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Die Erfindung betrifft eine Verschlusseinrichtung für einen Getränkebehälter. Die Verschlusseinrichtung umfasst einen Verschlusskörper und einen Verschlussdeckel, wobei der Verschlussdeckel zwischen einem Flusszustand und einem Dichtzustand drehbar gegenüber dem Verschlusskörper gelagert ist. Ein Flüssigkeitskanal des Verschlusskörpers ist im Flusszustand frei und im Dichtzustand verschlossen.
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Verschlusseinrichtungen für Getränkebehälter sind oft komplexe Konstruktionen mit einer Vielzahl an funktionellen Komponenten und/oder beruhen auf komplexen Mechanismen, wodurch eine intuitive Handhabung erschwert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach zu bedienende und leicht zu reinigende Verschlusseinrichtung für einen Getränkebehälter vorzustellen. Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung weist eine Führungseinrichtung zwischen dem Verschlussdeckel und dem Verschlusskörper auf, wobei die Führungseinrichtung eine erste Vorzugsposition und eine zweite Vorzugsposition umfasst, mit denen der Dichtzustand und der Flusszustand definiert werden.
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Verschließbare Getränkebehälter haben zwei wesentliche Benutzungszustände, wobei der Behälter in einem Zustand dichtend verschlossen ist und im anderen Zustand Flüssigkeit aus dem Behälter fließen kann. Diese zwei Zustände sind dem Benutzer der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung beim Drehen an dem Verschlussdeckel anhand zweier Vorzugspositionen erkennbar.
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Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Verschlusskörper bezeichnet die Komponente der Verschlusseinrichtung, die zu einem Unterteil eines Getränkebehälters passt und mit dem eine Öffnung des Unterteils abgedichtet werden kann. In dem Verschlusskörper können ein Flüssigkeitskanal und/oder ein Luftkanal ausgebildet sein.
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Als Verschlussdeckel wird eine Komponente der Verschlusseinrichtung bezeichnet, die mit dem Verschlusskörper zusammenwirkt, wobei der Verschlussdeckel drehbar gegenüber dem Verschlusskörper gelagert sein kann. Der Verschlussdeckel kann in einem Dichtzustand einen oder mehrere Kanäle des Verschlusskörpers dichtend verschließen und in einem Flusszustand einen oder mehrere Kanäle derart freilegen, dass Flüssigkeit aus dem Getränkebehälter fließen kann. Der Getränkebehälter kann an den Mund angesetzt werden, so dass der Nutzer direkt aus dem Getränkebehälter trinken kann. Möglich ist auch, die Flüssigkeit aus dem Getränkebehälter in ein anderes Gefäß umzufüllen.
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Der Dichtzustand und der Flusszustand können jeweils einer Winkelposition oder einem um diese Winkelposition zentrierten Winkelbereich der Rotation zwischen dem Verschlussdeckel und dem Verschlusskörper entsprechen. Die für den Dichtzustand einzustellende Winkelposition kann weniger als eine halbe Umdrehung, beispielsweise eine viertel Umdrehung von der für den Flusszustand einzustellenden Winkelposition entfernt sein.
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Eine Führungseinrichtung bezeichnet einen Mechanismus, der eine oder mehrere Winkelpositionen zwischen dem Verschlussdeckel und dem Verschlusskörper auszeichnet und dem Benutzer erkennbar macht. Eine solchermaßen erkennbar gemachte Winkelposition wird als Vorzugsposition bezeichnet. Eine erste und eine zweite Vorzugsposition können jeweils eine für den Dichtzustand beziehungsweise für den Flusszustand einzustellende Winkelposition markieren.
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Eine Vorzugsposition kann taktil erkennbar sein; beispielsweise kann der Drehwiderstand beim Verlassen der Vorzugsposition größer sein, als der Drehwiderstand beim Erreichen der Vorzugsposition.
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Die Führungseinrichtung kann als Gleitführung ausgebildet sein, bei der auf dem Betätigungsweg zwischen dem Dichtzustand und dem Flusszustand ein Führungsglied des Verschlussdeckels mit einem Führungsglied des Verschlusskörpers in Eingriff ist. Die Führungseinrichtung kann einer Relativbewegung zwischen dem Verschlussdeckel und dem Verschlusskörper eine vorgegebene Reibungskraft entgegengesetzten, relativ zu der die Vorzugsposition definiert ist. Die Reibungskraft kann über den Betätigungsweg zwischen dem Dichtzustand und dem Flusszustand konstant sein. Dies kann für beide Bewegungsrichtungen des Betätigungswegs gelten. Die Vorzugspositionen gehören nicht zum Betätigungsweg in diesem Sinne.
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Die Führungseinrichtung kann so gestaltet sein, dass der Drehwiderstand beim Übergang von dem Betätigungsweg und zu der ersten Vorzugsposition und/oder zu der zweiten Vorzugsposition geringer wird. Auf der von dem Betätigungsweg abgewandten Seite können die erste Vorzugsposition und/oder die zweite Vorzugsposition durch einen Anschlag der Führungseinrichtung begrenzt sein. Die Anschläge können als Führungsanschläge oder als Endanschläge gestaltet sein. Ein Endanschlag verhindert auch bei Anwendung einer erhöhten Kraft eine weitere Relativbewegung zwischen dem Verschlussdeckel und dem Verschlusskörper. Ein Führungsanschlag kann durch erhöhten Kraftaufwand überwunden werden. Ein Führungsanschlag kann beidseitig wirken, so dass er sowohl beim Verlassen der Vorzugsposition in die dem Betätigungsweg entgegengesetzte Richtung als auch beim Annähern an die Vorzugsposition aus der dem Betätigungsweg entgegengesetzten Richtung durch erhöhten Kraftaufwand überwunden werden kann. Wenn eine Vorzugsposition durch Überwinden eines Führungsanschlags überwunden wird, kann ein Bewegungspfad freigegeben werden, entlang dem der Verschlussdeckel von dem Verschlusskörper getrennt werden kann. In einer Ausführungsform ist die dem Flusszustand entsprechende Vorzugsposition durch einen Führungsanschlag begrenzt und die dem Dichtzustand entsprechende Vorzugsposition durch einen Endanschlag begrenzt.
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Ein Führungsanschlag kann beispielsweise als konvexe Wölbung mit geringerer Höhe und/oder mit sanften Flanken ausgebildet sein; ein Endanschlag kann beispielsweise als konvexe Wölbung mit grö-ßerer Höhe und/oder mit Kanten ausgebildet sein.
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Die Führungseinrichtung kann so gestaltet sein, dass beim Übergang von einer Vorzugsposition zu dem Betätigungsweg ein erhöhter Widerstand zu überwinden ist. Die zum Überwinden des erhöhten Widerstands erforderliche Kraft kann kleiner sein als die zum Überwinden eines Führungsanschlags erforderliche Kraft.
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Ein erstes Führungsglied der Führungseinrichtung kann als zu der Drehachse des Verschlussdeckels konzentrische Führungsfläche ausgebildet sein. Ein Abschnitt der Führungsfläche kann den Betätigungsweg definieren. Die erste Vorzugsposition und/oder die zweite Vorzugsposition können als gegenüber der Führungsfläche zurückversetzte Abschnitte gestaltet sein. Ein Anschlag kann als relativ zu der Führungsfläche vorspringender Abschnitt ausgebildet sein. In einer Ausführungsform ist die Führungsfläche an dem Verschlusskörper angeordnet.
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Die Führungsfläche kann eine Umfangsfläche in Bezug auf die Drehachse des Verschlussdeckels sein. Die Führungsfläche kann sich abschnittsweise entlang von zwei zur Drehachse konzentrischen Kreisen erstrecken. Die Radien der zwei Kreise können innerhalb eines Abschnitts identisch oder voneinander verschieden sein; die Radien der Kreise können in unterschiedlichen Abschnitten verschiedene Werte annehmen.
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Eine Vorzugsposition kann als zurückversetzter Abschnitt der Führungsfläche definiert sein. Ein zurückversetzter Abschnitt kann eine konkave Wölbung auf einer dem zweiten Führungsglied zugewandten Seite der Führungsfläche sein, wobei die Wölbung im Querschnitt stetig, also mit sanfte Flanken, und/oder unstetig, also mit kantigem Profil, ausgebildet sein kann. In einer bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die erste, als auch die zweite Vorzugsposition als zurückversetzte Abschnitte der Führungsfläche definiert.
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Das zweite Führungsglied kann als Führungskörper ausgebildet sein, wobei der Führungskörper mit der Führungsfläche zusammenwirken kann. Das Zusammenwirken kann über eine Gleitfläche des Führungskörpers erfolgen, wobei die Gleitfläche ganz oder über Unterabschnitte mit der Führungsfläche in Kontakt stehen kann. Zu einer ebenen oder konzentrisch zur Drehachse gebogenen Führungsfläche kann die Gleitfläche über einen ersten Unterabschnitt der Gleitfläche in Kontakt stehen. Entlang des Drehpfades, in Drehrichtung und/oder gegen die Drehrichtung, kann sich ein zweiter Unterabschnitt der Gleitfläche stetig an den ersten Unterabschnitt anschließen, wobei sich der Abstand zwischen der Gleitfläche und der ebenen oder konzentrisch gebogenen Führungsfläche im zweiten Unterabschnitt mit zunehmender Entfernung von dem ersten Unterabschnitt entlang des Drehpfades stetig vergrößern kann. Ein Querschnitt durch die Gleitfläche entlang des Drehpfades kann beispielsweise eine V-Form oder eine Y-Form aufweisen. Die konvexe Wölbung eines Führungsanschlags kann mit dem zweiten Unterabschnitt der Gleitfläche des Führungskörpers in Kontakt treten, wobei eine weitere Drehung in Richtung des Führungsanschlags die Fläche des Kontakts von dem zweiten Unterabschnitt in den ersten Unterabschnitt verschieben kann.
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Die drehbare Lagerung zwischen dem Verschlussdeckel und dem Verschlusskörper kann als Gewindelagerung ausgebildet sein. Das Außengewinde kann am Verschlussdeckel oder am Verschlusskörper ausgebildet sein. Das Gewinde kann ein Rechtsgewinde oder ein Linksgewinde sein; in einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gewinde ein Rechtsgewinde. Drehen von der Vorzugsposition des Dichtzustands in die Vorzugsposition des Flusszustands kann ein Ausschrauben oder Einschrauben des Verschlussdeckels gegenüber dem Verschlusskörper bedeuten; in einer bevorzugten Ausführungsform bedeutet die Drehung vom Dichtzustand in den Flusszustand ein Ausschrauben.
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Die Gewindesteigung kann so bemessen sein, dass die Führungseinrichtung mit einem Drehwinkel von nicht mehr als 360° axial außer Eingriff gebracht wird. Beispielsweise kann der Führungskörper beim Einschrauben einen Endanschlag axial versetzt passieren und nach einer ganzen Umdrehung an dem Endanschlag anstoßen.
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Ein Dichtglied das Verschlussdeckels kann im Dichtzustand dichtend auf einer oder mehreren Öffnungen im Verschlusskörper aufliegen und im Flusszustand axial von diesen Öffnungen beabstandet sein. Der axiale Abstand kann über die Kopplung von Drehbewegung und axialer Bewegung in einer Gewindelagerung oder auf andere Weise umgesetzt werden. Das Dichtglied kann beispielsweise aus Silikon oder Gummi bestehen. Von Vorteil ist es, wenn der Verschlussdeckel mit dem Dichtglied in einem ZweiKomponenten-Spritzgussverfahren hergestellt werden kann. Dies wird beispielsweise möglich, wenn für das Dichtglied ein thermoplastisches Elastomer (TPE) verwendet wird. Auch der Verschlusskörper kann ein Spritzgussteil sein. Die Verschlusseinrichtung insgesamt kann demnach aus zwei Spritzgussteilen zusammengesetzt sein.
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Die Öffnungen in dem Verschlusskörper können zu einem Luftkanal und einem Flüssigkeitskanal gehören, wobei der Luftkanal dem Druckausgleich beim Ausgießen von Flüssigkeit aus dem Getränkebehälter durch den Flüssigkeitskanal dienen kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Dichtglied des Verschlusskörpers im Flusszustand in zur Drehachse senkrechte Richtungen von einer oder mehreren Öffnungen im Verschlusskörper beabstandet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtglied im Flusszustand axial von dem Flüssigkeitskanal sowie dem Luftkanal und zusätzlich entlang des Drehpfades von dem Flüssigkeitskanal beabstandet.
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Der Verschlussdeckel kann von dem Verschlusskörper vollständig trennbar sein. Die Verschlusseinrichtung kann nach der Trennung aus zwei Teilen bestehen. Das Trennen kann beispielsweise eine Reinigung der Verschlusseinrichtung erleichtern. Der Trennvorgang kann beispielsweise durch Ziehen an dem Verschlussdeckel, vorzugsweise durch Verdrehen des Verschlussdeckels hinaus aus dem Betätigungsweg vollzogen werden.
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Der Flüssigkeitskanal und/oder der Luftkanal können in einer Endfläche an der Oberseite des Verschlusskörpers münden; die Oberseite des Verschlusskörpers bezeichnet hierbei die dem Getränkebehälter abgewandte Seite. Die Endfläche kann gebogen sein und/oder eine schräge Orientierung aufweisen; in einer bevorzugten Ausführungsform ist die Endfläche eben und verläuft senkrecht zu der Achse der Drehung zwischen Verschlussdeckel und Verschlusskörper. Der Verschlussdeckel kann ein zu der Endfläche passendes Dichtglied aufweisen, wobei das Dichtglied im Dichtzustand die Kanalmündungen in der Endfläche abdichtet und eine Drehung des Verschlussdeckels gegenüber dem Verschlusskörper zulässt.
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Die Endfläche kann einen beliebigen Abschnitt der Oberseite des Verschlusskörpers einnehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Endfläche radial außerhalb der Führungseinrichtung angeordnet. Ein Vorteil der radialen Anordnung liegt darin, genug Fläche für die Kanalmündungen jenseits der Lagerung des Verschlussdeckels in der Achsregion sicherzustellen; zudem kann eine radial gelegene Öffnung entlang eines Drehpfades beispielsweise von einem Dichtglied bedeckt und wieder freigelegt werden.
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Das Führungsglied des Verschlusskörpers kann auf axialer Höhe der Endfläche oder direkt auf der Endfläche ausgebildet sein. Alternativ ist das Führungsglied des Verschlusskörpers in axialer Richtung gegenüber der Endfläche versetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Führungsglied in axialer Richtung gegenüber der Endfläche zurückversetzt, was einer Verschiebung in Richtung der Unterseite des Verschlusskörpers gleichkommt.
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Der Verschlusskörper und der Verschlussdeckel können beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Flächen, die im Gebrauch der Verschlusseinrichtung mit einem Getränkebehälter regelmäßig von Flüssigkeit benetzt werde, können glatt poliert sein; betroffene Flächen können beispielsweise die Unterseite des Verschlusskörpers und die Innenseiten der Kanäle sein.
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Die erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung kann dazu ausgelegt sein, mit einem Unterteil eines Getränkebehälters verbunden zu werden. Die Verschlusseinrichtung kann einen Dichtflansch umfassen, mit der ein flüssigkeitsdichter Verschluss zwischen der Verschlusseinrichtung und dem Unterteil des Getränkebehälters hergestellt werden kann. Das Unterteil kann dazu ausgelegt sein, eine Flüssigkeit aufzunehmen. Beispielweise kann das Unterteil die Form eines Bechers haben, dessen Öffnung nach oben weist. Die Verschlusseinrichtung kann eine Gewindekomponente umfassen, so dass die Verschlusseinrichtung über eine Gewindeverbindung mit dem Unterteil verbunden werden kann. Die Erfindung betrifft außerdem einen Getränkebehälter, umfassend ein solches Unterteil und eine solche Verschlusseinrichtung.
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Der Getränkebehälter kann ein Trinkbehälter insbesondere in Form eines Kaffeebechers sein. Wenn der Verschlussdeckel im Flusszustand ist, ist die Aussparung des Verschlussdeckels mit der Öffnung des Flüssigkeitskanals ausgerichtet, sodass aus dem Flüssigkeitskanal heraus getrunken werden kann. Gleichzeitig tritt durch den Luftkanal Luft in das Innere des Getränkebehälters ein, sodass ein Unterdruck in dem Getränkebehälter vermieden wird. Die sich von dem Verschlusskörper nach oben erstreckende Wand dient als Ausguss, über den der Getränkebehälter an den Mund angesetzt werden kann. Im Dichtzustand dichtet der Verschlussdeckel den Flüssigkeitskanal und den Luftkanal ab. Der Getränkebehälter ist insgesamt abgedichtet, sodass auch dann keine Flüssigkeit austritt, wenn der Getränkebehälter umfällt.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- 1: einen erfindungsgemäßen Verschlusskörper in einer perspektivischen Ansicht von oben;
- 2: einen erfindungsgemäßen Verschlusskörper in einer perspektivischen Ansicht von unten;
- 3: den Verschlusskörper aus 1 in einer Ansicht von oben;
- 4: den Verschlussdeckel aus 2 in einer Ansicht von unten;
- 5: den Verschlusskörper aus 1 in einer perspektivischen Darstellung von unten;
- 6: den Verschlussdeckel aus 2 in einer perspektivischen Darstellung von oben.
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Ein in 1 gezeigter Verschlusskörper 14 kann zu seiner Unterseite über einen Dichtflansch 27 mit einem nicht gezeigten Unterteil eines Getränkebehälters verbunden werden. Die Außenwand 28 des Verschlusskörpers kann mit der Außenwand des Getränkebehälters bündig abschließen. Im Zentrum des Verschlusskörpers 14 befindet sich ein Innengewinde 30, das zu einem Außengewinde 31 auf der Unterseite eines Verschlussdeckels 15 (2) passt.
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Der Verschlusskörper 14 weist zu seiner Oberseite eine ebene, Endfläche 26 auf, wobei die Endfläche 26 nach außen durch die Außenwand 28 und nach innen durch eine zentrale Vertiefung begrenzt ist. Die Endfläche 26 verläuft senkrecht zu einer Drehachse 29 der Lagerung zwischen Verschlusskörper 14 und Verschlussdeckel 15 (2)) und weist zwei Öffnungen auf, die den Mündungen eines Flüssigkeitskanals 16 und eines Luftkanals 25 entsprechen.
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In der zentralen Vertiefung ist eine Führungsfläche 18 ausgebildet, die senkrecht zu der Endfläche 26 verläuft und die zu der Drehachse 29 konzentrisch ist. Eine konvexe Wölbung der Führungsfläche 18 mit geringer Höhe und mit sanften Flanken definiert einen Führungsanschlag 19. Eine konvexe Wölbung der Führungsfläche 18 mit größerer Höhe und mit einem kantigen Profil definiert einen Endanschlag 20. Zwei konkave Wölbungen definieren als zurückversetzte Abschnitte eine erste Vorzugsposition 21 und eine zweite Vorzugsposition 35 der Führungsfläche 18. Zwischen der ersten Vorzugsposition 21 und der zweiten Vorzugsposition 35 erstreckt sich ein Betätigungsweg der Führungseinrichtung.
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2 zeigt einen Verschlussdeckel 15, der mit dem Verschlusskörper 14 über eine Gewindelagerung 30, 31 verbunden werden kann. Im Flusszustand liegt eine Aussparung 32 des Verschlussdeckels 15 über dem Flüssigkeitskanal 16 des Verschlusskörpers 14. Der Führungskörper 17 steht dann über den ersten Abschnitt 22 der Gleitfläche mit einem zurückversetzten Abschnitt 21 der Führungsfläche 18 in Kontakt und kann gleichzeitig über einen zweiten Unterabschnitt 23 mit dem Führungsanschlag 19 in Kontakt stehen; eine Drehung des Verschlussdeckels 15 in Richtung des Führungsanschlags 19 bringt den Unterabschnitt 22 der Gleitfläche in Kontakt mit dem Führungsanschlag 19 und verspannt den Führungskörper radial in Richtung der Drehachse 29, wodurch ein lokal erhöhter Drehwiderstand aufkommt.
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Beim Übergang von der ersten Vorzugsposition 21 oder der zweiten Vorzugsposition 35 zu dem Betätigungsweg ist ein leicht erhöhter Drehwiderstand zu überwinden. Der leicht erhöhte Drehwiderstand ist kleiner als der Drehwiderstand, der beim Überwinden des Führungsanschlags 19 zu überwinden ist. Der Abstand der Führungsfläche 18 von der Drehachse 29 kann außerhalb des Betätigungsweges so bemessen sein, dass die Verspannung des Führungsglieds 17 sowie der damit verbundene Drehwiderstand geringer sind als innerhalb des Betätigungswegs.
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3 zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite des Verschlusskörpers 14. Durch eine Vierteldrehung des Verschlussdeckels 15 gegenüber dem Verschlusskörper 14 gegen den Uhrzeigersinn kann die Verschlusseinrichtung aus dem Dichtzustand in den Flusszustand gebracht werden. Die Aussparung 32 des Verschlussdeckels 15 liegt dann über der Endfläche 26 in der linken Abbildungshälfte; das Dichtglied 24 liegt über den Mündungen des Flüssigkeitskanals 16 und des Luftkanals 25; der Führungskörper 17 des Verschlussdeckels 15 steht über den ersten Unterabschnitt 22 der Gleitfläche mit einem zurückversetzten Abschnitt 21 der Führungsfläche 18 in Kontakt und kann seitlich an den Endanschlag 20 stoßen.
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Die Draufsicht auf die Unterseite des Verschlussdeckels 15 in 4 verdeutlicht die Lage der Unterabschnitte 22, 23 der Gleitfläche auf dem Führungskörper 17. Die Gleitfläche liegt an der von der Drehachse 29 abgewandten Seite des Führungskörpers 17 und gleicht im Profil einem umgekehrten Y. Das Profil spannt die Gleitfläche mit einer Senkrechten auf die Ebene der Zeichnung auf.
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Die dem Getränkebehälter zugewandte Unterseite des Verschlusskörpers 14 ist in 5 gezeigt. Der Verschlusskörper 14 wird von dem Dichtflansch 27 und der Außenwand 28 begrenzt; im Inneren sind die rückwärtige Mündung des Flüssigkeitskanals 16 sowie die Rückseite 37 der Führungsfläche 18 und die Fassung 36 des Innengewindes 30 zu sehen. Die Innenflächen zur Unterseite des Verschlusskörpers 14 werden in Benutzung des Verschlusskörpers 14 auf einem Getränkebehälter regelmäßig mit Flüssigkeit benetzt. Um die Anlagerung von Verunreinigungen und Verfärbungen zu vermindern, können die Innenflächen glatt poliert sein.
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Die Oberseite des Verschlussdeckels 15 ist in dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel mit Griffen 33 versehen, um das Verdrehen gegenüber dem Verschlusskörper 14 zu erleichtern.
