Ventile, nämlich das Ventil zur Druckentlastung und das Ventil zur Flüssigkeitsentnahme, ineinander integriert sind, so dass die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung mit vergleichsweise wenigen Bauteilen auskommt und einen nur geringen Bauraum benötigt.
In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass an der Unterseite des Deckels ein axial ausgerichteter Stift angeordnet ist, der zur Betätigung des Druckentlastungsventils dient, indem mit diesem die auf den bistabilen Deckel wirkende Axialkraft weitergeleitet wird. Weiter ist bei diesem konkreten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Ventilschieber eine zentrale Entgasungsöffnung aufweist, in welcher der Stift mit radialem Spiel axial beweglich aufgenommen ist. Eine elastische Dichtkappe des Druckentlastungsventils ist an der Unterseite des Ventilschiebers die zentrale Entgasungsöffnung radial übergreifend befestigt. Zudem hat die elastische Dichtkappe zumindest ein Loch, durch das bei einer Druckentlastung des Behälters Gas nach außen entweichen kann. Die elastische Dichtkappe liegt im geschlossenen Zustand des Druckentlastungsventils an der Unterseite des Ventilschiebers abdichtend an, während sie zum Abbau eines im Behälter vorhandenen Gasüberdrucks von dem Stift axial ausgelenkt soweit von der Unterseite des Ventilschiebers abheben kann, dass das zumindest eine Loch den Innenraum des Behälters mit der Umgebung des Behälters verbindet.
Hierbei kann weiter vorgesehen sein, dass die Dichtkappe mit ihrer deckelnahen Oberseite an einem Ventilsitz des Ventilschiebers anliegt, der radial innen die zentrale Entgasungsöffnung aufweist. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass die Dichtfläche für die Dichtkappe am Ventilsitz des Ventilschiebers konisch ausgebildet ist.
Die Dichtkappe hat vorzugsweise eine kreisförmige Umfangsgeometrie, mit einem radial außen ausgebildeten Befestigungsabschnitt, mit einem radial innen ausgebildeten Betätigungsabschnitt sowie mit einem zwischen diesen beiden Abschnitten ausgebildeten Ventilabschnitt mit dem wenigstens einen Loch. Dieser Ventilabschnitt mit dem zumindest einen Loch ist als elastische Haut ausgebildet. Um einerseits eine sichere Befestigung an der Unterseite des Ventilschiebers und anderseits ein problemloses Offenhalten des wenigstens einen Lochs in der Dichtkappe während des Öffnens des Druckentlastungsventils gewährleisten zu können, ist vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt und der Betätigungsabschnitt dicker und damit steifer als der Ventilabschnitt mit dem Loch ausgebildet sind. Vorzugsweise ist dabei der Befestigungsabschnitt der Dichtkappe ringförmig und der Betätigungsabschnitt der Dichtkappe kreisförmig ausgebildet. Die vergrößerte Dicke bzw. Steifigkeit des zentralen Betätigungsabschnitts der Dichtkappe sowie dessen Kreisgeometrie gewährleistet, dass bei einem Betätigungskontakt mit dem deckelfernen Ende des Stifts die elastische Dichtkappe nicht zerreißt.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass radial außerhalb des Ventilsitzes des Druckentlastungsventils zwischen dem Ventilabschnitt der Dichtkappe und dem Ventilschieber ein Ringraum ausgebildet ist, der unabhängig vom Betätigungszustand der Vorrichtung über das zumindest eine Loch in der Dichtkappe mit dem Innenraum des Behälters in Strömungsverbindung ist. Dieser Ringraum verbessert das Abströmen von unter einem Überdruck stehendem Gas aus dem Behälter.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Ventilschieber an seinem radial äußeren Ende ein Dichtmittel aufweist, welches an die axial gegenüber liegende Dichtfläche der Deckelbasis dichtend anlegbar ist. Dadurch wird verhindert, dass in dem Behälter gespeicherte Flüssigkeit aus diesem austreten kann, wenn die Vorrichtung geschlossen ist, denn der Überdruck im Behälter drückt den Ventilschieber gegen seinen Dichtsitz an der Deckelbasis.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Deckelbasis im Bereich ihrer axialen Öffnung ein nach axial außen ragendes Widerlager aufweist, an deren Oberseite der bistabile Deckel bei einer Betätigungsbewegung axial abstützbar ist. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn vorgesehen ist, dass der Deckel an seiner Unterseite eine nach axial innen ragenden Zentriervorrichtung aufweist, die in Bezug zum Widerlager radial innen angeordnet ist und mit der Deckelbasis den Deckel bzw. den Stift zentrieren zusammenwirkt.
Schließlich wird es als vorteilhaft beurteilt, wenn der Ventilschieber über Verbindungsstege mit der Unterseite des Deckels verbunden ist, und dass zwischen den Verbindungsstegen ein radialer Durchlass zum Abfließen von Flüssigkeit nach außen gebildet ist.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigefügt, die eine erfindungsgemäß ausgebildete Verschließ- und Öffnungsvorrichtung in drei verschiedenen Betätigungszuständen zeigt. Demnach zeigt
1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Verschließ- und Öffnungsvorrichtung im geschlossenen Zustand,
2 die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß 1 bei einer Betätigung eines Druckentlastungsventils, und
3 die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß 1 im vollständig geöffneten Zustand.
Die in 1 dargestellte Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 1 ist mit ihrer Deckelbasis 3 mit einem zylindrischen Getränkebehälter 2 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden. Von diesem Getränkebehälter 2 ist nur dessen kreisförmige Wand sowie der Flüssigkeitsspiegel (gestrichelte Linie) einer darin aufgenommenen Flüssigkeit erkennbar. Zur Befestigung wird der radial äußere Rand 30 der Deckelbasis 3 an der Wand des Getränkebehälters 2 festgebördelt. Außerdem verfügt die Deckelbasis 3 an ihrem radial äußeren Rand 30 über eine in Richtung zur Wand des Getränkebehälters 2 offene Entlastungsnut, in die das axial freie Ende des Getränkebehälters 2 hinein ragt.
Die Deckelbasis 3 hat eine kreisförmige Umfangsgeometrie und verfügt radial innen über eine axiale Öffnung 31, die axial außen durch ein ringförmiges Widerlager 4 und axial innen durch einen Ventilsitz 5 begrenzt ist. Das Widerlager 4 ist so ausgebildet, dass die in dem Getränkebehälter 2 vorhandene Flüssigkeit das Widerlager 4 passieren kann, also den Getränkebehälter 2 verlassen kann. Dazu besteht das Widerlager 4 beispielsweise aus einer Mehrzahl von Stegen, die unter Einhaltung eines Abstandes kreisförmig an der Oberseite der Deckelbasis 3 angeordnet sind.
An dem Widerlager 4 stützt sich bei dessen Öffnen ein bistabiler Deckel 12 ab, der in 1 in einem geschlossen Zustand, in 2 während einer Druckentlastungsbetätigung und in 3 im geöffneten Zustand gezeigt ist. An der Unterseite des Deckels 12 ist im Bereich des Widerlagers 4 der Deckelbasis 3 eine nach axial innen ragende Zentriervorrichtung 13 ausgebildet, die mit dem Widerlager 4 zusammenwirkt und dabei den Deckel 12 zentrisch an der Deckelbasis 3 positioniert. Radial außen weist der Deckel eine Verdickung 14 auf, welche im geschlossenen Zustand des Deckels 12 auf der Oberseite der Deckelbasis 3 aufliegt und die Dichtwirkung des Deckels erhöht.
Der Deckel 12 ändert seine Geometrie, wenn auf dessen Oberseite eine Axialkraft F mittig einwirkt. Im geschlossenen Zustand hat der Deckel 12 eine konvexe Geometrie. Bei der Ausübung der Axialkraft F auf die Mitte des Deckels 12 formt sich dieser unter Abstützung an dem Widerlager 4 konkav um, so dass sein radial außen liegender Rand von der Deckelbasis 3 abhebt und die Entnahme einer Flüssigkeit aus dem Getränkebehälter 2 ermöglicht. Durch Ausüben einer Axialkraft F auf den Rand des Deckels 12 formt sich dieser unter Abstützung an dem Widerlager 4 konvex um, so dass sein radial außen liegender Rand auf der Oberseite der Deckelbasis 3 abdichtend zu Anlage gelangt. Dieses Konstruktionsprinzip ist an sich aus der DE 10 2009 025 316 A1 bekannt.
Der Deckel 12 ist axial innen, also in Richtung zum Hohlraum des Getränkebehälters 2, über zumindest einen Verbindungssteg 11 mit einem Ventilschieber 7 eines Flüssigkeitsentnahmeventils verbunden, der im Querschnitt etwa hutförmig ausgebildet und axialbeweglich durch die Öffnung 31 der Deckelbasis 3 gesteckt ist. Der zumindest einen Verbindungssteg 11 weist zumindest einen radialen Durchlass 24 zum Abströmen von Gas 29 aus dem Getränkebehälter 2 auf.
Der radial äußere Rand 8 des Ventilschiebers 7 liegt im geschlossenen Zustand der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 1 an einer Dichffläche 6 des Ventilsitzes 5 der Deckelbasis 3 an. Zu Erzielung besonders guter Dichteigenschaften weist der radial äußere Rand 8 des Ventilschiebers 7 eine Ringnut 23 auf, in die ein Dichtmittel 22 eingesetzt oder angespritzt ist. Der Ventilschieber 7 wird durch den konvex geformten, unter Vorspannung stehenden Deckel 12 in seiner Schließstellung an der Unterseite der Deckelbasis 3 gehalten. Ein in dem Getränkebehälter 2 vorhandener Gasüberdruck P3 gegenüber dem Umgebungsdruck P1 drückt den radial äußere Rand 8 des Ventilschiebers 7 zusätzlich mit einer vergleichsweise großen Schließkraft gegen den Ventilssitz 5 der Deckelbasis 3.
An den radial äußeren Rand 8 des Ventilschiebers 7 schließt sich nach radial innen ein konischer Abschnitt 9 an, der in einen radial mittleren, ringförmigen Abschnitt 10 des Ventilschiebers 7 übergeht. An diesem radial mittleren Abschnitt 10 sind die bereits erwähnten Verbindungsstege 11 ausgebildet, welche den Ventilschieber 7 mit der Unterseite des Deckels 12 verbinden.
Im Zentrum des Ventilschiebers 7 ist eine Entgasungsöffnung 32 ausgebildet. Durch diese Entgasungsöffnung 32 ist ein Stift 15 axial beweglich gesteckt, der an der Unterseite des Deckels 12 ausgebildet ist. Der Stift 15 ist in der Entgasungsöffnung 32 mit radialem Spiel S aufgenommen, so dass ein in dem Getränkebehälter 2 befindliches Gas an dem Stift 15 vorbei in die Umgebung abströmen kann.
Da es gewollt ist, dass die in dem Getränkebehälter 2 befindliche Flüssigkeit vor der Erstbetätigung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 1 unter einem vergleichsweise hohen Gasüberdruck P3 steht, und dieser Gasüberdruck P3 vor dem Ausgießen der Flüssigkeit aus dem Getränkebehälter 2 auf den Umgebungsdruck P1 abgebaut werden muss, verfügt die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 1 über ein Druckentlastungsventil 18, dass an dem Ventilschieber 7 ausgebildet ist. Ein wesentlicher Bestandteil des Druckentlastungsventils 18 ist eine Dichtkappe 17 bzw. flexible Membrandichtung, die in der Schließstellung des Druckentlastungsventils 18 an einem Ventilsitz 28 abdichtend anliegt. Dieser Ventilsitz 28 ist zentrisch an dem Ventilschieber 7 ausgebildet und erstreckt sich im Bereich der Entgasungsöffnung 31 von dem Deckel 12 weg.
Die Dichtkappe 17 ist an der deckelfernen Unterseite des Ventilschiebers 7 befestigt. Sie weist eine kreisförmige Außengeometrie auf und verfügt radial außen über einen Befestigungsabschnitt 19. In ihrem Zentrum ist ein Betätigungsabschnitt 33 ausgebildet, auf den das freie axiale Ende 16 des durch die Entgasungsöffnung 31 im Ventilschieber 7 geführten Stifts 15 mit einer Betätigungskraft wirken kann.
Der Befestigungsabschnitt 19 und der Betätigungsabschnitt 33 der Dichtkappe 17 weisen eine größere Materialstärke auf als der zwischen diesen beiden Anschnitten 19, 33 liegende Ventilabschnitt 34, der als eine elastische Haut 20 ausgebildet ist. In dieser Haut 20 ist wenigstens ein Loch 21 vorhanden, durch welches unter einem Überdruck P3 stehendes Gas über das Druckentlastungsventil 18 und die Entgasungsöffnung 31 im Ventilschieber 7 den Getränkebehälter 2 verlassen kann.
Weiter zeigen die 1 bis 3, dass radial außerhalb des Ventilsitzes 28 zwischen dem elastischen Ventilabschnitt 34 bzw. der Haut 20 und dem Ventilschieber 7 ein Ringraum 25 ausgebildet ist, der unabhängig vom Betäti gungszustand der Vorrichtung 1 über das zumindest eine Loch 21 in der Haut 20 der Dichtkappe 17 mit dem Innenraum des Getränkebehälters 2 in Strömungsverbindung ist. Hierdurch wird bei geöffneten Druckentlastungsventil 18 ein problemloses Abströmen von Gas aus dem Getränkebehälter 2 in die Umgebung sichergestellt.
Die Funktionsweise der in den 1 bis 3 abgebildeten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 1 ist nun folgende:
Ausgehend von dem in 1 dargestellten geschlossenen Zustand der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung 1 wird wie in 2 gezeigt auf die Mitte des Deckels 12 eine vergleichsweise geringe Axialkraft F ausgeübt. Diese Axialkraft F wird von dem Deckel 12 über dessen Stift 15 auf den Betätigungsabschnitt 33 der Dichtkappe 17 des Druckentlastungsventils 18 übertragen. Dadurch hebt der Ventilabschnitt 34 mit der elastischen Haut 20 von dem Ventilsitz 28 am Ventilschieber 7 ab und das unter einem Überdruck P3 stehende Gas im Getränkebehälter 2 strömt mit einem mittleren Druck P2 gemäß den Strömungspfeilen 29 durch die Löcher 21 in der Haut 20, den Ringraum 25 zwischen der Haut 20 und dem Ventilschieber 7, der Entgasungsöffnung 32, den Ringraum 26 zwischen Ventilschieber 7 und Deckel 12, die Durchlassöffnungen 24 zwischen den Stegen 11 sowie dem leicht angehobenen Deckelrand ab. Dadurch wird in dem Getränkebehälter 2 der Überdruck P3 über einen Zwischendruck P2 zum Umgebungsdruck P1 abgebaut. Der so entlastete Ventilschieber 7 kann dann mit einer vergleichsweise geringen axialen Betätigungskraft F auf den Deckel 12 geöffnet werden.
Von Bedeutung für die Erfindung ist, dass durch Ausüben einer axialen Kraft F auf die Mitte des Deckels 12 nacheinander sowohl das Druckentlastungsventil 18 als auch der Ventilschieber 7 des Flüssigkeitsentnahmeventils betätigt werden kann.

1: Verschließ- und (Öffnungsvorrichtung
2: Getränkebehälter, Behälterwand
3: Deckelbasis
4: Widerlager
5: Ventilsitz
6: Dichtfläche
7: Ventilschieber
8: Radial äußerer Abschnitt des Ventilschiebers
9: Konischer Abschnitt des Ventilschiebers
10: Ringförmiger, radial innerer Abschnitt des Ventilschiebers
11: Verbindungssteg am Ventilschieber
12: Bistabiler Deckel
13: Zentrierring, Zentriervorrichtung am Deckel
14: Verdickung am Außenumfang des Deckels
15: Stift am Deckel
16: Deckelfernes Ende des Stifts
17: Elastische Dichtkappe, flexible Membrandichtung
18: Druckentlastungsventil
19: Befestigungsabschnitt radial außen an der Dichtkappe
20: Elastische Haut der Dichtkappe bzw. Membrandichtung
21: Loch an der Dichtkappe bzw. Membrandichtung
22: Dichtring am Ventilschieber
23: Ringnut am Abschnitt 8 des Ventilschiebers
24: Durchlass zwischen den Stegen 11
25: Ringraum zwischen Haut 20 und Abschnitt 10 des Ventilschiebers
26: Ringraum zwischen Deckel 12 und Abschnitt 10 des Ventilschiebers
27: Radiales Spiel zwischen Abschnitt 10 und Stift 15
28: Ventilsitz für die Haut am Ventilschieber
29: Strömungspfeil, Entweichendes Gas
30: Radial äußerer Rand der Deckelbasis
31: Axiale Öffnung in der Deckelbasis
32: Zentrale Entgasungsöffnung im Ventilschieber
33: Betätigungsabschnitt der Dichtkappe
34: Ventilabschnitt der Dichtkappe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005015505 A1 [0003]
- DE 102007018728 A1 [0004, 0005]
- DE 102008056301 A1 [0006, 0006]
- DE 102009025316 A1 [0009, 0010, 0011, 0032]

Claims

Verschließ- und Öffnungsvorrichtung (1) für einen eine Flüssigkeit aufnehmenden Behälter (2), mit einer auf dem offenen Ende des Behälters befestigbaren Deckelbasis (3), welche eine axiale Öffnung (31) aufweist, mit einem bistabilen Deckel (12), der nach Einwirken einer ersten Axialkraft (F) in einem ersten stabilen Zustand eine konkave Geometrie und nach Einwirken einer zweiten Axialkraft in seinem zweiten stabilen Zustand eine konvexe Geometrie aufweist, wobei der Deckel (12) die axiale Öffnung (31) der Deckelbasis (3) von oben abdeckt, sowie mit einem Ventilschieber (7), der an seiner Oberseite mit der Unterseite des Deckels (12) verbunden ist und die axiale Öffnung (31) in der Deckelbasis (3) durchdringt, und bei dem ein radial äußerer Abschnitt (8) an eine axial untere Dichffläche (6) der Deckelbasis (3) abdichtend anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilschieber (7) dieses Flüssigkeitsentnahmeventils ein Druckentlastungsventil (18) ausgebildet ist, welches ebenso wie der Ventilschieber (7) des Flüssigkeitsentnahmeventils durch Einwirken einer axialen Kraft (F) auf den Deckel (12) in Öffnungsrichtung betätigt wird, wobei jedoch das Druckentlastungsventil (18) zeitlich vordem Ventilschieber (7) in Öffnungsrichtung betätigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Deckels (12) ein axial ausgerichteter Stift (15) angeordnet ist, dass der Ventilschieber (7) eine zentrale Entgasungsöffnung (32) aufweist, in welcher der Stift (15) mit radialem Spiel (S) axial beweglich aufgenommen ist, dass eine Dichtkappe (17) an der Unterseite des Ventilschiebers (7) die zentrale Entgasungsöffnung (32) radial übergreifend befestigt ist, dass die Dichtkappe (17) in einem elastischen Bereich als eine Haut (20) ausgebildet ist, in der zumindest ein Loch (21) vorhanden ist, dass die elastische Haut (20) im geschlossenen Zustand des Druckentlastungsventils (18) an der Unterseite des Ventilschiebers (7) abdichtend anliegt, und dass die elastische Haut (20) zum Abbau eines im Behälter (2) vorhandenen Gasüberdrucks (P3) vom Stift (15) axial ausgelenkt soweit von der Unterseite des Ventilschiebers (7) abheben kann, dass das zumindest eine Loch (21) den Innenraum des Behälters (2) mit der Umgebung des Behälters verbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkappe (17) im geschlossenen Zustand des Druckentlastungsventils (18) mit ihrer deckelnahen Oberseite an einem Ventilsitz (28) des Ventilschiebers (7) anliegt, der radial innen die zentrale Entgasungsöffnung (32) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche für die Haut (20) am Ventilsitz (28) des Ventilschieber (7) konisch ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkappe (17) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet ist, mit einem radial außen ausgebildeten Befestigungsabschnitt (19), mit einem radial innen ausgebildeten Betätigungsabschnitt (33) sowie mit einer zwischen diesen Abschnitten (19, 33) ausgebildeten elastischen Ventilabschnitt (34) mit dem wenigstens einen Loch (21), wobei der Befestigungsabschnitt (19) und der Betätigungsabschnitt (33) dicker als die Haut (20) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (19) der Dichtkappe (17) ringförmig und der Betätigungsabschnitt (33) kreisförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (15) mit seinem deckelfernen Ende (16) auf den Betätigungsabschnitt (33) der Dichtkappe (17) wirkt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb des Ventilsitzes (28) zwischen dem Ventilabschnitt (34) der Dichtkappe (17) und dem Ventilschieber (7) ein Ringraum (25) ausgebildet ist, der unabhängig vom Betätigungszustand der Vorrichtung (1) über das zumindest eine Loch (21) in der Haut (20) der Dichtkappe (17) mit dem Innenraum des Behälters (2) in Strömungsverbindung ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (7) an seinem radial äußeren Ende ein Dichtmittel (22) aufweist, welches an die axial gegenüber liegende Dichtfläche (6) der Deckelbasis (3) anlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelbasis (3) im Bereich ihrer axialen Öffnung (31) ein nach axial außen ragendes Widerlager (4) aufweist, an deren Oberseite der bistabile Deckel (12) bei einer Betätigungsbewegung axial abstützbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) an seiner Unterseite eine nach axial innen ragenden Zentriervorrichtung (13) aufweist, die in Bezug zum Widerlager (4) radial innen angeordnet ist und mit der Deckelbasis (3) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschieber (7) über Verbindungsstege (11) mit der Unterseite des Deckels (12) verbunden ist, und dass zwischen den Verbindungsstegen (11) ein radialer Durchlass (24) zum Abfließen von Flüssigkeit gebildet ist.