DE69515061T2

DE69515061T2 - Behälterverschluss

Info

Publication number: DE69515061T2
Application number: DE69515061T
Authority: DE
Inventors: Anthony Charles Lammond Wass
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-11-22
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2015-11-23
Also published as: ZA959912B; GB2295385A; AU697383B2; AU3877595A; DE69515061D1; ES2144643T3; GB2295385B; US5931357A; EP0793604B1; WO1996015953A1; EP0793604A1; GB9423585D0; CA2205865A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Verschlussanordnungen für Behälter und insbesondere Flaschen, die für fließfähiges Material verwendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die meisten Flaschen werden mit Schraubverschlüssen oder mit Kappen verschlossen, die auf Reib- oder Schnappschluss basieren. Schraubverschlüsse sind zuverlässig, für große Öffnungen gut geeignet und beständig gegen unbeabsichtigtes Öffnen und Druck im Behälterinneren. Ihr Einsatz ist jedoch langsam, es besteht die Gefahr, dass sie verloren gehen und manchmal werden sie blockiert oder das Gewinde reißt aus. Reibschluss- und Schnappkappen (siehe z. B. EP-A-0176108) weisen geringe Sicherheit gegenüber Innendruck auf, und ihre Sicherheit nimmt bei wiederholter Verwendung ab.
Die Erfindung zielt darauf ab, eine Behälterverschlussanordnungen bereitzustellen, mit der einige dieser Probleme vermieden werden können.

DIE ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt wird eine Verschlussanordnung für einen Behälter mit fließfähigem Material vorgeschlagen, die einen Hals und eine Verschlusskappe für den Hals umfasst;
wobei der Hals eine Halswand aufweist, die eine kreisförmige Halsbohrung mit einer oberen Öffnung definiert, und eine Im Wesentlichen sphärische Oberflächenzone, die sich an der Innenseite und/oder Außenseite des Halses befindet und im Wesentlichen koaxial damit ist und einen Überhang der Halswand angrenzend an die obere Öffnung bereitstellt;
wobei die Verschlusskappe einen oberen Kappenabschnitt an der Halsöffnung und einen oder mehrere davon ausgehende Fortsätze umfasst, einschließlich zumindest eines einstückigen abwärts gerichteten Fortsatzes, der durch Gleitführungseingriff an der sphärischen Oberflächenzone der Halswand angreift und einen Festhalteeingriff unter dem Halswandüberhang herstellt, um die Verschlusskappe am Hals festzuhalten, wobei die Verschlusskappe weiters zumindest einen geschlossenen Steg zum Blockieren der Halsbohrung und eine ringförmige Umfangsdichtung bereitstellt;
wobei der Steg und die Umfangsdichtung der festgehaltenen Verschlusskappe in Bezug auf den Hals in einer Kippbewegung kippbar sind, die durch den Gleitführungsangriff der Verschlusskappe an der sphärischen Oberflächenzone der Halswand um eine Achse quer zur Halsachse zwischen einem geschlossenen Zustand, in dem die Umfangsdichtung um den Umfang der Halswand eingreift, so dass der Steg die Halsbohrung blockiert, und einem offenen Zustand geführt wird, in dem zumindest ein Teil der Umfangsdichtung von der Halswand wegkippt, um einen Strömungsdurchgang um den Steg herum zu öffnen;
worin ein solcher Fortsatz der Verschlusskappe ein innerer abwärts gerichteter Fortsatz mit einem nach außen gerichteten Kreisring ist, der eine solche ringförmige Umfangsdichtung bereitstellt, die um das Halswandinnere eingreift, und dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer solcher Fortsatz ein äußerer Fortsatz des oberen Kappenabschnitts ist, der den oder einen zusätzlichen Gleitführungseingriff mit einer gekrümmten Eingreifspur oder -zone der Halswandaußenseite herstellt.
Weitere spezifischere Optionen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine koxiale sphärische Halszone ermöglicht in vorteilhafter Weise beispielsweise
- ringförmige Dichtungseingriffe, die wirksamer sind als die abgewinkelten linearen Verbindungen, die bei Konstruktionen nach dem Stand der Technik festzustellen sind, bei denen kippbare Düsen und Klappen verwendet werden;
- volle Führung des Kippens auch ohne einen speziellen Hebelpunkteingriff;
- Bereitstellen einer Konvergenz oder Divergenz zum Festhalten;
- Kombination aus beliebigen davon ohne zusätzliche Komplexität;
- einfache Herstellung.
Durch ringförmige Dichtung um die Halswand können die stark einschränkende Halsbohrungskonstruktionen vermieden werden, die zum Dichten nach dem genannten Stand der Technik erforderlich sind.
Eine kippbare Verschlusskappe mit einer stegförmigen Abdeckung kann einfacher und billiger hergestellt werden und, insbesondere aus Kunststoff, vielseitiger als ein Schwimmerhahn-Verschluss sein.
Es ist anzumerken, dass präzise Sphärizität nicht erforderlich ist, aber die Sphärizität ausreichend sein muss, um die entsprechenden Funktionen zu erfüllen, wie hierin dargelegt.
Die Halswand kann einen sphärischen Oberflächenzonenabschnitt an ihrer Innenfläche und/oder an ihrer Außenfläche aufweisen. Die innere und die äußere sphärische Zone sollten im Wesentlichen konzentrisch sein. Die Verschlusskappe weist einen äußeren Fortsatz um das Äußere des Halses, der abwärts gerichtet ist, sowie einen inneren abwärts gerichteten Fortsatz in die Halsbohrung auf. Weitere Führungseingriffe, beispielsweise Hebelpunkte oder Axial- oder Umfangsnocken, können verwendet werden, falls erwünscht. Der Festhalteeingriff erfordert einen Überhang, der durch Divergenz nach oben an der Außenseite des Halses oder Aufwärtskonvergenz an der Hals-Innenseite erzeugt wird. Beides kann durch eine entsprechende sphärische Oberflächenzone bereitgestellt werden, das ist jedoch nicht unabdingbar. Weiters kann, während der Gleitführungseingriff eine gebogene Eingreifbahn oder -zone erfordert, die zumindest den Winkel zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand aufweist, zum Festhalten eine geringere Winkelzone ausreichen. Der abwärts gerichtete Kappenfortsatz zum Festhalten kann ein äußerer Teil sein, der sich an der Halsaußenseite nach unten und nach innen erstreckt, z. B. in Form einer Einfassung, einer unterteilten Einfassung oder von Schenkeln mit abwärts gerichteter Konvergenz. Es kann sich um einen inneren Teil handeln, der sich nach unten und außen erstreckt, z. B. in Form eines Kreisrings, eines unterteilten Kreisring oder von Schenkeln mit abwärts gerichteter Divergenz.
Der geschlossene Zustand erfordert, dass sich ein im Allgemeinen undurchlässiger Verschlussabschnitt über die Bohrung erstreckt und diese schließt, in Kombination mit der Umfangsdichtung. Es ist anzumerken, dass sich "undurchlässig", "Dichtung" und ähnliche hierin verwendete Begriffe auf Fluiddichtheit beziehen, aber die erfindungsgemäßen Anordnungen können auch für alle fließfähigen Materialien verwendet werden, im manchen Fällen einschließlich Teilchen, und die obengenannten Begriffe können auch als diese Möglichkeiten abdeckend verstanden werden. Diese(r) Verschlussabschnitt oder -abdeckung kann ein(e) einzelne(r) quergerichtete(r) Steg oder -schicht sein oder aus mehreren Komponenten bestehen.
In einer Ausführungsform umfasst er ein festgehaltenes Innenelement in einer Halsbohrung. Außerdem oder alternativ dazu kann er Teil des Kappenabschnitts sein, der an oder über der Halsöffnung liegt. Eine axiale Einfassung kann eine ringförmige Dichtung mit dem Decksteg verbinden, beispielsweise wenn die Dichtung im Hals festgehalten wird, während sich der Steg teilweise im Kappenabschnitt an der Halsöffnung befindet. Die Dichtung kann über die Halsoberfläche gleiten, wenn sie gekippt wird, und das kann teilweise oder ganz für den Führungseingriff sorgen, wenn es sich um eine sphärische Oberfläche handelt.
Bei einer Ausführungsform ist die Abdeckung als Teil eines äußeren Kappenelements vorgesehen, wobei die Umfangsdichtung durch das Kappenelement an oder in großer Nähe zur Halsöffnungsperipherie gebildet wird; dabei kann es sich jedoch um eine äußere, oder eine innere oder aufwärts gerichtete Oberfläche der Peripherie handeln.
Der obere Abschnitt des Verschlusses kann eine solche äußere Kappe bilden, die in der geschlossenen Position auf der Halsöffnung auf ihrer Peripherie ruht, auch wenn der Verschluss eine Dichtung an einem inneren, unteren Abschnitt aufweist. Eine solche äußere Kappe schützt den Verschluss und stellt einen zweckmäßigen Punkt zum Ausüben von Finger- oder Handdruck dar; sie kann auch andere Funktionen aufweisen, wie nachstehend beschrieben.
Es wird vorgezogen, dass die Hals- und Verschlussteile, die für den Halswandüberhang und das Festhalten des Verschlusses sorgen, auch eine Führungsfunktion aufweisen, wie oben angeführt. Daher kann die Führungsspur oder -zone des Halses einen Überhang bereitstellen, und der untere Teil des Verschlusses, der unter den Überhang reicht, um den Verschluss festzuhalten, bildet auch einen Führungsmitnehmerteil oder eine komplementäre Oberfläche, wie oben angeführt.
Der Führungseingriff kann Mittel umfassen, die eine oder mehrere vorbestimmte Anschlagpositionen definieren, z. B. vollständig offen, vollständig geschlossen, teilweise (z. B. halb) offen usw.. Das ist höchst zweckmäßig, wenn die Komponenten elastisch gegeneinander pressen und eine, eine bestimmte Position definierende Ausnehmung oder andere Komponente einen Vorsprung der anderen aufnehmen kann. Eine weitere Möglichkeit ist zunehmende Nicht-Komplementarität von einer Grenzposition weg, die dazu neigt, die Komponente in die Grenzposition zu drängen. Dabei handelt es sich um ein Beispiel, bei dem exakte Sphärizität vermieden werden kann. Eine "übermittige" Beziehung kann verwendet werden.
Weiters können der Verschluss und der Hals Anschlag- oder Grenzeingriffe (vollständig geschlossen, vollständig offen) bilden, so dass das Kippen der Teile über einen bestimmten Winkel hinaus vermieden wird. Diese können durch Widerlagerflächen des Verschlusses bereitgestellt werden, die in Bezug auf die Kippachse und Dichtungsperipherie so angeordnet sind, dass sie in einem vorbestimmten Kippgrad am Hals anliegen, der dem gewünschten Zustand der Umfangsdichtung entspricht, und weiteres Kippen verhindern.
Der obere Kappenabschnitt kann eine nach unten konvexe (gekrümmte oder abgewinkelte) Unterseite mit aufwärts gedrehten Bereichen aufweisen, die einander über den Hals gegenüberstehen, um einen Zwischenraum über der Halsperipherie zum Kippen zu bilden, und gegebenenfalls auch Grenzanschlag- und/oder Dichtungseingriffe bilden, um in den Hals einzugreifen, wie oben angesprochen. Ein unterer Bereich zwischen den nach oben gedrehten Bereichen kann einen Hebeleingriff mit dem Hals bilden.
Das Kippen des Verschlusses kann direkt erfolgen oder mit einer anderen Bewegung in Bezug auf den Hals kombiniert sein. Eine Kombination aus Kippen mit Drehung des Verschlusses um einen runden Hals wird bevorzugt; der Verschluss bildet einen geneigten Nocken- oder Führungseingriff um den Hals, so dass durch das Drehen um den Hals ein entsprechendes Kippen betrieben wird.
Die Öffnungs-Kippbewegung kann durch Anliegen zwischen der Kappe und dem Hals blockiert werden, bis das eine oder das andere gegen Elastizität verformt wird, um das Widerlager zu umgehen; dadurch entsteht "Kindersicherheit".
Es wird in hohem Maße bevorzugt, dass der Verschluss vollständig auf dem Hals montierbar ist, indem er einfach aufgeschoben oder aufgeschnappt wird. Das kann mit den obengenannten Festhaltemerkmalen leicht erreicht werden. Der Hals und/oder der Verschluss können mit einer verjüngten Vorderseite versehen sein, um das Drücken des unteren Verschlussabschnitts gegen den Halsüberhang und an diesem vorbei zu unterstützen. Weiters kann der untere Abschnitt mit einer axial symmetrischen Reaktion konstruiert sein, z. B. mit einem nach oben gebauchten Abschnitt, so dass eine Kraft, die den Verschluss tendenziell vom Hals zieht, dazu tendiert, den unteren Abschnitt weiter unter den Überhang zu drängen. Beispielsweise kann, wenn der Verschluss ein inneres Element mit einem Kreisring aufweist, der an einer Innenzone der Halsbohrung festgehalten wird, der Dichtungskreisring eine Scheibe mit konischer Gestalt (die auch das Einsetzen beim Zusammenbauen erleichtert) oder ein Dichtungselement umfassen, das mit axialer Freiheit in einer verjüngten Gehäuserille angeordnet ist.
Insofern, als ein Hals mit spezieller Konstruktion erforderlich ist, kann es sich dabei um einen einstückigen Teil eines entsprechend geformten Behälters handeln, oder er kann als Zusatzkomponente für einen bestehenden Behälter bereitgestellt sein.
Die im Öffnungszustand an der Umfangsdichtung vorbei definierte Strömungsöffnung kann jede geeignete Form haben. Es kann sich einfach um einen Raum zwischen dem Dichtungs-/Abdecksteg und der Halsperipherie handeln. Der Weg führt vorzugsweise um die Dichtungsperipherie herum oder an ihr vorbei, ist aber nicht von ihr umgeben. Wenn sich ein Abschnitt vom oberen Abschnitt des Verschlusses hinunter um die Außenseite des Halses erstreckt, muss durch oder an diesem Abschnitt vorbei ein angemessener Abstand vorgesehen sein, beispielsweise als Loch durch eine Kappenperipherie, das die Form eines Abgabe-Ausgusses haben kann, der einstückig mit der Kappe ausgebildet ist.
Eine Ausführungsform weist eine Kappe auf, die eine periphere Abgabeöffnung definiert, beispielsweise mit einem Ausguss, dessen Öffnung im geschlossenen Zustand an der Außenseite des Halses liegt und vom Behälterinneren durch das Eingreifen einer/eines Dichtungszone oder -stegs in der Kappe oberhalb des Ausgusses mit dem Halsrand isoliert ist. Die Dichtung ist vorzugsweise eine Gleitdichtung, die in die innere und/oder äußere Halsfläche eingreift.
Obere und untere Abschnitte des Verschlusses sind vorzugsweise einstückig oder steif verbunden, um gemeinsam zu kippen, und sie können einteilig ausgebildet sein. Wenn sich jedoch ein(e) Verschlusssteg und -dichtung auf einem festgehaltenen Element befinden, dessen Kippen in der Halsbohrung selbstführend erfolgt, kann die Kippbetätigung durch eine flexible Verbindung mit einem oberen Betätigungsabschnitt erfolgen, so dass eine allgemeine seitliche Bewegung des Betätigungsabschnitts den inneren Dichtungskreisring kippt. Weiter schließt steifes einstückiges Kippen der Kappe und Gleitdichtung relative Freiheit oder Flexibilität anderer Kappenabschnitte nicht aus.
Ein Verbindungsabschnitt zwischen einem festgehaltenen inneren Element und dem Kappenabschnitt hat vorzugsweise eine solche Länge, dass er sich in der geschlossenen Position in Spannung befindet.
Durch Definieren eines Zwischenraums zwischen dem äußeren und dem inneren Element kann der Verbindungsabschnitt (z. B. ein oder mehrere lokale Stützen) einen Belüftungsdurchgang im offenen Zustand bereitstellen, mit der Maßgabe, dass die untere Peripherie der gekippten Dichtung im offenen Zustand von der Halswand weg beabstandet ist. Der Verbindungsabschnitt ist wünschenswert zur Halsachse hin positioniert, was die größte Freiheit des Kippwinkels bietet; eine mittlere Stütze wird bevorzugt. Getrennte innere und äußere Elemente können entweder beispielsweise durch eine Schnapppassung aneinandergefügt oder in einem Stück ausgebildet sein.
Die Anordnung kann Mittel zum Vermeiden unbeabsichtigten oder unzulässigen Öffnens umfassen. Diese können ein Manipulation anzeigendes Element umfassen, das den Verschluss in Bezug auf den Hals fixiert, oder ein anderes Element festhält, das zerbrochen oder sichtbar verbogen oder beschädigt werden muss, um den Verschluss zu kippen. Ein solches Element kann ein Ring sein, und er kann in einem Stück mit der Verschlusskappe vorliegen, die über ein oder mehrere durchbrechbare Verbindungen damit verbunden ist. Es kann ein Bund um den Hals unterhalb der Kappe verwendet werden, oder eine Abschirmung um das Verschlusselement, die das Kippen verhindert, bis die Abschirmung entfernt ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht in einer Belüftung in der Verschlusskappe, die auf übermäßigen Innendruck im geschlossenen Zustand durch Öffnen reagiert und dadurch einen solchen Druck beseitigt, z. B. durch Erweitern einer Fuge zwischen den Innenwänden der Kappenkonstruktion.
Es versteht sich, dass die oben beschriebenen Anordnungen für Verwendung mit einer Hand sehr gut geeignet sind, und wenig Kraft erforderlich ist, um sie zu betätigen. Die Verschlusskomponenten können beispielsweise durch Spritzguss aus Kunststoffmaterial hergestellt sein. Polyethylen oder Polypropylen können verwendet werden. Der spezielle Hals kann als Teil eines Behälters bereitgestellt sein, wobei es sich um eine blasgeformte oder spritzblasgeformte Kunststoffflasche oder um eine press- blasgeformte Glasflasche handeln kann.
Es ist anzumerken, das Verweise hierin auf Oberseite, Unterseite, oben, unten, unterhalb usw. nur der Einfachheit und Klarheit der Beschreibung dienen und für die Ausrichtung bei der Verwendung keinerlei Einschränkung darstellen.
Nun werden Beispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform ist, die eine Flaschenhals- und Verschluss-Anordnung zeigt;
Fig. 2 ein axialer Querschnitt von Fig. 1 ist;
Fig. 3 Fig. 2 entspricht, aber eine offene Position zeigt;
Fig. 4 ein axialer Querschnitt der Verschlussanordnung einer zweiten Ausführungsform ist, die eine Schutzabschirmung umfasst;
Fig. 5 die zweite Ausführungsform nach dem Brechen der Abschirmungsverbindungen zeigt;
Fig. 6 ein axialer Querschnitt einer dritten Ausführungsform ist, der alternative Begrenzungsanschläge zeigt;
Fig. 7 eine Seitenansicht ist, die eine vierte Ausführungsform mit einer einzigen Kippachse zeigt;
Fig. 8 ein axialer Querschnitt einer fünften Ausführungsform ist, bei der die Kappe arretiert ist, wenn sie nicht um die Halsachse gedreht wird:
die Fig. 9 und 10 axiale Querschnitte sind, die eine sechste Ausführungsform in kindersicherem bzw. Betriebsmodus zeigen;
die Fig. 11 und 12 axiale Querschnitte einer siebenten Ausführungsform sind, die eine Überdruckentlüftung umfasst;
Fig. 13 ein axialer Querschnitt einer achten Ausführungsform mit einem Aufschraub- Adapter ist;
die Fig. 14 und 15 axiale Querschnitte einer neunten Ausführungsform sind, bei der eine O-Ringdichtung verwendet wird;
die Fig. 16 und 17 axiale Querschnitte einer zehnten und elften Ausführungsform mit einteiligen Verschlüssen sind;
die Fig. 18 und 19 axiale Querschnitte einer zwölften und einer dreizehnten Ausführungsform mit Halsmodifikationen zur Vergrößerung des Strömungsdurchgangs sind;
die Fig. 20, 21 und 22 axiale Querschnitte sind, die eine vierzehnte Ausführungsform mit einem Ausguss in geschlossenem, teilweise offenem und offenem Zustand zeigen;
die Fig. 23 und 24 axiale Querschnitte einer fünfzehnten Ausführungsform sind, die ebenfalls einen Ausguss aufweist und bei der eine Nockenwirkung verwendet wird, um die Kappe zwischen dem geschlossenen und dem offenen Zustand zu kippen;
die Fig. 25 und 26 eine sechzehnte Ausführungsform in geschlossenem und offenem Zustand zeigen; und
die Fig. 27 und 28 eine siebzehnte Ausführungsform zeigen, bei der ein starr montierter Innenstöpsel verwendet wird.
Auf Fig. 1 Bezug nehmend weist eine Flasche 10, die in jeder anderen Hinsicht ganz herkömmlich sein kann, einen speziellen Hals 12 und Verschluss 14 auf.
Auf Fig. 2 Bezug nehmend weist der Flaschenhals 12 einen zylindrischen Abschnitt 16 auf, der den Körper der Flasche mit einer inneren und einer äußeren sphärischen Oberfläche 18 und 20 verbinden. Eine innere Dichtungskomponente 22 von Verschluss 14 wird innerhalb des inneren sphärischen Bereichs festgehalten und umfasst einen dünnwandigen seichten Kegel 24 mit einem verdickten Außenrand 26 und einem zylindrischen zentralen Zapfhahn 28. Äußere Sägezahneinschnitte 30 darauf greifen mit inneren Sägezahneinschnitten 32 in der Bohrung einer zylindrischen Hülse 34 der äußeren Kappenkomponente 36 ineinander, wodurch eine starre mittlere Stütze 38 gebildet wird, die beide miteinander verbindet. Die Kappe weist eine allgemein sphärische Gestalt 40 mit einem kreisförmigen Rand 42 auf und wird von zwei Flachstellen 44, 46 geschnitten, von denen eine parallel zur Randebene und die andere zu dieser Ebene beispielsweise um etwa 45º geneigt ist. Die Stütze 38 hält die Ränder 26, 42 der Kappe und Dichtungskomponenten mit der inneren und der äußeren sphärischen Halsfläche 18, 20 in Kontakt. Die Kappe 14 kann um ihren gemeinsamen Mittelpunkt innerhalb des Bogens kippen, der durch den Winkel zwischen den Flachstellen 44, 46 begrenzt ist. Die Eingriffe der Kappenkomponente sowohl an der inneren als auch der äußeren Halsflächenzone wirken zusammen, um das Kippen um die quergerichtete Kugelachse zu führen. In dieser geschlossenen Position werden Dichtungen innen und außen gebildet, wobei der seichte Kegel 24 als Feder wirkt, um eine leichte Dichtungskraft beizubehalten.
Um sie zu öffnen, wird die Kappe gedreht, bis die Flachstelle 46 den Halsrand berührt (Fig. 3), wobei sichelförmige Kanäle 48, 50 zwischen der Abdeckscheibe 22 und dem Halsinneren geöffnet werden. Bei der Verwendung wird flüssiger Inhalt durch die größere Öffnung 48 gegossen, um durch die kleinere davon (50) durch Luft ersetzt zu werden. Die Trennung dieser Ströme verringert das "Spucken", das beim Ausgießen aus Flaschen üblicherweise auftritt.
Die Kappe wird aufgesetzt, indem der Rand 26 der Scheibe 22 in der konischen Öffnung 52 des Halses aufruht. Ein Abwärtsdrücken wirkt über die mittlere Stütze 38, um den seichten Kegel 24 durch die Halsöffnung zu schieben, wo er sich sofort wieder ausdehnt, um den Verschluss festzuhalten; Kraft, die ausgeübt wird, um die Kappe abzuziehen, erhöht tendenziell den Randdurchmesser, wodurch sie noch schwerer zu entfernen ist.
Eine Belastung an der Oberseite der Flasche (z. B. während Lagerung oder Transport) kann den Verschluss öffnen. Die Fig. 4 und 5 zeigen eine zylindrische Hülse 54, die mit einer Reihe dünner radialer Speichen 56 mit der Kappenkomponente 36 verbunden ist. Die Oberseite 58 dieser Schutzabschirmung befindet sich über der Kappenoberseite, und eine Unterfläche 60 der Schutzabschirmung ruht auf einer versteiften Leiste 62 der Flaschenschulter 64 auf, um jegliche Endbelastungen zu tragen. Die Belastungsflächen 60,62 können zur äußeren unteren Endfläche 66 der Schutzabschirmung hin geneigt sein, so dass Kontaktpunkte 70, 72 auf der Schutzabschirmung bzw. der Flasche tiefer liegen als andere 74, 76 in einer anderen Rotationsposition. Durch Drehen der Schutzabschirmung wird sie dann in Eingriff gebracht, wobei die Speichen 56 gebrochen werden, um sie zu lösen. Diese Anordnung ist manipulationssicher.
Die Gestalt der obigen äußeren Kappenkomponente 36 ist mit manchen Flaschenformen möglicherweise ästhetisch nicht kompatibel. Fig. 6 zeigt innere Kappenrippen 78, 80 für die Bewegung begrenzenden Anschläge, so dass die äußere Form 82 der inneren nicht so eng folgen muss. Dieses Beispiel ist allgemein zylindrisch, aber die Gestalt unterliegt keiner Einschränkung.
Fig. 7 zeigt die äußere Kappenkomponente 84 mit abwärts gerichteten Fortsätzen 86 auf jeder Seite, die eine teilkreisförmige Ausnehmung 88 umfassen, die gegen eine passende kreisförmige Ausbildung 90 anliegt, die aus der Halsform 20 vorspringt. Die Achse dieser zusammenpassenden Ausbildungen geht durch die gemeinsame Achse der sphärischen Oberflächen hindurch, so dass sich die Kappe um eine einzige Kippachse, aber nicht um die Halsachse drehen kann.
Fig. 8 zeigt einen lokalen Vorsprung 92 aus der sphärischen Halsaußenfläche 20. Dadurch wird jedes Kippen der Kappe 14 verhindert, bis sie zuerst horizontal um 180º gedreht worden ist.
In Fig. 9 umfasst die innere Dichtungskomponente 22 konzentrische zylindrische Wände 96, 98, die durch einen seichten konischen Steg 94 verbunden sind, wodurch eine federbelastete axiale Bewegung eines Zylinders in Bezug auf den anderen entsteht. Eine breite Krempe 100 der Kappenkomponente 36 sitzt in einer ringförmigen Ausnehmung 102 um den Halsrand, wodurch Kippen verhindert wird, bis sie gegen die Federkraft des Dichtungskegels in die in Fig. 10 gezeigte Position hochgezogen worden ist, wo die Krempe außerhalb und nicht innerhalb des sphärischen Radius liegt. Nur dann kann sie geöffnet werden. Dabei handelt es sich um ein kindersicheres Merkmal.
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird der Innendruck vollständig durch die innere Dichtungskomponente 22 gehalten, wobei die Hauptfunktionen der Kappenkomponente 36 darin bestehen, die innere Komponente mit ihrem Dichtungssitz in Kontakt zu halten, wenn kein wesentlicher Innendruck vorliegt, und ein Mittel und eine kooperative Führung bereitzustellen, um sie zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu bewegen. Der Dichtungsdruck verbessert sich im Allgemeinen mit zunehmendem Innendruck, aber wenn der Kegel 24 vollständig abgeflacht ist, würde jede weitere Drucksteigerung den Verschluss von der Flasche absprengen. Fig. 11 zeigt ein kleines Loch 104 in Zapfhahn 30, durch den das Innere der Hülse 34 Behälterdruck ausgesetzt ist, der aber normalerweise eine druckfeste Dichtung auf dem Zapfhahn bildet. Nahe dem kritischen Druck weitet es die Hülse aus, wodurch die Dichtung aufgehoben wird (Fig. 12) und der Druck entweicht.
Fig. 13 zeigt, wie sich der sphärische Hals 12 der Anordnung 108 auf einem abnehmbaren Adapter 110 befinden kann, der Merkmale aufweist, die das Befestigen über dem Hals eines bestehenden Behälters ermöglichen, z. B. eine Gewindeform 112 für einen Behälter mit Schraubverschluss.
In den Fig. 14 und 15 ist das innere Dichtungselement ein O-Ring 114. Die äußere Kappe 116 weist einen Flansch 118 auf, der den inneren Stöpselsabschnitt 120 im Flaschenhals 12 positioniert. Der Ring 114 befindet sich einer Rille 122 um den Stöpsel, dessen Durchmesser von der Oberseite 124 zur Unterseite 126 zunimmt; der O-Ring ruht in einer Mittelposition 128 auf. Beim Zusammenbauen wird der O-Ring zur Oberseite der Rille geschoben und durch die Halsöffnung 52 problemlos zusammengedrückt. Sobald er sich darin befindet, springt er in Dichtungseingriff zurück. Jegliche aufwärts gerichtete Kraft auf den Stöpsel bewegt zunächst den Stöpsel und nicht den O- Ring, der ausgedehnt wird, um fester abzudichten und weiterer Bewegung Widerstand zu bieten.
Hier ist es schwierig, eine konkave Kappe in einem Stück auszubilden, und daher ermöglicht es statt dessen ein sichelförmiger Schlitz 130 in der Kappe, dass ein Teil des Halsrandes geradewegs durch den Flansch 116 hindurchgeht, wobei der äußere Rand 132 des Schlitzes über die äußere Halsfläche 20 als Führung gleitet. Schlitz 130 kann durch ein Manipulation anzeigendes Element 134 überbrückt sein (siehe Fig. 14), das aufgebrochen wird, sobald die Kappe geöffnet wird.
Fig. 16 unterscheidet sich dadurch, dass der O-Ring durch eine Flanschdichtung 136 ersetzt ist, die einstückig mit dem Dichtungsstöpsel 120 geformt ist. Die Dichtung ist konisch, könnte aber planar oder als aufwärts gerichteter Kegel ausgebildet sein, der durch Hindrücken in den Hals in die gezeigte Form gedrängt wird.
Eine Änderung des Dichtungsdurchmesser mit der ausgeübten axialen Belastung ist nicht immer notwendig, und die innere Dichtung kann ein einfacher Wulst 138 sein, wie in Fig. 17 gezeigt. Die Kappe muss nicht entfernt werden, so dass die Interferenz mit der Halskehle 140 größer als bei den anderen Verschlüssen ist und nicht auf Anwendungen mit niedrigem Druck beschränkt ist.
Öffnungswinkel über 40 oder 45 machen es notwendig, dass sich der sphärische Halsabschnitt über den allgemeinen Halsdurchmesser hinaus ausbeult (Fig. 18); starke Drehung der Kappe neigt dazu, die Strömungsöffnung 142 zu verringern. Fig. 19 zeigt eine asymmetrische Halsanordnung 146, die eine sehr große Öffnung in Bezug auf den allgemeinen Halsdurchmesser ermöglicht.
In den Fig. 20 bis 22 umfasst der Festhalteverschluss einen Ausguss 148, der leicht zwischen geschlossen und offen bewegt werden kann, beispielsweise durch Bewegen der Flasche, während der Ausguss gehalten wird. Plötzliche Druckfreisetzung durch den Ausguss wird hier durch Rippen und Rillen 150 der inneren Halsfläche 18 vermieden, die sich von unmittelbar unterhalb der Dichtungszone aus nach unten erstrecken. Die Rippen führen, dichten aber nicht. Sobald sich die Dichtung bewegt (Fig. 21) öffnet oder öffnen sich eine oder mehrere Rillen gegenüber dem Ausguss zur Atmosphäre hin und setzen Druck frei; der Ausguss öffnet sich dann ohne plötzliches Herausspritzen. Zur vollständigen Druckfreisetzung kann ein Wulst 152 der Halsinnenfläche eine Zwischenverzögerungsarretierung bilden: ein "Doppelklick"-Vorgang. Diese Ausführungsform zeigt auch, dass die Dichtungszone des Halses, obwohl sie allgemein ringförmig ist, nicht selbst sphärisch geformt sein muss.
Ein so einfaches Öffnen kann beispielsweise in einem Auto ein Nachteil sein. Der Ausguss 148 in Fig. 23 sitzt auf einer asymmetrischen Halsform 154, deren unterer Rand mit der schrägen Flaschenschulter 156 in Kontakt steht. Dadurch wird direktes Kippen verhindert, aber Drehen der Kappe um den Hals führt sie durch Nockeneingriff in eine offene Position (Fig. 24): tatsächlich dreht sich die Kippachse.
Die Fig. 25 und 26 zeigen eine sechzehnte Ausführungsform, bei der ebenfalls ein Abgabe-Ausguss 148 verwendet wird, der mit der Kappe 14 einstückig ist. Die Dichtungssscheibe 22 weist eine verstärkte mittlere Zone 221 auf, nur ein geringer peripherer Bereich 24 ist konisch. Die Scheibe 22 wird von oben durch eine mittlere Stütze an der Hülse 34 getragen, und auch durch eine abwärts gerichtete Einfassung 281, die um den mittleren verstärkten Bereich passt.
Ein spezielles Merkmal besteht darin, dass sich die sphärisch geformte Einfassung 40 der Kappe 14 an der Mitte der sphärischen Halsformen 18, 20 vorbei abwärts erstreckt (strichlierte Linie 40A). Die Einfassung 40 hält daher die Kappe 14 am Hals 12 fest, und führt gleichzeitig auch die Kippbewegung.
Durch Festhalten mit Hilfe der äußeren Einfassung 40 kann Festhalten eines Kappenabschnitts innerhalb des Halses überflüssig gemacht werden. Konvergenz des Halsinneren nach oben (was bei einigen Materialien schwer zu erreichen ist) kann daher ebenfalls überflüssig sein. Für periphere Dichtung kann durch Ineinandergreifen des Kappen- oder Einfassungsinneren mit einem peripheren Bereich des Halses gesorgt werden, beispielsweise die äußere Peripherie. Selbstverständlich kann auch eine innere Dichtung verwendet werden, falls erwünscht.
Die Fig. 27 und 28 zeigen eine siebzehnte Ausführungsform, bei der ein nicht- festgehaltener innerer Stöpsel 200 als Teil der Kappe 14 ausgebildet ist. Dieser dichtet in der Bohrung im Wesentlichen auf Höhe des Kugelmittelpunkts. Darüber hat die Halsbohrung ein divergierendes Band 118, das Kippen ermöglicht und die Strömungsdurchgangsgröße erhöht. Sie führt auch sowohl während des Betriebs als auch beim Zusammenbauen den Stöpsel 200 in die Bohrung. Die Dichtung 41 der Kappe gegen die Außenseite des Halses ist ebenfalls wirksam, so dass bei einer einzigen starren Konstruktion sowohl äußere als auch innere Dichtung vorhanden sind.

Claims

1. Verschlußanordnung für einen Behälter mit fließfähigem Material, umfassend einen Hals und eine Verschlußkappe (14) für den Hals;

wobei der Hals eine Halswand aufweist, die eine kreisförmige Halsbohrung mit einer oberen Öffnung definiert, und eine im wesentlichen sphärische Oberflächenzone (18, 20) aufweist, die sich an der Innenseite und/oder Außenseite des Halses befindet und im wesentlichen koaxial damit ist und einen Überhang der Halswand angrenzend an die obere Öffnung bereitstellt;

wobei die Verschlußkappe (14) einen oberen Kappenabschnitt (36) an der Halsöffnung und einen oder mehrere davon ausgehende Fortsätze (22, 40) umfaßt, einschließlich zumindest eines einstückigen abwärts gerichteten Fortsatzes (22), der durch Gleitführungseingriff an der sphärischen Oberflächenzone der Halswand angreift und einen Festhalteeingriff unter dem Halswandüberhang herstellt, um die Verschlußkappe am Hals festzuhalten, wobei die Verschlußkappe weiters zumindest einen geschlossenen Steg (24) zum Blockieren der Halsbohrung und eine ringförmige Umfangsdichtung (26) bereitstellt;

wobei der Steg und die Umfangsdichtung (14) der festgehaltenen Verschlußkappe (14) in bezug auf den Hals in einer Kippbewegung kippbar sind, die durch den Gleitführungsangriff der Verschlußkappe (14) an der sphärischen Oberflächenzone der Halswand um eine Achse quer zur Halsachse zwischen einem geschlossenen Zustand, in dem die Umfangsdichtung (26, 42) um den Umfang der Halswand eingreift, so daß der Steg die Halsbohrung blockiert, und einem offenen Zustand geführt wird, in dem zumindest ein Teil der Umfangsdichtung (26, 42) von der Halswand wegkippt, um einen Strömungsdurchgang um den Steg herum zu öffnen;

worin ein solcher Fortsatz der Verschlußkappe ein innerer abwärtsgerichteter Fortsatz (22) mit einem nach außen gerichteten Kreisring ist, der eine solche ringförmige Umfangsdichtung (26) bereitstellt, die um das Halswandinnere (18) eingreift, und dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer solcher Fortsatz (40) ein äußerer Fortsatz des oberen Kappenabschnitts ist, der den oder einen zusätzlichen Gleitführungseingriff mit einer gekrümmten Eingreifspur oder -zone der Halswandaußenseite (20) herstellt.

2. Verschlußanordnung nach Anspruch 1, bei der die sphärische Oberflächenzone (20) an der Halswandaußenseite für das Eingreifen durch den äußeren Fortsatz der Verschlußkappe (14) vorhanden ist.

3. Verschlußanordnung nach Anspruch 2, bei der die äußere sphärische Oberflächenzone (20) der Halswand einen solchen Überhang bereitstellt und der Festhalteeingriff einen Gleiteingriff des äußeren abwärtsgerichteten Fortsatzes (40) der Verschlußkappe mit der äußeren sphärischen Oberflächenzone der Halswand am Überhang vorbei umfaßt.

4. Verschlußanordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der äußere Fortsatz (40) der Verschlußkappe eine abwärtsgerichtete Einfassung umfaßt, die sich um die Verschlußkappe erstreckt.

5. Verschlußanordnung nach Anspruch 4, bei der die Einfassung eine im wesentlichen sphärische nach innen gerichtete Form aufweist, die die äußere sphärische Oberflächenzone (20) der Halswand gleitend ergänzt.

6. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der eine genannte sphärische Oberflächenzone an der Halswandinnenseite (18) vorhanden ist, in die die ringförmige Umfangsdichtung (26) am inneren abwärtsgerichteten Fortsatz der Verschlußkappe eingreift.

7. Verschlußanordnung nach Anspruch 6, bei der der Gleitführungseingriff den Gleiteingriff des inneren abwärtsgerichteten Fortsatzes der Verschlußkappe mit der inneren sphärischen Oberflächenzone (18) der Halswand umfaßt.

8. Verschlußanordnung nach Anspruch 6 oder 7, bei der die innere sphärische Oberflächenzone (18) der Halswand einen solchen Überhang bereitstellt und der Festhalteeingriff den Gleiteingriff des inneren abwärtsgerichteten Fortsatzes der Verschlußkappe (14) mit der inneren sphärischen Oberflächenzone (18) der Halswand am Überhang vorbei umfaßt.

9. Verschlußanordnung nach Anspruch 8, bei der der innere abwärtsgerichtete Fortsatz (22) der Verschlußkappe so ausgebildet ist, daß sich sein Durchmesser als Reaktion auf einen nach oben gerichteten Druck darauf in bezug auf den Hals vergrößert.

10. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der innere abwärtsgerichtete Fortsatz (22) der Verschlußkappe (14) einen ringförmigen Steg (24) innerhalb der Halsbohrung umfaßt, der einen solchen geschlossenen Steg zum Blockieren der Halsbohrung darstellt.

11. Verschlußanordnung nach Anspruch 10, bei der der ringförmige Steg einen Steg (24) in abwärts konvergierender konischer Form umfaßt.

12. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der obere Kappenabschnitt einen solchen geschlossenen Steg bereitstellt, der sich im geschlossenen Zustand über die Halsöffnung erstreckt.

13. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der äußere Fortsatz des oberen Kappenabschnitts eine am Umfang angeordnete periphere Abgabeöffnung aufweist, die im geschlossenen Zustand an der Außenseite des Halses liegt.

14. Verschlußanordnung nach Anspruch 13, bei der die Verschlußkappe einen Abgabeausguß (148) an der peripheren Abgabeöffnung umfaßt.

15. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Verschlußkappe (14) und der Hals so ausgebildet sind, daß sie einen oder mehrere Anschlageingriffe bilden, wodurch Kippen über eine oder mehrere vorbestimmte relative Winkelposition(en) verhindert wird.

16. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Verschlußkappe (14) in bezug auf den Hals zwischen einem arretierten Zustand, in dem sie nicht gekippt werden kann, und einem betätigbaren Zustand, indem sie gekippt werden kann, bewegbar ist.

17. Verschlußanordnung nach Anspruch 16, bei der zumindest eines aus der Kappe (14) oder dem Hals gegen seine Elastizität verformt werden muß, um sie bzw. ihn aus dem arretierten in den betätigbaren Zustand zu bringen.

18. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend ein Manipulationen anzeigendes Element, das das Kippen der Kappe in bezug auf den Hals verhindert, aber aufgebrochen werden kann, um ein solches Kippen zuzulassen.

19. Verschlußanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Kappe Mittel (104) umfaßt, um überschüssigen Druck aus dem Halsinneren im geschlossenen Zustand durch ein Luftloch auszulassen, das von der Umfangsdichtung getrennt ist.