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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Verschluss, insbesondere in Form eines Thermokannendeckels,
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Ein gattungsgemäßer Verschluss ist beispielsweise
aus der
DE 297 22 695 bekannt.
Dieser Verschluss ist als hohler, zweiteiliger Thermokannendeckel
ausgebildet. Sein Verschlusskörper
hat ein großes
Gewicht. Steht die Thermokanne senkrecht, so schließt der Verschlusskörper aufgrund
seiner Gewichtskraft die Öffnung
im Deckelboden. Wird die Kanne zum Ausschenken geneigt, so soll
der Verschlusskörper
wiederum aufgrund seiner Gewichtskraft von der Bodenöffnung wegrollen,
so dass eine in der Thermokanne enthaltene Flüssigkeit, beispielsweise ein
Getränk,
durch die freigegebene Bodenöffnung
und über
einen Ausgießer
an der Kanne ausgeschenkt werden kann.
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Insbesondere bei der Verwendung der
Thermokanne für
Heißgetränke in kann
bei dem bekannten Verschluss ein Nachteil gerade dann auftreten, wenn
der Verschluss pertekt gearbeitet ist. Da die Isolierung der Thermokanne
nie vollkommen sein kann, kühlt
sich das Heißgetränk in der
Thermokanne langsam, aber unweigerlich ab. Damit verringert sich gleichzeitig
der Druck in der Thermokanne. Durch den Unterdruck wird der Verschlusskörper an
die Bodenöffnung
angesaugt. Diese Saugkraft kann schließlich so stark werden, dass
sie den Verschlusskörper
auch gegen dessen Gewichtskraft in der Schließposition hält, wenn die Thermokanne zum Ausschenken
geneigt wird. Ein zuverlässiges Öffnen kann
in diesem Fall nicht mehr garantiert werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, den bekannten Verschluss auf konstruktiv einfache Weise
im Hinblick auf ein zuverlässigeres Öffnen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Verschluss mit
den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Im Unterschied zu der passiven Öffnungsweise
des bekannten Verschlusses findet beim erfindungsgemäßen Verschluss
ein aktives Öffnen
statt, indem der Kontaktkörper
eine Lösekraft
auf den Verschlusskörper
ausübt.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verschlusses
liegt darin, dass auf diese Weise die Kraft zum Öffnen des Verschlusses größer werden
kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Benutzer, der die
Lösekraft
durch das Bewegen des Bedienelementes ausübt, eine taktile Rückmeldung darüber erhält, wann
der Verschlusskörper
die Bodenöffnung
freigibt.
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Der Verschluss wird konstruktiv besonders einfach,
wenn das Gehäuse
schalenartig ist und das Bedienelement als Kappe des Gehäuses ausgebildet ist.
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Die Relativbewegung des Bedienelementes gegenüber dem
Gehäuse
kann auf verschiedene Weise realisiert werden. Möglich wäre es beispielsweise, dass
das Bedienelement gegenüber
dem Gehäuse
drehbar ist. Alternativ könnte
das Bedienelement gegenüber
dem Gehäuse
auch verschiebbar sein. Diese beiden Bewegungsmöglichkeiten stellen für den Benutzer
sehr einfach durchzuführende
Bewegungen dar.
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Der Kontaktkörper, mittels dessen die Lösekraft
ausgeübt
wird, ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verschlusses
einstückig
mit dem Bedienelement geformt. Dies ist in der Herstellung besonders
günstig,
da weitere Verarbeitungsschritte entfallen, und erleichtert die
Kraftübertragung
beim Bewegen des Bedienelementes über den Kontaktkörper auf
den Verschlusskörper.
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Der Kontaktkörper selbst kann beispielsweise
als ein von der Innenseite des Bedienelementes abstehendes Schwert
ausgebildet sein, mit einer Form vergleichbar dem Schwert eines
Segelbootes. Denkbar wären
jedoch auch ein Stab, eine Pyramide oder andere Formen.
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Die Lösekraft kann selbstverständlich in
radialer Richtung auf den Verschlusskörper ausgeübt werden, d.h. auf den Mittelpunkt
der Bodenöffnung zu,
um den Verschlusskörper
auf der gegenüberliegenden
Seite aus der Bodenöffnung
herauszudrücken.
Die vom Benutzer aufzuwendende Kraft kann jedoch verringert werden,
wenn die Bewegungsbahn des Kontaktkörpers derart liegt, dass die
Lösekraft auf
den Verschlusskörper
mit einer tangentialen Komponente im Bezugssystem des Verschlusskörpers ausgeübt wird.
Sie wirkt dann in einer Richtung, die nicht direkt auf den Mittelpunkt
des Verschlusskörpers
bzw. den Mittelpunkt der Bodenöffnung weist.
Auf diese Weise wird der Ver schlusskörper dazu angeregt, sich zumindest
teilweise in Umfangsrichtung der Bodenöffnung zu bewegen. Im Zuge
dieser Bewegung kann der Verschlusskörper wie auf einer Rampe auf
den Rand der Bodenöffnung
hinauflaufen und so die Bodenöffnung
freigeben.
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Bei einem gegenüber dem Gehäuse drehbaren Bedienelement
kann die Bodenöffnung
exzentrisch zur Drehachse des Bedienelements angeordnet sein. Wenn
sich der am Bedienelement angeordnete Kontaktkörper nun auf einer Kreisbahn
um die Drehachse des Bedienelements bewegt, so kann sich auf dieser
Bahn der radiale Abstand zur Bodenöffnung bzw. zum Verschlusskörper verringern,
bis der Kontaktkörper
den Verschlusskörper
beaufschlagt und die Lösekraft
ausübt.
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Ist das Bedienelement hingegen verschiebbar
gelagert, so sollte der Mittelpunkt der Bodenöffnung seitlich versetzt zur
Bewegungsbahn des Kontaktkörpers
angeordnet sein, damit die Lösekraft
tangential auf den Verschlusskörper
ausübbar
ist.
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In einer speziellen Variante ist
der Kontaktkörper
so ausgebildet, dass seine Projektion auf das Oberteil auf dem Abschnitt
einer Spirale liegt.
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In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der
Erfindung ist im Inneren des Verschlusses eine verschwenkbar gelagerte
Wippe vorgesehen, die mittels eines Verriegelungselementes in einer
den Verschlusskörper
in der Bodenöffnung
festklemmenden Position verriegelbar ist. Auf diese Weise wird verhindert,
dass sich bei einem Transport der Kanne die Wippe bewegt und sich
im ungünstigsten
Fall sogar der Verschlusskörper
aus der Bodenöffnung
löst. Als
Variante könnte
das Verriegelungselement auch unmittelbar eine Andrückkraft
auf den in der Bodenöffnung
befindlichen Verschlusskörper
ausüben,
d.h. nicht mittelbar über
die Wippe.
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Günstigerweise
ist die Wippe am Gehäuse gelagert,
damit sie an der Öffnungsbewegung
des Bedienelements nicht teilnehmen muß. Zudem erfolgt dadurch eine
Relativbewegung des Bedienelementes auch gegenüber der Wippe. Dies schafft
die Voraussetzungen dafür,
dass bei der Bewegung des Bedienelementes zum Öffnen oder Schließen des Verschlusses
eine gewollte Bewegungsform auf die Wippe übertragen wird.
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Prinzipiell kann die Wippe an beliebiger
Stelle innerhalb des Verschlusses gelagert sein. Besonders gut ist
es jedoch, wenn sie zumindest in Öffnungsstellung des Verschlusses
im Wesentlichen gegenüber
einer Ausgießöffnung des
Verschlussgehäuses
angeordnet ist. Die größte Bewegungsamplitude
hat dann der Endabschnitt der Wippe genau gegenüber der Ausgießöffnung.
Mittels der Bewegung kann die Wippe die Ausgießöffnung freigeben, um einen
möglichst
ungestörten
Durchfluss der Flüssigkeit zu
gestatten.
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Um den Verschlusskörper noch
stabiler in seiner Schließposition
zu halten, besteht die Möglichkeit,
mittels des Verriegelungselementes eine in Schließrichtung
wirkende Kraft auf die Wippe auszuüben. Der Verschuußkörper dichtet
die Bodenöffnung
dann nicht nur formschlüssig,
sondern auch kraftschlüssig
ab und wird in dieser Schließposition festgeklemmt.
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Es wäre denkbar, dass das Verriegelungselement
von außen
zum Verriegeln in das Gehäuse
hineingeschoben wird. Besonders einfach wird der Verschluss jedoch,
wenn das Verriegelungselement bereits mit dem Bedienelement bewegungsverbunden
ist.
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Auch das Verriegelungselement kann
als ein vom Bedienelement abstehendes Schwert ausgebildet sein.
Ebenso wie beim Kontaktkörper
sind jedoch genau so eine Vielzahl anderer Formen denkbar. Das Verriegelungselement
kann insbesondere einstückig mit
dem Bedienelement ausgebildet sein.
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Von der Verteilung der Kräfte her
ist es besonders günstig,
wenn das Verriegelungselement die Wippe an deren von der Lagerung
abgewandtem Endbereich beaufschlagt. An diesem Verriegelungsende
ist der Hebelarm der Wippe besonders groß, so dass die Kräfte zur
Bewegung der Wippe und zum Andrücken
des Verschlusskörpers
effizient übertragen
werden.
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Um das Zusammenspiel zwischen Verriegelungselement
und Wippe zu erleichtern, kann die Wippe eine Nut aufweisen, in
der der Fixierkörper führbar ist.
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In der Wippe ist vorzugsweise eine Öffnung vorgesehen,
durch die der Kontaktkörper
wenigstens teilweise hindurchragt. Die Form dieser Öffnung entspreicht
der Bewe gungsbahn des Kontaktkörpers. Um
die Bewegung der Wippe gegenüber
dem Kontaktkörper
zu erleichtern, ist die Breite der Öffnung etwas größer als
die des Kontaktkörpers.
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Ist das Bedienelement gegenüber dem
Gehäuse
zum Öffnen
des Verschlusses drehbar, so hat die Öffnung zum Führen des
Kontaktkörpers
beispielsweise die Form eines Kreisbogens.
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Um das Ausgießen zu erleichtern, kann in der Öffnungsstellung
des Verschlusses eine Ausgießöffnung im
Verschluss mit einem Ausgießer
am Kannenkörper
fluchten. Diese Flucht kann beispielsweise dadurch realisiert werden,
dass die Ausgießöffnung am
Bedienelement vorgesehen und durch die Relativbewegung gegenüber dem
Gehäuse
so positioniert wird, dass sie auf der Seite und der Höhe des Ausgießers liegt.
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Um die Bodenöffnung herum ist vorzugsweise
eine elastische Dichtung vorgesehen. Sie erfüllt zweierlei Aufgaben: Zum
einen bewirkt sie eine besonders gute formschlüssige Dichtung der Bodenöffnung durch
den Verschlusskörper,
da sich sich der Verschluss-Kontur
des Verschlusskörpers
anpasst. Zum anderen übt
sie aufgrund ihrer Elastizität
eine in Öffnungsrichtung
wirkende Rückstellkraft
auf den Verschlusskörper
aus, wenn dieser aufgrund des Unterdrucks in der Thermokanne an
die Bodenöffnung angesaugt
wird. Die Rückstellkraft
erleichtert später das Öffnen des
Verschlusses. Die Dichtung kann beispielsweise aus einem elastischen
Polymer-Material geformt sein.
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Um die Wippe zumindest nahe zu einer
entsprechenden Verriegelungsstellung führen zu können, kann unterhalb der Ausgießöffnung eine
Führungsnut
im Inneren des Gehäuses
ausgebildet sein. Dadurch wird beispielsweise verhindert, dass die Wippe
seitlich durch das Verriegelungselement weggedrückt werden kann. Auch Belastungen,
die beim Verriegeln der Wippe durch die Kurvensteuerung auf diese
insbesondere seitlich ausgeübt
werden, können
durch diese Führungsnut
aufgefangen werden.
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Im Folgenden wird ein vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert. Im
Einzelnen zeigen
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1 eine
teilweise vertikal geschnittene, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines
erfindungsgemäßen Verschlusses,
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2 einen
Vertikalschnitt durch den in 1 gezeigten
Verschluss,
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3 einen
weiteren Vertikalschnitt durch den in 1 gezeigten
Verschluss,
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4 eine
perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Verschlusses ohne das Verschlussgehäuse, wobei sich der Verschluss
in seiner Schließstellung
befindet,
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5 den
in 4 gezeigten Verschluss
in seiner Öffnungsstellung,
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6 einen
Vertikalschnitt durch den in 2 gezeigten
Verschluss in der dort mit VI – VI
bezeichneten Ebene,
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7 eine
schematische Darstellung der Bewegungsbahn des Kontaktkörpers im
Bezug auf den Verschlusskörper,
und
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8 eine
schematische Darstellung einer Thermokanne mit einem in den vorangehenden
Figuren gezeigten Verschluss.
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Gleiche Teile sind in den Figuren
durchgehend mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Verschlusses 1 dargestellt,
der insbesondere als Deckel für
eine Thermokanne geeignet ist. Der Verschluss 1 hat ein
nach oben offenes, etwa schüsselförmiges Gehäuse 2.
Dieses Gehäuse 2 hat
seinerseits einen oberen zylindrischen Abschnitt 3, einen
konisch nach unten zulaufenden Mittelabschnitt 4 und einen
sich daran anschließenden
Boden 5. Am zylindrischen Abschnitt 3 ist ein
Außengewinde 6 vorgesehen,
mittels dessen der Verschluss 1 in eine Thermokanne einschraubbar
ist, um mit der Thermokanne lösbar
verbunden zu werden.
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Im Boden 5 des Verschlusses 1 ist
eine kreisförmige
Bodenöffnung 7 vorgesehen.
Durch die Bodenöffnung 7 kann
eine in der Kanne enthaltene Flüssigkeit,
beispielsweise ein Getränk,
in das Innere des Verschlussgehäuses 2 einströmen, um
den Verschluss 1 durch eine Ausgießöffnung im Gehäuse (siehe 2) wieder zu verlassen.
Im Inneren des Gehäuses 2 befindet
sich ein Verschlusskörper 8,
der hier kugelförmig
ist. Sein Durchmesser ist größer als der
Durchmesser der Bodenöffnung 7,
so dass der Verschlusskörper 8 nicht
durch die Bodenöffnung 7 hindurchfallen
kann. Aufgrund seiner Kugelform liegt der Verschlusskörper 8 mit
einer kreisförmigen
Verschlusskontur 9 auf seiner Oberfläche auf dem Rand der Bodenöffnung 7 auf
und verschließt
die Bodenöffnung 7 damit.
In 1 befindet sich der
Verschluss 1 folglich in seiner Schließstellung, in der keine Flüssigkeit
durch den Verschluss 1 hindurchfließen kann. Eine Stellung, in
der der Verschlusskörper 8 die
Bodenöffnung 7 wenigstens
abschnittsweise freigibt, wird als Öffnungsstellung des Verschlusses 1 bezeichnet.
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Zum Umschalten zwischen der Schließstellung
und der Öffnungsstellung
weist der Verschluss 1 ein Bedienelement 10 auf.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Bedienelement 10 als Kappe ausgebildet, die das
schüsselförmige Gehäuse 2 nach
oben verschließt.
Dazu umgreift die Kappe 10 den oberen Rand des zylinderförmigen Abschnittes 3 des
Gehäuses 2.
Am oberen Rand des Gehäuses 2 ist
eine Rastnase 11 vorgesehen, die mit einer Rastnut 12 an
der Innenseite der Kappe 10 in Eingriff steht. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel
erstrecken sich sowohl die Rastnase 11, als auch die Rastnut 12 kreisförmig um
das Gehäuse 2 bzw.
in der Kappe 10. Diese Form der Verrastung zwischen Gehäuse 2 und
Kappe 10 erlaubt eine Drehbewegung der Kappe 10 gegenüber dem
Gehäuse 2.
Mittels dieser Drehbewegung kann die Kappe 10 als Bedienelement
wirken. Um ihre Bedienung für
einen Benutzer einfacher zu machen, weist die Kappe 10 auf ihrer
Oberseite eine Handhabe 13 auf. Durch ihre jeweilige Stellung
signalisiert die Handhabe 13 dem Benutzer, ob sich der
Verschluss 1 in seiner Schließstellung oder in seiner Öffnungsstellung
befindet.
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Einstückig mit dem Bedienelement 10 ist
ein Kontaktkörper 14 geformt,
der senkrecht vom Bedienelement 10 in das Innere des Gehäuses 2 hinein vorsteht.
Der Kontaktkörper 14 hat
hier die Form eines Schwertes, vergleichbar dem Schwert eines Segelbootes.
Er steht so weit vom Bedienelement 10 ab, dass er mit einem
Kontaktende 15 den Verschlusskörper 8 beaufschlagen
kann. Auf welche Weise dies geschieht, wird später erläutert werden.
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Im Wesentlichen horizontal ist im
Gehäuse 2 eine
Wippe 16 angeordnet. Mit einem Lagerende 17 liegt
sie auf einem Absatz 18 des Gehäuses 2 zwischen dessen
zylindri schem Abschnitt 3 und dem Mittelabschnitt 4.
Die Wippe 16 ist damit gegenüber dem Gehäuse 2 schwenkbar gelagert.
Das Lagerende 17 greift so in eine Vertiefung 32 an
der Innenseite des zylinderförmigen
Abschnittes 3 ein, dass es nicht nach oben ausbrechen kann.
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Vom Bedienelement 10 erstreckt
sich in das Innere des Gehäuses 2 ein
hier schwertförmig
ausgebildetes Verriegelungselement 20. Wenn das Verriegelungselement 20,
wie in 1 dargestellt,
in der Schließstellung
des Verschlusses 1 ein vom Lagerende 17 abgewandtes
Ende der Wippe 16 beaufschlagt, so verhindert das Verriegelungselement 20 ein
Ausbrechen dieses Wippenendes nach oben. Da auch das Lagerende 17 an
einem Ausbrechen nach oben gehindert ist, wird die Wippe 16 in
ihrer Schließstellung
verriegelt. In dieser Stellung, die in 1 dargestellt ist, beaufschlagt die Wippe 16 mit
einem pfannenförmigen
Abschnitt 21 den Verschlusskörper B. In der Schließstellung
ist damit nicht nur die Wippe 16 verriegelt, sondern insbesondere
auch der Verschlusskörper 8.
Auf diese Weise ist gewährleistet, dass
auch bei heftigen Bewegungen des Verschlusses, beispielsweise bei
einem Transport der Thermokanne, weder die Wippe 16, noch
der Verschlusskörper 8 im
Verschluss 1 beweglich sind. Dadurch wird nicht nur ein
Klappern vermieden, sondern insbesondere auch ein sicheres Verschließen der
Bodenöffnung 7 ermöglicht.
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Als drittes Element, das ebenso wie
der Kontaktkörper 14 und
das Verriegelungselement 20 einstückig mit dem Bedienelement 10 geformt
sind, steht vom Bedienelement 10 in das Innere des Gehäuses 2 ein
Hebelkörper 22 ab.
Auch er steht senkrecht vom Bedienelement 10 ab und ist
in Form eines flachen Schwertes ausgebildet. Er dient dazu, bei
der Drehbewegung des Bedienelementes 10 gegenüber dem
Gehäuse 2 ein
nach außen
gerichtetes Drehmoment auf einen Hebelabschnitt 23 auszuüben, der einstückig mit
der Wippe 16 geformt ist. Erfährt der Hebelabschnitt 23 ein
nach außen
gerichtetes Drehmoment um das Lagerende 17, so bewegt sich
die Wippe 16 aus ihrer Schließstellung in ihre Öffnungsstellung
und gibt dabei dem Verschlusskörper 8 einen Bewegungsspielraum
gegenüber
der Bodenöffnung 7.
Dies ist selbstverständlich
erst dann möglich,
wenn das Verriegelungselement 20 das Ende der Wippe 16 freigegeben
hat.
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Der Kontaktkörper 14 ragt durch
die Wippe 16 hindurch und steht auf deren Unterseite hervor. Dazu
ist in der Wippe 16 eine Öffnung 24 vorgesehen.
Sie liegt außerhalb
des pfannenförmigen
Abschnittes 21, hat eine etwas größere Breite als der Kontaktkörper 14 und
liegt auf einem Kreisbogen um die Drehachse des Bedienelementes 10.
Da sich der Kontaktkörper 14 beim
Drehen des Bedienelementes 10 auf einer solchen Kreisbahn
um die Drehachse des Bedienelementes 10 bewegt, entspricht
die Form der Öffnung 24 der
Bewegungsbahn des Kontaktkörpers 14.
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In 2 ist
ein Vertikalschnitt durch den in 1 dargestellten
Verschluss dargestellt, wobei die Schnittebene in der Längsrichtung
der Handhabe 13 verläuft.
Der Verschluss 1 befindet sich weiterhin in seiner Schließstellung.
Eine Reihe von Details sind in dieser Ansicht jedoch deutlicher
zu erkennen. So ist beispielsweise zu sehen, dass der Mittelpunkt
des kugelförmigen
Verschlusskörpers 8 nicht
auf der Drehachse 25 des Bedienelementes 10 liegt.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Bodenöffnung 7 exzentrisch
zur Drehachse 25 angeordnet ist. Diese exzentrische Anordnung
ermöglicht
es, wie in 7 dargestellt,
dass beim Drehen des Bedienelementes 10 von der Schließsstellung
in die Öffnungsstellung der
Kontaktkörper 14 seinen
Abstand zum Verschlusskörper 8 verringert,
bis er den Verschlusskörper 8 beaufschlagt.
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Um die Bodenöffnung 7 herum befindet
sich auf der Innenseite des Gehäuses 2 ein
elastisches Dichtelement 26. Es hat zwei Funktionen: Zum
einen dient es zur Abdichtung der Bodenöffnung 7, indem es
sich an die Kontur des Verschlusskörpers 8 anschmiegt.
Zum anderen wird es beim Verschließen des Verschlusses 1 durch
den Verschlusskörper 8 zusammengedrückt, so
dass es aufgrund seiner Elastizität eine den Verschlusskörper 8 von
der Bodenöffnung 7 wegdrückende Rückstellkraft
auf den Verschlusskörper 8 ausübt. Diese
Rückstellkraft
erleichtert später
das Öffnen
des Verschlusses 1.
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An dem vom Lagerende 17 abgewandten Verriegelungsende 27 der
Wippe 16 ist auf der Oberseite eine Nut 28 vorhanden.
In diese Nut 28 kann das Verriegelungselement 20 von
oben her eingreifen. Zudem wird es bei der Drehbewegung des Bedienelementes 10 in
dieser Nut 28 geführt.
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Unmittelbar benachbart zum Verriegelungsende 27 befindet
sich im Gehäuse 2 die
Ausgießöffnung 29.
Durch sie kann die Flüssigkeit,
die durch die Bodenöffnung 7 in
das Innere des Gehäuses 2 gelangt
ist, wieder aus dem Verschluss 1 ausgegossen werden. Das
bündige
Abschließen
von Verriegelungselement 20, Verriegelungsende 27 und
Gehäuse 2 in
der dargestellten Schließstellung
des Verschlusses 1 sorgen dafür, dass Flüssigkeitsreste im Inneren des
Gehäuses 2 im
Gehäuse 2 verbleiben.
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Unterhalb der Ausgießöffnung 29 ist
eine Führungsnut 45 angeordnet.
In diese greift Verriegelungsende 27 der Wippe 16 zumindest
im Bereich nahe zur entsprechenden Verriegelungsstellung der Wippe
ein. Durch diese Führung
der Wippe in der Führungsnut
ist beispielsweise verhindert, dass die Wippe 16 seitlich
durch Verriegelungselement 20 weggedrückt werden kann.
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Der in 3 gezeigte
Vertikalschnitt ist schräg
zur Handhabe 13 ausgeführt.
In dieser Ansicht ist insbesondere die Form des Verriegelungselementes 20 zu
erkennen. Das Verriegelungselement 20 ist als senkrecht
vom Bedienelement 10 abstehendes Schwert ausgebildet. Die
Schnittlinie zwischen dem Verriegelungselement 20 und der
Innenseite des Bedienelementes 10 verläuft auf einem Kreisbogen, wobei
das Zentrum dieses Kreisbogens nicht die Drehachse 25 des
Bedienelementes 10, sondern die Mittelachse 30 der
Bodenöffnung 7 ist. Anhand
von 2 wurde erläutert, dass
die Achsen 25 und 30 zwar parallel, aber nicht
koaxial liegen. Die Zentrierung des Verriegelungselementes 20 auf
die Achse 30 sorgt dafür,
dass sich das Verriegelungselement 20 in die Nut 28 auf
der Oberseite der Wippe 16 hineinschieben kann. Dazu ist
zudem die Unterseite des Verriegelungselementes 20 als
Kurvensteuerung 31 geformt. Ihre Höhe, mit der sie über der Innenseite
des Bedienelementes 10 absteht, nimmt in Umfangsrichtung
kontinuierlich zu. Diese Zunahme der Höhe erfolgt in der Schließ- Drehrichtung
des Bedienelementes 10. In der dargestellten Ansicht müßte das
Bedienelement 10 auf der linken Seite aus der Bildebene
herausgedreht werden, um den Verschluss 1 zu öffnen. Dabei
würde die
Höhe der
Kurvensteuerung 31 über
dem Verriegelungsende 27 der Wippe 16 abnehmen
und so eine Öffnungsbewegung
der Wippe 16 gestatten. Zum Schließen des Verschlusses 1 müßte umgekehrt
die rechte Seite des Bedienelementes 10 aus der Bildebene
herausgedreht werden. Dabei wird das Verriegelungsende 27 von
der Kurvensteuerung 31 beaufschlagt. Das Verriegelungsende 27 gleitet
an der Kurvensteuerung 31 entlang, bis die Wippe 16 in
ihrer Schließposition
ist und darin vom Verriegelungselement 20 verriegelt wird.
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In 4 ist
das Ausführungsbeispiel
des Verschlusses 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg unten
zu sehen, wobei zur Veranschaulichung auf das Gehäuse 2 verzichtet
wurde. In 4 ist der
Verschluss 1 wieder in seiner Schießstellung dargestellt. Die
Wippe 16 ist in einem vom Bedienelement 10 fortweisenden
Winkel angeordnet und wird an ihrem Verriegelungsende 27 vom
Verriegelungselement 20 beaufschlagt und fixiert.
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Besonders deutlich ist in 4 der Kontaktkörper 14 zu
erkennen. Er ist in Form eines Schwertes ausgebildet und ragt durch
die Öffnung 24 durch die
Wippe 16 hindurch, so dass er auf deren Unterseite hervorsteht.
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Die Öffnungsbewegung des Bedienelementes 10 würde in diesem
Fall wiederum dadurch erfolgen, dass das Bedienelement 10 in
Pfeilrichtung P auf der rechten Bildseite in die Bildebene hineinbewegt
wird. Dabei würde
der Kontaktkörper 14 den Verschlusskörper 8 mit
seinem Kontaktende 15 beaufschlagen um eine Lösekraft
auf den Verschlusskörper 8 auszuüben.
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5 zeigt
alle in 4 dargestellten
Komponenten des Verschlusses 1 in der Öffnungsstellung des Verschlusses.
Die Blickrichtung ist dabei dieselbe wie in 4, was insbesondere an der Lage der Wippe 16 zu
erkennen ist. Ihr Lagerende 17 ist weiterhin auf der rechten
Seite der Darstellung zu sehen.
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Der Verschluss 1 ist von
der in 4 gezeigten Schließstellung
in die in 5 dargestellte Öffnungsstellung
gebracht worden, indem das Bedienelement 10 in Pfeilrichtung
P gegenüber
dem Verschlussgehäuse 2 gedreht
wurde. In der Draufsicht auf den Verschluss 1 entspricht
dies einer Drehung im Gegen-Uhrzeigersinn. Ein Benutzer kann diese Drehbewegung
P mittels der Handhabe 13 ausüben.
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An dem Vergleich der 4 und 5 kann
man besonders gut erkennen, welche Prozesse beim Öffnen des
Verschlusses 1 ablaufen. Zunächst bewegt sich das Verriegelungselement 20 in
Pfeilrichtung P über
das Verriegelungsende 27 der Wippe 16. Da die Höhe der äußeren Kontur 31 des
Verriegelungselementes 20 über der Wippe 16 dabei
kontinuierlich abnimmt, hat das Verriegelungsende 27 nach
und nach einen immer größeren Bewegungsspielraum
nach oben. Die Wippe 16 ist daher nicht länger verriegelt.
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Auch der Hebelkörper 22 nimmt an der
Drehbewegung P teil. Dabei beaufschlagt er den Hebelabschnitt 23 an
der Wippe 16. Bei der Drehbewegung P gleitet der Hebelabschnitt 23 am
Hebelkörper 22 entlang,
wobei der Hebelkörper 22 als
Kurvensteuerung wirkt und eine nach außen gerichtete Kraft auf den Hebelabschnitt 23 überträgt. Dieses
Drehmoment führt
dazu, dass die Wippe 16 um ihr Lagerende 17 herum
nach oben verschwenkt. Durch diese Bewegung gibt sie dem Verschlusskörper 8 Bewegungsspielraum
nach oben. In der in 5 gezeigten
Stellung ist die Wippe 16 bereits so weit nach oben verschwenkt,
dass ihr Hebelabschnitt 23 außer Eingriff mit dem Hebelkörper 22 steht.
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Da er fest mit dem Bedienelement 10 verbunden
ist, nimmt auch der Kontaktkörper 14 an
der Drehbewegung P teil. Dabei beaufschlagt er mit seinem Kontaktende 15 den
Verschlusskörper 8 und übt eine
Lösekraft
auf den Verschlusskörper 8 aus.
Wie diese Lösekraft
gerichtet ist, wird später
anhand von 7 erläutert. Bei
ihrer Drehbewegung P bewegen sich das Bedienelement 10,
der Kontaktkörper 14, das
Verriegelungselement 20 und der Hebelkörper 22 gemeinsam
gegenüber
dem hier nicht gezeigten Gehäuse 2 und
gegenüber
der Wippe 16. Bei dieser Bewegung behindern sich die Komponenten
gegenseitig nicht. Sobald das Verriegelungselement 20 vom Verriegelungsende 27 der
Wippe 16 heruntergleitet, bewegt es sich auf der Außenseite
der Wippe 16 weiter. Der Hebelkörper 22 ist vollständig oberhalb der
Wippe 16 angeordnet. Der Kontaktkörper 14 erstreckt
sich durch die Öffnung 24 in
der Wippe 16 hindurch. Da die Öffnung 24 dieselbe
Form wie die Bewegungsbahn des Kontaktkörpers 14 hat, wird
die Bewegung des Kontaktkörpers 14 nicht
behindert.
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Der Verschluss 1 wird in
seine Schließstellung
gebracht, indem aus der in 5 gezeigten Öffnungsstellung
das Bedienelement 10 entgegen der Pfeilrichtung P gedreht
wird. Dabei gelangt die Nut 28 am Verriegelungsende 27 der
Wippe 16 mit dem Verriegelungselement 20 in Eingriff.
Das Verriegelungsende 27 gleitet an der als Kurvensteuerung 31 ausgebildeten
Außenkontur
des Verriegelungselementes 20 entlang. Da die Höhe der Kurvensteuerung
gegenüber
dem Bedienelement 10 dabei zunimmt, wird das Verriegelungsende 27 der
Wippe 16 zunehmend nach unten gedrückt. Mittels ihres pfannenförmigen Abschnittes 21 überträgt die Wippe 16 diese
nach unten gerichtete Kraft auf den Verschlusskörper 8. Der Verschlusskörper 8 wird
in die Bodenöffnung 7 hineingezwängt, insbesondere
auch gegen die Rückstellkraft
des Dichtelementes 26. Schließlich wird die Wippe 16 durch
das Verriegelungselement 20 in ihrer Schließposition
verriegelt.
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In 6 ist
ein Horizontalschnitt durch den Verschluss 1 in der in 2 mit VI – VI bezeichneten Ebene
dargestellt. Dieser Schnitt erfolgt durch das Verschlussgehäuse 2.
Im unteren Bereich ist ein Teil des Außengewindes 6 zu sehen,
mit dem der Verschluss 1 an eine Thermokanne angeschraubt
werden kann. Im Inneren des Gehäuses 2 befindet
sich die Wippe 16. Ihr Lagerende 17 ist in einer
Vertiefung 32 auf der Innenseite des Gehäuses 2 angeordnet, so
dass es seitlich nicht ausbrechen kann. Das Lagerende 17 ist
genau um 180° gegenüber der
Ausgießöffnung 29 versetzt.
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Der Kontaktkörper 14 ragt durch
die Öffnung 24 in
der Wippe 16 hindurch. Das Verriegelungselement 20 befindet
sich oberhalb der Wippe 16 und beaufschlagt deren Verriegelungsende 27,
das sich in unmittelbarer Nachbarschaft der Ausgießöffnung 29 befindet.
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7 ist
eine schematische Darstellung, die die Bewegungsabläufe bei
der Öffnungsbewegung des
Verschlusses 1 verdeutlicht. Die Blickrichtung in dieser
Ansicht entspricht etwa der von 6.
Zu erkennen ist, dass sich die vertikale Mittelachse 30 des gestrichelt
dargestellten Verschlusskörpers 8 seitlich versetzt
zur Drehachse 25 des Bedienelementes 10 befindet.
Bei der zum Öffnen
des Verschlusses vorgesehenen Drehbewegung P bewegen sich der Kontaktkörper 14 und
der Hebelkörper 22 jeweils
auf einer Kreisbahn um die Drehachse 25 herum. Zur Vereinfachung
sind sie hier auf derselben Kreisbahn K dargestellt.
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Der Hebelabschnitt 23 an
der Wippe 16 ist ortsfest zum Verschlusskörper 8,
da er über
die Wippe 16 am Gehäuse 2 gelagert
ist. Der Hebelkörper 22 ist
so am Bedienelement 10 angeordnet, dass sich bei der Drehbewegung
P sein Abstand gegenüber der
Achse 30 des Verschlusskörpers 8 vergrößert. Im Bezugssystem
des Verschlusskörpers 8 bewegt
sich der Hebelkörper 22 folglich
nach außen.
Auf diese Weise beaufschlagt er die Innenseite des Hebelabschnittes 23 und
bewirkt eine nach außen
gerichtete Kraft F auf den Hebelabschnitt 23. Die Kraft
F sorgt für
ein Drehmoment der Wippe 16 um ihr Lagerende 17.
Bei der weiteren Bewegung des Hebelkörpers 22 gleitet dieser
als Kurvensteuerung am Hebelabschnitt 23 entlang.
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Der Kontaktkörper 14, der ebenfalls
an der Drehbewegung P teilnimmt, ist so angeordnet, dass sich sein
Abstand gegenüber
der Mittelachse 30 des Verschlusskörpers 8 bei der Bewegung
P verringert. In der dargestellten Position befindet sich sein Kontaktende 15 noch
nicht in Kontakt mit dem Verschlusskörper 8, während der
Hebelkörper 22 bereits den
Hebelabschnitt 23 beaufschlagt. Dies verdeutlicht, dass
bei der Drehbewegung P zunächst
die Wippe 16 geöffnet
wird, bevor der Kontaktkörper 14 den
Verschlusskörper 8 beaufschlagt.
Dieser Aufschlag erfolgt bei der weiteren Bewegung P an einem Aufschlagpunkt 33 an
der Oberfläche
des Verschlusskörpers 8.
Beim Aufschlag übt
der Kontaktkörper 14 eine
Lösekraft
L auf den Verschlusskörper 8 aus.
Diese Lösekraft
L ist tangential zur Bewegungsbahn K des Kontaktkörpers 14 gerichtet.
Da sich die Bewegungsbahn K mit der Oberfläche des Verschlusskörpers 8 schneidet,
hat die Lösekraft
L im Bezugssystem des Verschlusskörpers 8 sowohl eine radiale
Komponente R, als auch eine tangentiale Komponente T, wenn die Kraft
L in einem entsprechenden Kräfteparallelogramm
zerlegt wird. Zu erkennen ist, dass in diesem Ausführungsbeispiel
die tangentiale Komponente T deutlich größer als die radiale Komponente
R ist.
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Die Lösekraft L bewirkt, dass der
Verschlusskörper 8 aus
seiner Schließposition
in der Bodenöffnung 7 herausbewegt
wird. Wegen der großen
tangentialen Komponente T der Lösekraft
L gleitet der Verschlusskörper 8 auf
den Rand der Bodenöffnung 7 hinauf.
Auf diese Weise muß weniger
Kraft aufgewendet werden, als wenn die Lösekraft L nur einen radialen
Anteil R hätte.
Da sich der Abstand des Kontaktkörpers 14 zum
Mittelpunkt 30 der Bodenöffnung 7 auf seiner
Bahn K weiter verringert, bleibt der Kontaktkörper 14 mit dem Verschlusskörper 8 in
Kontakt und führt
den Verschlusskörper 8 weiter
aus der Bodenöffnung 7 hinaus.
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8 zeigt
das Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verschlusses 1 schematisch
in einem Zustand, in dem der Verschluss 1 an eine Thermokanne 40 angeschraubt
ist. Dabei steht das Außengewinde 6 des
Verschlusses 1 mit einem Innengewinde 41 an der
Thermokanne 40 in Eingriff. Die Thermokanne 40 weist
eine innere, vorzugsweise doppelwandige Isolierung 42,
einen Griff 43 und einen Ausgießer 44 auf. Die Ausgießöffnung 29 des Verschlusses 1 ist
so gerichtet, dass sie mit dem Ausgießer 44 der Kanne 40 fluchtet.
Durch die Bodenöffnung 7 des
Verschlusses 1 kann Flüssigkeit
aus der Kanne 40 in den Verschluss 1 gelangen,
um den Verschluss 1 über
die Ausgießöffnung
29 wieder
zu verlassen. In 8 befindet
sich der Verschluss 1 jedoch in seiner Schließstellung,
in der der Verschlusskörper 8 die
Bodenöffnung 7 verschließt und abdichtet.
Zur Vereinfachung sind viele Komponenten des Verschlusses, beispielsweise
die Wippe 16, das Verriegelungselement 20 oder
der Hebelkörper 22,
nicht dargestellt.
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Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann
der erfindungsgemäße Verschluss
in vielfacher Hinsicht abweichen. Es ist beispielsweise denkbar, auf
den Kontaktkörper 14 zu
verzichten, so dass nur die vorteilhafte Verriegelung durch die
Wippe 16, das Verriegelungselement 20 und das
Zusammenspiel zwischen Hebelkörper 22 und
Hebelabschnitt 23 genutzt wird. Ebenso gut wäre es denkbar,
auf den Verriegelungsmechanismus zu verzichten, indem die Wippe 16,
das Verriegelungselement 20 und der Hebelkörper 22 nicht
vorgesehen werden, sondern nur das vorteilhafte Ausüben der
Lösekraft
L durch den Kontaktkörper 14 genutzt
wird.
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Das Bedienelement 10 muß nicht
notwendigerweise als Kappe des Gehäuses 2 ausgebildet sein.
Es wäre
denkbar, dass das Gehäuse 2 selbst geschlossen
ist oder eine fest mit ihm verbundene Kappe aufweist. Das Bedienelement 10 könnte dann gegenüber diesem
geschlossenen Gehäuse
bewegbar sein, beispielsweise als Hebel, der auf der Außenseite
des Gehäuses
bewegbar ist.
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Dabei ist es nicht unbedingt erforderlich, dass
das Bedienelement 10 eine Drehbewegung gegenüber dem
Gehäuse 2 ausführt. Statt
dessen wäre auch
eine lineare Verschiebebewegung denkbar. Um die Lösekraft
L auch bei einer solchen Verschiebebewegung mit einer tangentialen
Komponente T auf den Verschlusskörper 8 ausüben zu können, sollte dabei
die lineare Bewegungsbahn des Kontaktkörpers 14 seitlich
versetzt zur Mittelachse des Verschlusskörpers 8 liegen.
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Der erfindungsgemäße Verschluss könnte entgegen
dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch
weiter vereinfacht werden, indem auf das Gehäuse 2 gänzlich verzichtet
wird. Dies wäre
möglich, wenn
der obere Bereich der Thermokanne 40 selbst einen Verschlussraum
bildet, indem der Verschlusskörper 8 angeordnet
wird. Das Bedienelement 10 könnte nun als Kappe auf diesen
Verschlussraum aufgesetzt werden, beispielsweise durch Verschrauben
oder Verrasten, wobei es zum Ausführen der Öffnungsbewegung gegenüber dem
Kannenkörper 40 bewegbar
bliebe. Der Verschlussraum würde
dabei also das Gehäuse 2 ersetzen.
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Schließlich wäre es auch möglich, die
Bodenöffnung 7 und
den Verschlusskörper 8 anders
zu gestalten. Beispielsweise könnte
der Verschlusskörper 8 als
Ellipsoid geformt sein.