DE4322522C2 - Verschluß für einen Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verschluß für einen Behälter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem Stand der Technik sind vielfältigste Verwendungs­ fälle für derartige Verschlüsse bekannt. Bei der Lagerung von Flüssigkeiten besteht stets das Problem, daß sich, bei­ spielsweise durch Temperaturunterschiede, jedoch auch durch andere Einflüsse, beispielsweise mechanische Verformung des Behälters ein Überdruck oder ein Unterdruck in dem Behälter bildet. Beim Öffnen des Behälters, beispielsweise durch Abschrauben des Verschlusses erfolgt dann der Druckaus­ gleich. Dabei kann es vorkommen, daß, insbesondere bei einem Überdruck in dem Behälter, Teile der Flüssigkeit in uner­ wünschter Weise ausströmen. Insbesondere bei Trinkflaschen ist dieser Vorgang sehr unerwünscht. Derartige Trinkfla­ schen, welche vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt sind, werden auch bei sportlichen Aktivitäten verwendet. Dabei führt der Sportler die Trinkflasche mit sich, beispielsweise in einer Halterung an einem Fahrrad. Die Trinkflasche wird hierbei erwärmt oder geschüttelt, so daß, besonders bei kohlensäurehaltigen Getränken ein starker Druckausgleich erforderlich ist. Dieser wird von einem Ausschäumen des Getränks begleitet. Dieser Vorgang ist auch beim Aufreißen von Getränkedosen zu beobachten. Für den Benutzer der Trinkflasche ist es unangenehm, wenn ein Teil des Flascheninhalts aus dem Verschluß austritt und die Flasche und/oder die Kleidung des Benutzers verschmutzt. Es wird deshalb gefordert, daß der Öffnungsvorgang in einem Zustand ausgeglichenen Druckes durchgeführt werden kann.

Als weiterer Nachteil ist darauf hinzuweisen, daß, in Ab­ hängigkeit von der Bauart des Verschlusses, die Möglichkeit besteht, daß der Behälter sich in unerwünschter Weise, bedingt durch zu hohen Innendruck, öffnet. Auch dieser Vor­ gang sollte vermieden werden.

Aus dem Stand der Technik sind vielfältigste Ausgestaltungs­ formen von Druckausgleichsvorrichtungen bekannt. So be­ schreibt die DE 33 25 665 C2 einen Deckel, welcher mit einem kugelvorgespannten Entlüftungsventil versehen ist. Bei einem Überdruck, welcher die Vorspannkraft der Feder übersteigt, öffnet das Ventil. Ein Austreten von Flüssigkeit kann jedoch bei einer derartigen Konstruktion nicht verhindert werden. Weiterhin besteht die Gefahr, daß das Ventil durch Schmutz­ partikel in seiner Funktionsweise beeinträchtigt wird. Hier­ durch können unerwünschte Undichtigkeiten auftreten.

Die DE 36 11 089 A1 betrifft einen Behälter für gasende Produkte, bei welchem eine Verschlußkappe mit Vertiefungen versehen ist, die an eine Dichtscheibe angrenzen. Bei einem Überdruck wird die Dichtscheibe in die Vertiefungen einge­ preßt, so daß Gas aus dem Behälter entweichen kann. Ein der­ artiger Verschluß ist nur mit relativ hohem Aufwand her­ stellbar und weist weiterhin den Nachteil auf, daß lediglich ein Überdruck in dem Behälter ausgeglichen werden kann, nicht jedoch ein Unterdruck, welcher ein Öffnen des Behälters erheblich erschweren kann. Insbesondere bei der Verwendung als Trinkflasche bei sportlichen Einsätzen ist es wichtig, daß der Verschluß schnell und mühelos unter allen Betriebsbedingungen zu öffnen ist.

Aus der DE 41 19 440 A1 ist ein Flaschenverschluß bekannt, welcher sehr aufwendig ausgestaltet ist. Im Bereich des Mundstückes einer Flasche sind eine erste und eine zweite Dichtung sowie eine elastisch verformbare Zone vorgesehen. Durch diese Konstruktion kann ein Innendruck der Flasche ausgeglichen werden. Auch hierbei ergeben sich Nachteile hinsichtlich des komplizierten Aufbaus, der Gefahr der Ver­ schmutzung und der Schwierigkeiten beim Öffnen des Ver­ schlusses bei einem Unterdruck in der Flasche.

Ein weiterer Verschluß ist aus der DE 36 11 090 A1 bekannt. Auch bei diesem Verschluß wird eine Dichtscheibe elastisch auf den Rand einer zu verschließenden Behältermündung aufge­ drückt. Dieser Rand ist in Umfangsrichtung mit in gegen­ seitigem Abstand aufeinanderfolgenden Vertiefungen versehen. Dadurch bilden sich bei einem Überdruck in dem Behälter eine Vielzahl von radialen Durchgängen. Hierdurch kann ein Über­ druck in dem Behälter ausgeglichen werden. Auch hierbei ergeben sich die bereits obenstehend beschriebenen Nachteile.

Eine weitere Konstruktion zeigt die DE 39 05 017 A1. Eine Druckausgleichseinrichtung weist einen Dichtungs-Ringwulst auf, welcher in die Öffnung des Behälters eingesetzt ist, sowie eine dichtend anliegende Ringlamelle. Diese wird nach außen hin von einer Ringnut umgeben, welche in einen Ent­ lastungskanal mündet. Bedingt durch die Form der Ringlamelle ist ebenfalls nur ein Ausgleich eines Überdrucks in dem Be­ hälter möglich. Weiterhin besteht die Gefahr, daß der Ver­ schluß insgesamt nicht ausreichend auf den Behälter aufge­ setzt ist, so daß die Ringlamelle entweder nicht zum Druck­ ausgleich dienen kann oder aber der Verschluß insgesamt undicht ist.

Eine konstruktiv andere Lösung zeigt die DE 31 44 679 A1. Diese Druckschrift beschreibt einen Verschluß mit einem Gehäuseteil, in dessen Auslauföffnung eine Dichtscheibe eingesetzt ist, welche bei aufrechtstehendem Behälter einen Gasdurchtritt ermöglicht. Sobald der Behälter gekippt oder umgedreht wird, drückt die Scheibe gegen einen Ventilsitz und schließt die Austrittsöffnung. Diese Ausgestaltung einer Druckausgleichsvorrichtung ist ausgesprochen störanfällig und wird bereits durch geringste Verschmutzungen oder Ver­ unreinigungen funktionsunfähig.

Die DE 24 03 244 B2 zeigt in den Ausführungsbeispielen eine Flasche, auf welche ein Schraubverschluß aufgebracht ist. Der Schraubverschluß ist mit einer Gas-Durchtrittsöffnung versehen, welche an der Innenseite des Verschlusses durch eine membranartige Folie abgedeckt ist. Diese Folie gestattet einen Gasdurchtritt, verhindert jedoch das Austreten von Flüssigkeiten aus dem Innenraum der Flasche. Der Flaschenverschluß ist stets hinsichtlich der Be- und Entlüftung geöffnet, so daß ein unerwünschter Gasdurchtritt durch die Membrane nicht verhindert werden kann.

Aus der GB 22 52 099 A ist ein Flaschenverschluß bekannt, welcher mit einem Überdruckventil versehen ist, welcher sich bei einem vorgegebenen Innendruck eines Behälters automatisch öffnet.

Die FR 25 26 761 zeigt einen Behälterverschluß mit einer Entleerungsöffnung, welcher für den einmaligen Gebrauch geöffnet werden kann. Zusätzlich ist ein mit einer Ventilkugel versehener Verschluß vorgesehen.

Die US 4 235 344, welche den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt einen Schraubenverschluß für einen Behälter, welcher mit einer Entleerungsöffnung sowie einer separaten Entlüftungsöffnung versehen ist. Die Entlüftungsöffnung ist mit einem hydrophoben Filter abgedeckt, welcher einen Gasdurchtritt, nicht jedoch einen Flüssigkeitsdurchtritt ermöglicht. Der Verschluß ist für medizinische Anwendungen gedacht, wobei die Entleerungsöffnung zum einmaligen Gebrauch zu öffnen ist. Die Entlüftungsöffnung ist stets offen, so daß auch bei dieser Ausgestaltung ein unerwünschter Gasdurchtritt nicht unterbunden werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und einfacher, betriebssicherer Anwendbarkeit sowohl eine gute Entleerung des Behälterinnenraums als auch eine gute Be- und Entlüftung ermöglicht, welcher verschleißfrei ist und welcher vor Verschmutzungen oder Verunreinigungen geschützt ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Der erfindungsgemäße Verschluß zeichnet sich durch eine Reihe erhebliche Vorteile aus. Durch die erfindungsgemäß verwendete Membran kann stets, auch bei geringen Druckunterschieden ein Druckausgleich stattfinden, da die Membran gasdurchlässig ist. Die Membran hält jedoch in zuverlässiger Weise sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten zurück, so daß der Inhalt des Behälters nicht austreten kann und zugleich verhindert wird, daß Schmutzpartikel, beispielsweise Staub oder Flüssigkeit in den Behälter eindringen können. Die Membran ist beispielsweise mit TEFLON beschichtet oder aus einem GORETEX-Material gefertigt. Da erfindungsgemäß die Porengröße der Membran so eingestellt ist, daß Gase, nicht jedoch Flüssigkeiten durchtreten können, wird in sicherer Weise eine Verschmutzung der Membran durch Flüssigkeitsbestandteile oder feste Partikel vermieden. Somit scheidet eine Verschmutzung durch Zucker, Fruchtfleischbestandteile o. ä. vollständig aus. Die Membran bleibt somit stets funktionsfähig und kann in leichter Weise, beispielsweise durch Abspülen mit Wasser, gereinigt werden. Da die Membran eine antiadhäsive Oberfläche Oberfläche aufweist, erfolgt keine Benetzung durch die Flüssigkeit. Diese kann auch auf der Membran nicht eintrocknen. Die Membran gestattet somit stets einen voll­ ständigen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Behäl­ ters und der Umgebung.

Der erfindungsgemäße Verschluß kann in bevorzugter Weise insbesondere bei Trinkflaschen verwendet werden.

Abgesehen von der völligen Wartungsfreiheit des erfindungs­ gemäßen Verschlusses ist es günstig, daß dieser in sämt­ lichen Stellungen des Behälters in gleicher Weise funktions­ fähig bleibt, so daß die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile, beispielsweise ein unerwünschtes Austreten der Flüssigkeit, vermieden werden.

Dadurch, daß der Verschluß eine dicht verschließbare Aus­ laßöffnung aufweist, ist es zum Entleeren des Behälters nicht erforderlich, den Verschluß von dem Behälter zu lösen. Hierdurch wird ebenfalls ein unerwünschter Flüssig­ keitsaustritt verhindert.

Weiter ist günstig, daß die Druckausgleichsvor­ richtung dicht verschließbar ist. Insbesondere bei kohlen­ säurehaltigen Getränken wird verhindert, daß während einer längeren Lagerung des Behälters die Kohlensäure entweicht.

Um Beschädigungen der Membran zu vermeiden, kann es günstig sein, wenn diese zumindest zur Außenseite des Verschlusses hin mittels einer Abdeckung abgedeckt ist, welche mit einem Gasdurchlaß versehen ist. Dieser Gasdurchlaß kann eine sehr kleine wirksame Fläche aufweisen, während die Membran ent­ sprechend größer dimensioniert werden kann. Letzteres ist insbesondere hinsichtlich der gewählten Herstellungsver­ fahren vorteilhaft.

Das Absperrelement kann beispielsweise in Form einer Kappe, eines Klappdeckels oder in ähnlicher Form ausgebildet sein. Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das Absperrelement in zwei Stufen manuell betätigbar ist, wobei in einer ersten Betätigungsstufe die Druckausgleichs­ vorrichtung geöffnet ist und wobei in einer zweiten Betä­ tigungsstufe die Ausgleichsöffnung ist. Somit kann die Be­ dienungsperson zunächst in der ersten Betätigungsstufe einen Druckausgleich vornehmen, bevor in einer zweiten Betäti­ gungsstufe die Auslaßöffnung geöffnet wird, beispielsweise um aus der Trinkflasche zu trinken. Günstig ist es hierbei, wenn das Absperrelement zumindest in der ersten Betätigungs­ stufe verrastbar ist. In dieser verrasteten Stellung kann jederzeit ein Druckausgleich erfolgen. Sollte dies, bei­ spielsweise bei kohlensäurehaltigen Getränken nicht er­ wünscht sein, so kann die Druckausgleichsvorrichtung voll­ ständig geschlossen bleiben. In der zweiten Betätigungsstufe kann auch die Druckausgleichsvorrichtung geöffnet ver­ bleiben. Dies ist jedoch nicht erforderlich, da beim Aus­ gießen der Flüssigkeit bereits ein ausreichender Druckaus­ gleich erfolgen kann. In Abhängigkeit von der Ausgestaltung des Behälters, beispielsweise in Form einer starren Flasche kann jedoch durch Öffnen der Druckausgleichsvorrichtung ein gleichmäßiges Ausströmen aus der Flasche erreicht werden. Erfindungsgemäß sind somit die vielfältigsten Varianten möglich.

Das Absperrelement kann drehbar oder längsverschiebbar ausgebildet sein, es kann jedoch auch ein Schwenkmechanismus aufweisen. Auch hieraus wird deutlich, daß die Erfindung in vielfältigsten Ausgestaltungsformen anwendbar ist.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Absperrelement mittels elastischer Elemente in eine Schließstellung vorge­ spannt ist. Die Bedienungsperson braucht somit keine zusätz­ lichen Handgriffe oder Betätigungsschritte einzuleiten, um den Verschluß dicht zu verschließen. Dies erfolgt vielmehr automatisch. Erst bei einem gewünschten Öffnen des Behälters bewirkt die Bedienungsperson einen Druckausgleich und ein anschließendes Öffnen der Auslaßöffnung.

In Abhängigkeit von dem Material des Verschlusses kann die Membran erfindungsgemäß mit dem Verschluß verschweißt oder verklebt werden. Es ist jedoch auch möglich, auch diese mechanisch zu verbinden, beispielsweise durch Einpressen, durch Einschnappen oder ähnliche Vorgänge.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Verschlusses, in der Schnittansicht, in geschlossenem Zustand,

Fig. 2 eine Schnittansicht des in Fig. 1 gezeigten Ver­ schlusses in geöffnetem Zustand und

Fig. 3 eine schematische Schnittansicht eines weiteren Aus­ führungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver­ schlusses.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch der obere Bereich eines flaschenartigen Behälters 1 dargestellt. Dieser weist ein nur vereinfacht dargestelltes Gewinde 7 auf, auf welches ein mit einem Innengewinde versehener Rohransatz 8 eines Ver­ schlusses 4 auf schraubbar ist.

Der Verschluß 4 ist mit einem plattenartigen Boden 9 ver­ sehen, an welchem ein Auslaßrohr 10 angeformt ist, welches eine Auslaßöffnung 2 bildet.

In dem Boden 9 ist eine Ausnehmung 11 vorgesehen, in welche eine Membran 3 eingesetzt ist. Die Befestigung der Membran 3 ist in den Fig. 1 und 2 nicht im einzelnen dargestellt, die Membran 3 kann eingeklebt, verschweißt oder auf andere Weise dicht mit dem Rand der Ausnehmung 11 verbunden sein.

Oberhalb der Ausnehmung 11 ist eine scheibenförmige Ab­ deckung 5 dicht auf den Verschluß 4 aufgesetzt, welche mit einem Gasdurchlaß 6 versehen ist. Die Abdeckung 5 ist mit dem Verschluß 4 beispielsweise verschweißt oder verklebt.

Mit dem Verschluß 4 ist ein Klappdeckel 12 einstückig ver­ bunden. Der Klappdeckel 12 weist an seiner Innenseite einen Dichtstift 13 auf, welcher dichtend in die Auslaßöffnung 2 einsteckbar ist (siehe Fig. 1). Die Verbindungsstelle bildet ein Scharnier 14. Weiterhin ist ein elastisch ver­ formbarer, einklappbarer Stützbügel 15 vorgesehen, welcher den Klappdeckel 12 in der geschlossenen bzw. in der offenen Stellung hält bzw. vorspannt. Um einen Druckausgleich zu dem Innenraum des Klappdeckels 12 zu gewährleisten kann dieser mit einer nicht dargestellten Durchtrittsöffnung versehen sein.

Bei einem Öffnen des Klappdeckels 12 erfolgt somit eine Öffnung der Auslaßöffnung 2, wodurch der Inhalt des Behäl­ ters 1 ausgegossen werden kann. Zum Befüllen des Behälters 1 kann der Verschluß 4 abgeschraubt werden. Die Membran 3 ge­ währleistet stets einen Druckausgleich zwischen dem Innen­ raum des Behälters 1 und der Umgebung, wobei auch bei ge­ schlossenem Klappdeckel 12 ein Druckausgleich, beispielswei­ se durch die nicht dargestellte Durchtrittsöffnung in dem Klappdeckel 12 erfolgen kann. Im übrigen kann auch an der Trennfuge zwischen dem Klappdeckel 12 und der Oberseite des Unterteils des Verschlusses 4 ein Gasdurchtritt erfolgen.

Die Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen Verschlusses, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind.

Der Verschluß weist ebenfalls einen Rohransatz 8 auf, welcher auf einen nicht dargestellten Behälter 1 aufschraub­ bar ist. Durch ein zentrisches Auslaßrohr 16 wird eine Aus­ laßöffnung 2 gebildet, durch welche, wie die gestrichelte Linie zeigt, Flüssigkeit ausströmen kann. Konzentrisch in dem Innenraum des Auslaßrohrs 16 ist ein erstes Dichtelement 18 angeordnet, in welchem wiederum konzentrisch ein zweites Dichtelement 19 gelagert ist. Das erste Dichtelement 18 wird mittels einer ersten Federanordnung 20 nach oben, d. h. in eine dichtend verschließende Stellung vorgespannt, während eine zweite Federanordnung 21 das zweite Dichtelement 19 dichtend gegen das erste Dichtelement 18 vorspannt.

Unterhalb des zweiten Dichtelements 19 ist in dem ersten Dichtelement 18 eine Membran dicht eingesetzt.

Weiterhin ist an der Oberseite des zweiten Dichtelements 19 ein Betätigungselement 22 angeordnet, beispielsweise in Form eines manuell zu drückenden Stiftes. Bei einem Verschieben des Betätigungselementes 22 in Richtung des Pfeils 23 wird zunächst die Kraft der zweiten Federanordnung 21 überwunden, so daß das zweite Dichtelement 19 von dem ersten Dichtele­ ment 18 gelöst wird, wodurch ein Durchströmkanal frei wird, welcher durch die punktierte Linie 24 dargestellt ist. In diesem ersten Betätigungsschritt wird der durch die Linie 17 dar­ gestellte Flüssigkeits-Ausströmkanal geschlossen. Es erfolgt jedoch ein Druckausgleich durch die Membran 3. Wenn die Bedienungsperson das Betätigungselement 22 weiter in Richtung des Pfeils 23 schiebt, so führt dies, da die Relativbewegung zu dem zweiten Dichtelement 19 und dem ersten Dichtelement 18 begrenzt ist, zu einem Verschieben des ersten Dichtelements 18 relativ zu dem Verschluß 4 gegen die Kraft der ersten Federanordnung 20. Hierdurch wird der durch die Linie 17 dargestellte Flüssigkeits-Ausströmkanal geöffnet, so daß der Inhalt des Behälters ausströmen kann. Dieser Zustand ist in Fig. 3 dargestellt.

Das zweite Ausführungsbeispiel zeigt somit einen mehrstufig zu betätigenden Verschluß, wobei erst ein Druckausgleich und anschließend eine Öffnung der Auslaßöffnung erfolgt. Das Schließen des Behälters geschieht in analoger Weise.

Claims (13)

1. Verschluß für einen Behälter (1) ,

• - mit einer Auslaßöffnung (2) zum Entleeren des Behälters (1),
• - mit einer Be- und Entlüftungsausnehmung (11),
• - mit einer Druckausgleichsvorrichtung, die eine mikroporöse Be- und Entlüftungsmembran (3) mit flüssigkeitsabweisender Oberfläche aufweist, welche die Be- und Entlüftungsausnehmung (11) abdeckt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsvorrichtung und die Auslaßöffnung (2) mittels eines gemeinsamen Absperrelements zu öffnen bzw. dicht zu schließen sind.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement zumindest in zwei Stufen manuell betätigbar ist, wobei in einer ersten Betätigungsstufe die Druckausgleichsöffnung geöffnet ist und wobei in einer zweiten Betätigungsstufe die Auslaßöffnung geöffnet ist.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Betätigungsstufe auch die Druckausgleichsvorrichtung geöffnet ist.

4. Verschluß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement zumindest in der ersten Betätigungsstufe verrastet ist.

5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement drehbar oder längsverschiebbar ausgebildet ist.

6. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrelement mittels elastischer Mittel in eine Schließstellung vorgespannt ist.

7. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsvorrichtung und die Auslaßöffnung (2) konzentrisch zueinander angeordet sind.

8. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (4) aus Kunststoffmaterial gefertigt ist.

9. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) mit dem Verschluß (4) verschweißt, verklebt und/oder mechanisch verbunden ist.

10. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (4) lösbar an dem Behälter (1) angeordnet ist.

11. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) in Form einer Trinkflasche ausgebildet ist.

12. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (3) zumindest zur Außenseite des Verschlusses (4) hin mittels einer mit einem Gasdurchlaß (6) versehenen Abdeckung (5) abgedeckt ist.