DE4495238C1 - Verschluss für eine Trinkflasche oder ein Bidon - Google Patents

Abstract

Der Verschluss besteht aus einem Deckelteil (1) mit einem zentrischen, stationären Führungsstift (4), der unten als Tellerventil (5) ausgebildet ist, sowie einem koaxial dazu angeordneten, axial verschiebbaren, am freien Ende als Mundstück (3) ausgebildeten hülsenförmigen Stößel (2). Der Stößel (2) bildet mit dem Führungsstift (4) einen Ringkanal (7) für den auszutretenden Flaschen- oder Bidoninhalt. Im Stößel (2) sitzt eine Dichtung, die als Ventilsitz (14) mit dem Tellerventil (5) zusammenwirkt. Außerhalb des Stößels (2) ist ein gesonderter Strömungsweg (6, 9) für die Luft zum Druckausgleich vorhanden, in welchem durch den Stößel (2) betätigbare zusätzliche Ventilmittel (8) angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschluss für eine Trinkflasche oder ein Bidon. Dieser Verschluss weist einen lösbar mit einem Flaschenhals oder mit einem Bidon verbindbaren Deckelteil mit einem zu einem zentrischen Führungsstift koaxialen Ventilsitz auf. Der Ventilsitz befindet sich an einem axial verschiebbaren, am freien Ende als Mundstück ausgebildeten hülsenförmigen Stössel, wobei dieser Ventilsitz mit dem als Tellerventil ausgebildeten Führungstift zusammenwirkt. Zwischen dem Führungsstift und dem Stössel wird ein Ringkanal für den auszutretenden Flaschen- oder Bidoninhalt gebildet.

Beim Trinken aus einer Flasche entsteht bei völligem Umschliessen des Flaschenhalses oder eines Verschluss-Mundstückes in der Flasche bekanntermassen ein Unterdruck, der sich bei anhaltendem Trinken derart aufbaut, dass keine Flüssigkeit mehr nachfliessen kann. Beim Ausgiessen eines Bidons andrerseits strömt der ausfliessende Inhalt nicht laminar aus, weil der Druckausgleich nicht über eine kontinuierliche Luftströmung erfolgt, sondern stossweise.

Aus der US 5 145 094 A ist ein solcher gattungsgleicher Verschluss für eine Trinkflasche bekannt. Dieser Verschluss weist jedoch nur einen innerhalb des Stössels angeordneten Strömungsweg für die Luft zum Druckausgleich auf, in welchem Strömungsweg durch den Stössel betätigbar zusätzliche Ventilmittel angeordnet sind. Die austretende Flüssigkeit und die einströmende Luft müssen daher denselben Kanal fliessen und stören sich deshalb unausweichlich.

Versuche bei bekannten Bidon-Verschlüssen dieser Art, durch etwas mehr Spiel zwischen dem Ventilstössel und seiner Führung im Deckelteil druckausgleichende Luft in die Flasche einströmen zu lassen, haben nur dazu geführt, dass durch diesen Ringspalt weitere Flüssigkeit aus dem Bidon unkontrolliert austreten kann.

Die DE 93 03 734 U1 zeigt einen Verschluss mit einem ausserhalb des Stössels angeordneten Strömungsweg für die Luft. In diesem Strömungsweg sind auch Ventilmittel angeordnet, welche durch den Stössel selbst betätigbar sind. Bei diesem Verschluss kann die einströmende Luft die ausströmende Flüssigkeit nicht mehr stören.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Verschluss der vorgenannten Art zu schaffen, der einen sicheren Druckausgleich in der Flasche oder dem Bidon auch bei kontinuierlichem Trinken aus der Flasche oder bei kontinuierlichem Ausgiessen des Flaschen- oder Bidon-Inhaltes gewährleistet, ohne dass dabei Leckstellen in Kauf genommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verschluss für eine Trinkflasche oder ein Bidon nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und seinen kennzeichnenden Merkmalen.

Die zusätzlichen Ventilmittel umfassen also einen zum Führungsstift koaxialen, den Ventilsitz bildenden Ringkanal mit perforiertem Boden im Deckelteil, der nach aussen mit dem ringkanalförmigen Strömungsweg kommuniziert und der mit einem ringförmigen, druckdifferenzempfindlichen Dichtungskörper am inneren Ende des Stössels zusammenwirkt. Hierfür ist es zweckmässig, wenn der Dichtungskörper eine Ringdichtung ist, die im Querschnitt in eine V- förmig geöffnete Lippe ausläuft, wobei die beiden Lippenteile in jeder Stellung des Stössels mit einer Eigenvorspannung an der inneren beziehungsweise und an der äusseren Wandung des Ringkanals anliegen, welcher dabei den jeweiligen Ventilsitz bildet. Am besten ist es, wenn der Ventilstössel entweder mittels einer Gewindeverschraubung oder aber über bajonettverschlussartige Verriegelungsmittel in Schliess- und/oder Offenstellung bringbar und in dieser Stellung arretierbar ist, und wenn der Ventilstössel im äusseren Bereich flügelschraubenartige Abragungen zu seiner handgerechten Handhabung aufweist.

Zwei beispielsweise Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verschlusses werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 Einen Verschluss im Querschnitt in Schliesslage;

Fig. 2 Den Verschluss nach Fig. 1 im Querschnitt Offen­ lage;

Fig. 3 Den Verschluss-Stössel des Verschlusses nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht;

Fig. 4 Einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 Einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 Ausschnittweise und in grösserem Massstab ein Detail aus dem Verschluss nach der Fig. 2;

Fig. 7 Einen Stössel mit Gewinde-Verschluss anstelle eines Bajonett-Verschlusses zum Einsetzen in einen ent­ sprechenden Deckelteil, von der Seite her gesehen;

Fig. 8 Den Verschluss mit Gewinde-Stössel in geschlossenem Zustand in einem Querschnitt;

Fig. 9 Den Verschluss mit Gewinde-Stössel in offenem Zustand in einem Querschnitt.

Gemäss den Fig. 1 und 2 schliesst der Verschluss hier einen aus einem geeignetem Kunststoff hergestellten Deckel­ teil 1 ein, der lösbar mit einem nicht gezeigten Flaschenhals oder einem Bidon verbindbar ist. Dieser Deckelteil 1 kann zu seiner Befestigung auf dem Flaschenhals oder auf dem Bidon zum Beispiel auf diesen oder dieses aufdrückbar, aufschraub­ bar oder darauf in ähnlicher Weise befestigbar sein. Weiter weist der Deckelteil 1 einen zentrischen, stationären Füh­ rungsstift 4 auf, der an seinem unteren Ende als Tellerventil 5 ausgebildet ist. Der Führungsstift 4 dient als Führung für einen axial verschiebbaren, an seinem freien Ende als Mund­ stück 3 ausgebildeten, hülsenförmigen Stössel 2, der in sei­ nem Mittelteil innen einen Ventilsitz 14 bildet, der mit dem Tellerventil 5 zusammenwirkt. Der bewegliche Stössel 2 bildet mit dem Führungsstift 4 in seinem Inneren einen Ringkanal 7 für den auszugiessenden Flascheninhalt. In geschlossenem Zustand ist das Mundstück am Stössel 2 oben bündig mit dem oberen Ende des Führungsstiftes 4. Dadurch ist das Mundstück gegen das Eindringen von Schmutz oder Insekten geschützt. Mundstückseitig kann der ganze Verschluss noch mittels einer aufschnappbaren Haube 12 überdeckt werden. Soweit sind derar­ tige Verschlüsse an sich bekannt.

Um nun einen leckfreien Druckausgleich in der Flasche oder dem Bidon auch bei ständigem Trinken oder Ausgiessen zu ermöglichen, sind weitere Ventilmittel 6, 8 im Strömungsweg 9 für einen gezielten Luftdurchstrom vorgesehen. Hierbei umfas­ sen diese Ventilmittel 6, 8 einen zum stationären Führungs­ stift 4 koaxialen Ringkanal 6 im Deckelteil 1, der einen per­ foriertem Boden 10 aufweist. Am oberen Ende bildet dieser Ringkanal 6 mit der äusseren und der inneren Begrenzungs­ fläche einen Ventilsitz 15, 16. Nach aussen kommuniziert die­ ser Ringkanal 6 mit einem ebenfalls ringkanalförmigen Luftka­ nal 9. Der bewegliche Stössel 2 weist nun in seinem Inneren einen gummielastischen Dichtungskörper 8 auf. Dieser Dich­ tungskörper 8 wird vorteilhaft im Rahmen eines zweikomponen­ tigen Spritzverfahrens direkt in den Stössel 2 hineinge­ spritzt. Dabei wird beim Spritzen des Stössels 2 der Raum, welcher vom Dichtungskörper 8 später einzunehmen ist, zunächst von Schiebern eingenommen, die zum Spritzwerkezug gehören. Dann wird der Stössel 2 aus dem Verschluss-Material gespritzt, welches die erste Spritzkomponente bildet. Danach werden die Schieber zurückgefahren und mit der zweiten, nach Trocknung gummielastischen Spritzkomponente wird der Dichtungskörper 8 direkt in das Innere des Stössels 2 hinein­ gespritzt. Oben hintergreift der Dichtungskörper die Stössel- Innenwand, indem dort entsprechende Fenster ausgenommen sind, die beim Spritzen des Dichtungskörpers auch von der zweiten Spritzkomponente ausgefüllt werden. Dadurch ist der Dich­ tungskörper 8 im Stössel fest gehalten. Der untere Rand die­ ses gummielastischen Dichtungskörpers weist eine im Quer­ schnittsprofil V-förmig gespaltene Lippe mit zwei Lippen­ teilen 17, 18 auf. Diese beiden ringförmigen Lippenteile 17, 18 sind druckdifferenzempfindlich und wirken mit den am oberen Ende des Ringkanals 6 gebildeten äusseren und inneren Ventil­ sitzen 15, 16 zusammen. Bei geschlossenem Verschluss, wie in Fig. 1 gezeigt, dichten diese Lippenteile 17, 18 den Ringkanal 6 gegenüber dem Flascheninneren ab, indem sie an die Wandung des Ringkanals 6 drücken. Die lichte Weite des Ringkanals 6 ist gegen unten leicht verjüngt, sodass der Anpressdruck der Lippenteile 17, 18 dort grösser ist. Bei offenem Verschluss, wie in Fig. 2 gezeigt, wird der perfo­ rierte Boden 10 freigegeben und die beiden Lippenteile 17, 18 liegen an den Ventilsitzen 15, 16 an, die am oberen Bereich des Ringkanals 6 gebildet sind. Die beiden im Querschnitt der Ringdichtung V-förmig angeordneten Lippenteile 17, 18 weisen eine Eigenvorspannung auf, sodass sie stets dichtend an der inneren beziehungsweise äusseren Wandung des Ringkanals 6 anliegen, das heisst an den dort gebildeten Ventilsitzen 15, 16.

In Fig. 6 ist die Lippendichtung im Ringkanal 6 in vergrös­ sertem Massstab gezeigt. In Offenstellung des Stössels 2 wirkt nach Flüssigkeitsentnahme ein flüssigkeitsseitiger, an den Perforierungen 11 beziehungsweise im Ringkanal 6 wirksa­ mer Unterdruck an dem an der äusseren Wandung des Ringkanals 6 anliegenden Lippenteil 18 der Lippendichtung 8. Der wir­ kende Unterdruck beziehungsweise der aussen wirkende höhere Luftdruck bewirkt damit die Auslenkung dieses Lippenteils 18 gemäss Pfeil 22, sodass Luft von oben in Richtung des Pfeils 22 nach unten in den Ringkanal 6 einströmen kann und somit ein Druckausgleich erfolgen kann. An dem an der inneren Wan­ dung des Ringkanals 6 anliegenden Lippenteil 17 der Lip­ pendichtung 8 hingegen besteht beidseitig gleicher Fla­ scheninnendruck, sodass der Lippenteil 17 dort stets abdich­ tet.

Besteht hingegen innenseitig des Ringkanals 6 Überdruck und drückt die Flüssigkeit oder die Luft in der Flasche gemäss Pfeil 23 gegen die Lippendichtung 8, so wird das Lippenteil 18 der Lippendichtung 8 stärker gegen die Wandung des Ring­ kanals 6 gedrückt, so dass eine Leckströmung durch den für den Luftdurchstrom vorgesehenen Luftkanal 9 hindurch verunmöglicht wird.

Die Lippendichtung 8 ist hier als Hohlzylinderkörper ausge­ bildet, innenliegend im Stössel 2 angeordnet und dicht mit diesem verbunden. Der obere Rand dieses Hohlzylinderkörpers ist gegen innen umgebogen und bildet mit der gegen innen ge­ richteten Fläche den Ventilsitz 14, welcher mit dem statio­ nären Tellerventil 5 zusammenwirkt, zu welchem der Führungs­ stift 4 unten ausgebildet ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen im einzelnen, dass der Stössel 2 im hier gezeigten Beispiel über bajonettverschlussartige Ver­ riegelungsmittel 20 in Schliess- und/oder Offenstellung arre­ tierbar ist. Am dicht verschlossenen Verschluss, der in Fig. 1 dargestellt ist, wird zunächst der Deckel 12 weggeschwenkt. Dann wird der Stössel 2 gedreht, wozu hier zwei flügelmutter­ artige Abragungen 13 vorhanden sind. Diese sind jedoch nicht zwingend nötig, jedoch hilfreich. Durch die Drehung wird der Bajonettverschluss in eine Lage gebracht, in welcher der Stössel 2 ein Stück weit axial aus dem Verschluss herausgezo­ gen werden kann. Durch das Herausziehen selbst wird der Ver­ schluss geöffnet und der Stössel 2 nimmt schliesslich die Lage gemäss Fig. 2 ein. In dieser Lage gibt er den Weg für die zu entnehmende Flüssigkeit frei. Diese fliesst beim Trin­ ken durch den Kanal 19, umfliesst dann das Tellerventil 5, zieht am Ventilsitz 14 vorbei und umströmt dann den statio­ nären Führungsstift 4, um schliesslich aus der oberen Mündung am Mundstück 3 des Stössels 2 auszutreten. Gleichzeitig öff­ net, sobald sich ein gewisser Unterdruck in der Flasche gebildet hat, die Lippendichtung 8, indem der äussere Lippen­ teil 18 unter dem aussen wirkenden, höheren Luftdruck etwas nach innen schwenkt, und somit einen Weg freigibt, durch den Luft von aussen über den Luftkanal 9 am Lippenteil 18 vorbei in den Ringkanal 6 und dann in die Flasche einströmen kann.

In einer anderen Variante weist der Stössel einen Gewindever­ schluss anstelle eines Bajonettverschlusses auf. In Fig. 7 ist eine solcher Stössel 2 von der Seite her gezeigt. Der gezeigte Stössel 2 wird in einen entsprechend geformten Deckelteil 1 eingesetzt. An seinem Rand weist der Stössel 2 eine schraubenlinienförmige Gewindenut 21 auf, die unten über einen grösseren Bereich 23 hin mündet. Der Stössel 2 wird durch eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn aus dem hier nicht dargestellten Deckelteil herausgedreht, und gibt somit den Ausgusskanal und den Luftkanal im Verschluss frei. Wird er wieder im Uhrzeigersinn in den Deckelteil hineingedreht, so wird dadurch der Verschluss verschlossen. Der Gewindever­ schluss ist vorteilhaft so ausgelegt, dass das Drehen des Stössels die Ueberwindung eines gewissen Reibwiderstandes benötigt, sodass der Stössel 2 in jeder Drehstellung durch Haftreibung gehalten ist. Dadurch wird sichergestellt, dass der Verschluss sich nicht ungewollt öffnen kann und auch die Offenstellung sicher hält. Zur handgerechten Betätigung des Stössels 2 weist dieser ebenfalls zwei flügelmutterartige Abragungen 13 auf, mittels derer er im Deckelteil 1 leicht gedreht werden kann.

In Fig. 8 ist dieser Verschluss mit Gewindeverschluss in geschlossenem Zustand im Querschnitt gezeigt. Die Haube 12 ist hier zugeklappt und geschlossen. Der Stössel 2 ist in seiner untersten Position und verschliesst den Ausgusskanal 7 sowie den Luftkanal 9. Dabei ist der obere flache Randbereich 24 des Stössel 2 hier mit der Oberseite 25 des Deckelteils 1 bündig. Der Gewindenut-Feder 22 liegt hier im obersten Bereich der Gewindenut 21.

In Fig. 9 ist der gleiche Verschluss in Offenstellung im Querschnitt gezeigt. Die Haube 12 ist aufgeklappt und der Verschluss somit freigelegt. Der Stössel 2 ist in seine ober­ ste Position herausgedreht, wobei die Gewindenut-Feder 22 jetzt im untersten Bereich der Gewindenut 21 liegt, nämlich in deren Mündungsbereich 23. In diesem offenen Zustand ist der Ausgusskanal 7 wie auch der Luftkanal 9 freigelegt und somit ist das kontinuierliche Trinken aus der Flasche mit ent­ sprechendem Luftnachschub in die Flasche hinein ermöglicht.

Dieser Verschluss erlaubt daher den leckfreien Druckausgleich beim kontinuierlichen Trinken aus der Flasche. Er eignet sich auch als Bidonverschluss, wo er den Vorteil bringt, dass die auszugiessende Flüssigkeit in einem kontinuierlichen lamina­ ren Strom ausfliessen kann, weil die Luft für den Druckaus­ gleich über den gesonderten Luftkanal 9 in das Bidon einströ­ men kann.

Claims (7)

1. Verschluss für eine Trinkflasche oder ein Bidon, bestehend aus einem Deckelteil (1) mit einem zentrischen, stationären Führungsstift (4), der unten als Tellerventil (5) ausgebildet ist, sowie einem koaxial dazu angeordneten, axial verschiebbaren, am freien Ende als Mundstück (3) ausgebildeten hülsenförmigen Stössel (2), der mit dem Führungsstift (4) einen Ringkanal (7) für den auszutretenden Flaschen- oder Bidoninhalt begrenzt, wobei im Stössel (2), eine Dichtung sitzt, die als Ventilsitz (14) mit dem Tellerventil (5) zusammenwirkt, und ausserhalb des Stössels (2) ein gesonderter Strömungsweg (6, 9) für die Luft zum Druckausgleich vorhanden ist, in welchem durch den Stössel (2) betätigbare zusätzliche Ventilmittel (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der gesonderte Strömungsweg (6, 9) aus einem Luftkanal (9) zwischen Deckelteil (1) und Stössel (2) besteht, der unten in einen aus dem Deckelteil (1) ausgeformten Ringkanal (6) mit perforiertem Boden (10) übergeht, welcher Ringkanal (6) auf der inneren Seite oben mit dem Raum innerhalb des Stössels (2) kommuniziert, sowie dass die Ventilmittel (8) aus einer gummielastischen Lippendichtung (8) bestehen, die in Schliess- Stellung den perforierten Boden (10) abdichtet und in Offenstellung den Ringkanal (6) gegenüber dem Inneren des Stössels (2) abdichtet und gleichzeitig den Ringkanal (6) gegenüber dem Luftkanal (9) als Membrane derart abdichtet, dass bei Druckdifferenz Luft vom Luftkanal (9) in den Ringkanal (6) strömen kann.

2. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippendichtung (8) eine im Querschnitt V-förmige Lippe mit zwei Lippenteilen (17, 18) bildet, wobei die beiden Lippenteile (17, 18) in jeder Stellung des Stössels (2) mit einer Eigenvorspannung an der inneren beziehungsweise äusseren Wandung des Ringkanals (6) anliegen, sodass dieser dort jeweils als Ventilsitz (15, 16) wirkt.

3. Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippendichtung (8) als Hohlzy­ linderkörper ausgebildet und innenliegend im Stössel (2) angeordnet und dicht mit diesem verbunden ist, dass der obere Rand dieses Hohlzylinderkörpers gegen innen umgebogen ist und mit der gegen innen gerichteten Fläche den Ventilsitz (14) bildet, welcher mit dem stationären Tellerventil (5) zusammenwirkt, zu welchem der Führungsstift (4) unten ausgebildet ist, sowie dass der Hohlzylinderkörper an seinem unteren Rand in eine V-förmige Lippe mit zwei Lippenteilen (17, 18) ausläuft.

4. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (2) über bajonettverschlussartige Verriegelungsmittel (20) in Schliess- und/oder Offenstellung arretierbar ist.

5. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (2) eine Gewindeverschraubung (22, 23) aufweist, mittels welcher er in Schliess- und/oder Offenstellung drehbar ist.

6. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stössel (2) im äusseren Bereich flügelschraubenartige Abragungen (13) zu seiner handgerechten Handhabung aufweist.

7. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gummielastische Lippendichtung (8) in einem zweikomponentigen Spritzverfahren nach dem Spritzen des Stössels (2) mit einer ersten Spritzkomponente direkt mittels einer zweiten, gummielastischen Spritzkomponente in das Innere des Stössels (2) eingespritzt ist, wodurch sie mittels Fenstern in der Stössel-Innenwand, welche sie durch das Spritzen ausfüllt, dieselbe hintergreift, und im Stössel (2) sicher gehalten ist.