EP1663806B1

EP1663806B1 - Behälterverschluss

Info

Publication number: EP1663806B1
Application number: EP04764609A
Authority: EP
Inventors: Hans Kallinowsky; Reinhard Keuchel
Original assignee: Allit AG Kunststofftechnik
Current assignee: Allit AG Kunststofftechnik
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2024-08-30
Also published as: DE10343762A1; WO2005035379A3; ATE375930T1; ES2294528T3; DE10343762B4; WO2005035379A2; DE502004005288D1; EP1663806A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälterverschluss, insbesondere einen Verschluss für Trinkflaschen, mit einer auf einer Behälteröffnung anbringbaren Kappe, einem an der Kappe angeordneten Ausgussteil mit einem Auslassrohr und mit einer den Auslasskanal des Auslassrohres verschließbaren Verschlusseinrichtung, die ein Verschlusselement aufweist, das in Schließstellung an einer an der Eintrittsöffnung des Auslasskanals angeordneten Dichtfläche anliegt und in axialer Richtung des Auslassrohres mittels eines Betätigungselementes, das als im rechten Winkel zur Längsachse des Auslassrohres angeordneter, im Ausgussteil drehbar gelagerter Drehbolzen, der innerhalb des Auslassrohres einen zu seiner Drehachse exzentrischen Abschnitt aufweist, ausgebildet ist, von einer Schließ- in eine Öffnungsstellung und umgekehrt bewegbar ist.
Bei Behälterverschlüssen, die in der Regel für Trinkflaschen im Sportbereich verwendet werden, ist die Verschlusseinrichtung von Hand betätigbar und gewährleistet in Schließstellung einen flüssigkeitsdichten Verschluss des Behälterinhaltes.
Bei Bedarf kann die Verschlusseinrichtung von Hand in Öffnungsstellung gebracht werden, so dass, ohne dass der Behälterverschluss entfernt werden muss, die im Behälter befindliche Flüssigkeit entnommen werden kann.
Ein weit verbreiteter Behälterverschluss weist ein Auslassrohr auf, an dessen oberem Ende eine durchmesserkleinere Scheibe unter Freilassung eines Ringspaltes angeordnet ist. Über das Auslassrohr ist eine mit einer dem Durchmesser der Scheibe entsprechende Öffnung versehene Verschlusskappe angeordnet. Diese Verschlusskappe ist in axialer Richtung des Auslassrohres verschiebbar,
wobei die Kappe in Öffnungsstellung den Ringspalt zwischen dem Auslassrohr und der durchmesserkleineren Scheibe freigibt und in Schließstellung diesen Ringspalt abdeckt. Diese an sich praktische Einhandbedingung des Verschlusses hat allerdings den Nachteil, das diese Behälterverschlüsse nur für Trinkflaschen verwendet werden können, die kohlensäurefreie Getränke enthalten. Bei einem Anstieg des Innendrucks im Behälter wird die Verschlusskappe unweigerlich in Öffnungsstellung gedrückt mit der Folge, dass der Behälterinhalt ungewollt auslaufen kann.
Aus der JP 2003 144 338 ist ein gattungsbildender Behälterverschluss bekannt. Der Drehbolzen weist dabei einen exzentrischen Abschnitt auf, der sich bei Betätigung auf dem Schaftende des stößelartigen Verschlusselementes abwälzt, wodurch dieses axial in den Behälter eingeschoben wird. Hierdurch wird ein Spalt frei zwischen dem Ventilteller des Verschlusselementes und der korrespondierenden Dichtfläche an der Eintrittsöffnung des Auslasskanals. Nachteilig bei diesem Behälterverschluss ist, dass das Verschlusselement nur durch Unterstützung durch eine Feder oder infolge eines Gasdrucks im Behälterinnenraum zurück in seine Schließstellung überführt werden kann. Erstere Option ist mechanisch aufwendig und daher teuer; letztere insbesondere bei kohlesäurearmem oder geringem Restinhalt des Behälters langsam und unzuverlässig.
Aus der JP 09 188 352 ist ein ähnlicher Behälterverschluss bekannt, bei dem jedoch der Drehbolzen und das Verschlusselement über ein weiteres, bewegliches Kontaktglied in Wirkverbindung stehen, auf dem sich der exzentrische Teil des Drehbolzens abwälzt und das sich seinerseits auf dem Schaftende des Verschlusselementes abwälzt.
Aus der DE 199 38 220 A1 ist ein Ventilkopf zum Aufsetzen auf Getränkeflaschen bekannt, der einen faltbaren Betätigungshebel aufweist, der sich an einem seiner beiden Enden in der Wand des Ventilkopfs abstützt und dort schwenkbar gelagert ist. Am Betätigungshebel ist eine Stange mit einem Ventilstopfen befestigt, der bei Aufwärtsbewegung gegen einen Ventilsitz drückt. Oberhalb des Ventilsitzes mündet ein sich schräg nach unten erstreckendes Auslaufrohr in den Ventilkopf, aus dem jedoch wegen seiner Schrägstellung eine Flüssigkeitsentnahme insbesondere bei Überkopfstellung der Flasche nicht möglich ist. Um den Ventilstopfen in Schließstellung zu halten, ist ein druckelastisches Mittel vorgesehen, welches durch einen Satz lang gestreckter Elemente gebildet ist. Anordnung und Ausgestaltung dieser elastischen Elemente können auf Dauer keine gleich bleibende Schließkraft gewährleisten, so dass an dieser Stelle Undichtigkeiten auftreten. Auch kann der Betätigungshebel unbeabsichtigt in Öffnungsstellung gedrückt werden, wenn die gefüllte Flasche zusammen mit anderen Gegenständen, z.B. in einer Sporttasche transportiert wird. Eine weitere undichte Stelle kann die Schiebeführung für die Ventilstange darstellen, insbesondere dann, wenn beim Öffnen eine unter Druck stehende kohlensäurehaltige Flüssigkeit nach oben schießt und zunächst auf die Schiebeführung trifft, bevor sie in das Auslaufrohr umgelenkt wird. Bei den geringsten Maßfehlern der Einzelkomponenten oder bei Maßänderung durch thermische Einwirkungen können Undichtigkeiten Auftreten. Der bekannte Ventilkopf ist daher für die Herstellung von Massenprodukten nicht geeignet.
Die WO 03/05758 A1 beschreibt eine verschließbare Abgabevorrichtung mit einem Ausgussteil und einer Verschlussvorrichtung. Das Ausgussteil weist im unteren Bereich eine quer zum Hals der Flasche verlaufende Aussparung auf, in die ein drehbarer Bolzen eingesteckt ist, der mit einem Betätigungshebel versehen ist. Der Bolzen weist eine Durchgangsöffnung auf, die durch Drehen des Bolzens in Öffnungs- und Schließstellung gebracht werden kann. Es wird als vorteilhaft dargestellt, wenn der zwischen der Verschlussvorrichtung und dem im Flascheninneren liegenden Teil des Ausgusses, also der untere Bereich der die Verschlussvorrichtung aufnehmenden Aussparung des Ausgusses, zumindest teilweise elastisch ausgebildet ist und durch einen im Behälter vorhandenen Überdruck elastisch gegen die Verschlussvorrichtung drückbar ist. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass das Drehen der Verschlussvorrichtung auch dann bewerkstelligt werden kann, wenn in der Flasche ein Überdruck oder ein Unterdruck herrscht. Die Kraft, die durch einen in der Flasche herrschenden Überdruck oder Unterdruck auf die Verschlussvorrichtung ausgeübt wird, wirkt nicht in die Richtung, in welche die Verschlussvorrichtung bewegt werden muss, um diese von der Schließstellung in die Öffnungsstellung und umgekehrt zu bringen. Nachteilig bei dieser Verschlussvorrichtung ist allerdings, dass der Drehbolzen exakt eingepasst werden muss und ohne Spiel im Ausgussteil anliegen muss, um einen Austritt von unter hohem Druck stehender Flüssigkeit zu vermeiden.
Die WO 03/057588 A1 beschreibt eine Abgabevorrichtung mit einem Dichtteller, der im Inneren einer Schraubkappe angeordnet ist und der in Schließstellung von unten gegen die Eintrittsöffnung des Austrittskanals drückt, so dass ein Überdruck im Behälterinnern automatisch zu einem dichten Verschluss beiträgt. Betätigt wird der Dichtteller durch eine den Austrittskanal übergreifende Kappe, die ein sich in den Austrittskanal erstreckendes becherförmiges Anschlussteil aufweist. Der Dichtteller ist mittels eines stiftartigen Steckers am Boden des Anschlussteils fixiert. Durch axiales Verschieben der Kappe wird der Dichtteller von Öffnungs- in Schließstellung und umgekehrt bewegt. Obwohl ein Druckausgleichskanal vorgesehen ist, durch den beim Öffnen der Überdruck abgebaut werden kann, werden zum Öffnen gegen den im Behälter herrschenden Überdruck große Kräfte benötigt, die den Benutzer veranlassen könnten, eventuell auf die Kappe zu schlagen, so dass sich der Überdruck explosionsartig entladen kann.
In der WO-Schrift 03/057588 A1 wird noch eine weitere Ausführungsform beschrieben, die eine Schraubkappe aufweist, so dass die Kraftübertragung auf den Dichtteller kontinuierlich erfolgen kann. Der Dichtteller ist mittels eines separaten Stiftes an der Kappe befestigt, was den Nachteil hat, dass der Dichtteller eine Öffnung aufweisen muss, durch die der Stift gesteckt wird. Dadurch können Undichtigkeiten auftreten, insbesondere dann, wenn Fehlbedienungen auftreten. Der Verschluss ist gewöhnungsbedürftig und kann insofern falsch bedient werden, als ein weiteres Aufschrauben der Kappe entgegen den üblichen Funktionen von Schraubkappen "Öffnen" und ein Abschrauben der Kappe "Schließen" bedeutet. Ein geöffneter Verschluss kann durch weiteres Aufschrauben versehentlich noch weiter geöffnet werden.
Ausgehend von der JP 2003 144 338 ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Behälterverschluss bereitzustellen, der unabhängig von einem im Behälter herrschenden Innendruck einen dichten Abschluss gewährleistet und auf einfache Weise geöffnet und geschlossen werden kann.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass das Verschlusselement ein ringförmiges Verbindungselement aufweist, das den exzentrischen Abschnitt des Drehbolzens umgreift, so dass der Drehbolzen an dem Verbindungselement angelenkt ist.
Das Verschlusselement ist über eine pleuel- oder kurbelwellenartige Verbindung an den Drehbolzen angelenkt, so dass die Drehbewegung des Drehbolzens in eine Hubbewegung des Verschlusselementes umgesetzt werden kann. Es ist somit auf einfache Weise und mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand möglich, durch Drehen des Betätigungselementes das Verschlusselement zum Öffnen gegen den Innendruck nach innen zu bewegen. Andererseits wird beim Schließen ebenfalls durch Drehen des Drehbolzens das Verschlusselement unabhängig vom Innendruck aktiv an die Dichtfläche herangeführt.
Der Drehbolzen muss nicht exakt eingepasst werden, weil er selbst keine Dichtfunktion übernimmt.
Kappe und Drehbolzen weisen vorzugsweise eine gemeinsame Längsachse auf, d.h. das Ausgussteil mit dem Auslaufrohr erstreckt sich senkrecht nach oben, so dass beom aufgeschraubten Behälterverschluss Flüssigkeit aus dem Behälter in Überkopfstellung des Behälters entnommen werden kann. Der Drehbolzen befindet sich im Auslasskanal des Auslassrohres und wird in Offenstellung bei der Entnahme von Flüssigkeit von dieser umspült.
Vorzugsweise weist das ringförmige Verbindungselement eine sich senkrecht zur Längsachse des Auslassrohrs längliche Öffnung auf. Im Gegensatz zu einer kreisförmigen Öffnung besteht der Vorteil darin, das sich beim Drehen des Drehbolzens der exzentrische Teil frei drehen kann, ohne dass dadurch das Verschlusselement eine Wipp-Bewegung ausführt, was zu Undichtigkeiten am Verschlusselement führen würde. Es wird dadurch eine kontrollierte Vertikalbewegung des Verschlusselements sichergestellt.
Um den Drehbolzen von Hand bedienen zu können, erstreckt dieser sich mindestens einseitig durch die Wand des Auslassrohrs nach außen und weist dort ein entsprechendes Griffelement auf. Das Griffelement und/oder der Drehbolzen können geeignete Rastelemente aufweisen, um dem Benutzer Schließ- und Öffnungsstellung während der Betätigung anzuzeigen.
Das Griffelement kann an seinem freien Ende ein plattenförmiges Element aufweisen, das in Schließstellung die Austrittsöffnung-überdeckt, um einen Schutz vor Verunreinigung des Auslassrohres zu bieten. Diese senkrecht zum Griffelement angeordnete Abdeckplatte kann beispielsweise angeformt sein. Das Griffelement und/oder die Abdeckplatte kann/können an ihren Außenseiten zusätzliche Rippen aufweisen, um einerseits die Betätigung zu erleichtern und andererseits den Benutzer davon abzuhalten, den Verschluss mit dem Mund zu öffnen.
Im Auslassrohr ist vorzugsweise oberhalb des Drehbolzens ein Zwischenboden mit einer Öffnung angeordnet. In der Schließstellung greift das ringförmige Verbindungselement in diese Öffnung ein und verschließt diese. Dadurch wird eine zusätzliche Abdichtung erzielt, die beim Öffnungsvorgang ein explosionsartiges Austreten der gegebenenfalls unter Druck stehenden Behälterflüssigkeit verhindert.
In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn das Ausgussteil vorzugsweise mindestens eine Druckentlastungsöffnung aufweist, die vorzugsweise in der Wand des Ausgussteils zwischen Drehbolzen und Verschlusselement angeordnet ist.
Zu Beginn des Öffnungsvorgangs, wenn die Öffnung im Zwischenboden noch verschlossen ist, kann der Überdruck zunächst durch die Druckentlastungsöffnung/en entweichen, ohne dass Gas oder Flüssigkeit in das Auslassrohr gelangen kann.
Vorzugsweise weist die Druckentlastungsöffnung eine sich nach außen konisch erweiternde Gestalt auf.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist ein Behälterverschluss vorgesehen, der sich dadurch auszeichnet, dass das Betätigungselement eine am Außenrohr gelagerte Drehkappe ist, die im Innern des Auslassrohrs ein Gewinderohr aufweist, und dass Verschlusselement einen sich in das Ausgussteil erstreckenden Gewindestift aufweist, der in das Gewinderohr eingreift.
Auch bei dieser Variante wird über die Gewindeverbindung eine Drehbewegung des Betätigungselementes in eine Hubbewegung des Verschlusselementes umgesetzt. Der Kraftaufwand ist ebenfalls entsprechend gering, wenn gegen einen hohen Innendruck das Verschlusselement geöffnet werden soll.
Die Drehkappe ist in axialer Richtung vorzugsweise festgelegt, so dass die Drehbewegung vollständig in eine Hubbewegung des Verschlusselementes umgesetzt wird. Der Behälterverschluss hat den Vorteil, dass durch "Rechtsdrehen" der Behälterverschluss geschlossen wird und durch "Linksdrehen" geöffnet wird.
Das Gewinderohr weist mindestens eine Durchbrechung auf, um in Öffnungsstellung des Verschlusselementes einen Austritt der Flüssigkeit aus dem Behälter aus dem Innenrohr in das Gewinderohr und somit ein Ausgießen zu ermöglichen.
Bei dieser Ausführungsform kann der Gewindestift derart ausgestaltet sein, dass er bei Erreichen der Schließstellung des Verschlusselements diese Durchbrechung verschließt. Auch diese Ausführungsform kann mindestens eine Druckentlastungsöffnung aufweisen.
Das Verschlusselement, das bei beiden Ausführungsvarianten zum Einsatz kommt, weist vorzugsweise eine erste Kegelfläche mit dem Kegelwinkel α₁ auf, die in Richtung Auslassrohr in eine zweite Kegelfläche mit dem Kegelwinkel α₂ übergeht, wobei für die Kegelwinkel α₁ ≥ α₂ gilt.
Vorzugsweise weist die Kappe eine Bodenwand mit einer Eintrittsöffnung für das Verschlusselement auf.
Diese Kegelflächen wirken mit einer entsprechenden Dichtfläche zusammen, die an der Schraubkappe angeformt ist. Vorzugsweise weist die Kappe an der Bodenwand eine in den Innenraum vorstehende ringförmige Dichtlippe mit einer kegelförmigen Dichtfläche auf, deren Kegelwinkel β = α₂ ist. Da α₁ ≥ α₂ ist, wird während des Schließvorgangs bereits frühzeitig eine Anlage des Verschlusselementes an der Dichtfläche erreicht und im Verlauf des weiteren Schließvorganges ein großer Pressdruck auf den Teil der Dichtfläche ausgeübt, der an der ersten Kegelfläche anliegt.
Umgekehrt wird sich beim Öffnungsvorgang zunächst die zweite Kegelfläche von der Dichtfläche lösen und erst am Ende des Öffnungsvorgangs wird sich auch die zweite Kegelfläche von der Dichtfläche entfernen. Dadurch wird ein kontinuierliches Öffnen ermöglicht, was insbesondere bei hohen Innendrücken von Vorteil ist und ein explosionsartiges Entladen der Flüssigkeit in das Auslassrohr verhindert.
Des Weiteren werden durch diese Anordnung von kegelförmigen Flächen Fertigungstoleranzen bezüglich des Betätigungselementes und des Verschlusselementes wirksam kompensiert. Durch eine zusätzliche Weitung der Dichtlippe steht eine Maßreserve zur Verfügung, so dass Drehbolzen und Verschlusselement ein gewisses Spiel vertragen können, was die Herstellungskosten senkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform besitzt die Eintrittsöffnung in der Bodenwand einen als Ventilsitz ausgebildeten Rücksprung. Dadurch wird es möglich den Ventilteller in Schließstellung weitgehend in der Eintrittsöffnung zu versenken, so dass in der Schraubkappe eine weitgehend geschlossene ebene Unterseite geschaffen wird, die es ermöglicht, den Behälterverschluss auf mit Siegelfolie verschlossene Behältnisse aufzuschrauben, ohne dass die Siegelfolie durch Vorsprünge im Innenraum der Kappe beschädigt wird.
Vorzugsweise besteht die Kappe und damit auch die ringförmige Dichtlippe aus einem flexiblen oder elastischen Kunststoffmaterial. Das Verschlusselement besteht vorzugsweise aus einem steifen, nicht verformbaren Kunststoffmaterial. Das Verschlusselement kann tellerförmig ausgeführt sein und über Versteifungsrippen verfügen.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die Kappe aus einem steifen Kunststoffmaterial zu fertigen und das Verschlusselement aus einem elastischen flexiblen Material herzustellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Dichttellers kann dieser mit einem Überzug aus einem elastischen Polymer, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Elastomer versehen sein.
Das Material im Dichtbereich des Verschlusses sollte über den sogenannten Memory-Effekt, d. h. ein Rückstellvermögen verfügen, so dass die durch Druck, Zeit und Temperatur bedingte Verformung nach dem Öffnungsvorgang möglich schnell aufgehoben wird.
Insgesamt stellen die Behälterverschlüsse eine stabile Anordnung dar, so dass ein Innendruck von bis zu 6,5 bar am Behälterverschluss zu keinerlei Undichtigkeiten führt.
Vorzugsweise ist in Offenstellung des Verschlusselements der freie Querschnitt zwischen Ventilteller und Dichtsitz kleiner als der freie Querschnitt in der Öffnung des Zwischenbodens. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass bei aufschäumenden, insbesondere zuckerhaltigen Flüssigkeiten die Schaumbildung im Auslasskanal deutlich reduziert wird. Insbesondere zu Beginn der Flüssigkeitsentnahme wird dadurch sichergestellt, dass der Flüssigkeitsanteil im Vergleich zum Schaumanteil deutlich größer ist als dies bei herkömmlichen Behälterverschlüssen der Fall ist.
Eine zusätzliche Maßnahme besteht darin, im Auslasskanal eine Reflektorplatte anzubringen. Hierzu weist das Verschlusselement vorzugsweise im Auslasskanal des Auslassrohres eine Reflektorplatte auf, so dass beim Ausströmen durch die Öffnung des Zwischenbodens eine Umlenkung der Flüssigkeit und damit eine Beruhigung insbesondere eines Gas-Flüssigkeitsgemisches eintritt, bevor die Flüssigkeit in den Mund des Benutzers gelangt.
Vorzugsweise weist das Verschlusselement eine sich durch die Öffnung des Zwischenbodens erstreckende Versteifungsrippe auf, an der die Reflekto rplatte angeformt ist.
Die Reflektorplatte ist vorzugsweise senkrecht zur Längsachse des Behälterverschlusses angeordnet. Damit eine vollständige Umlenkung des Flüssigkeitsstroms stattfindet, ist die Fläche der Reflektorplatte ≥ der Fläche der Öffnung des Zwischenbodens. Dies bedeutet, dass die Reflektorplatte vorzugsweise mindestens die Öffnung des Zwischenbodens überdeckt.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Behälterverschlusses erlaubt es, die für den Verschluss erforderlichen Bauteile mit relativ großen Fertigungstoleranzen herzustellen, da in jedem Fall eine Abdichtung aufgrund der Ausgestaltung des Dichttellers entweder als kegelförmiger Dichtteller oder als Dichtteller mit elastischem Überzug gewährleistet wird. Erst dadurch wird es möglich, den Behälterverschluss preiswert als Massenprodukt zu fertigen.
Der Behälterverschluss zeichnet sich auch dadurch aus, dass sämtliche Bauteile und Oberflächen, die mit dem Behälterinhalt während der Flüssigkeitsentnahme in Kontakt kommen, glatt ausgeführt sind und keine versteckten Ecken aufweisen, so dass eine problemlose Reinigung möglich ist.
Aufgrund dieser Vorteile ist dieser Behälterverschluss insbesondere für Behälter, insbesondere Trinkflaschen, mit einer kohlensäurehaltigen Flüssigkeit geeignet.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Figur 1a: einen Behälterverschluss in perspektivischer Darstellung mit Schutzkappe,
Figur 1b: den Behälterverschluss nach Figur 1 a ohne Schutzkappe
Figur 2: einen Vertikalschnitt durch den in Figur 1b gezeigten Behälterverschluss,
Figur 3: eine perspektivische Darstellung des Drehbolzens,
Figur 4: eine perspektivische Darstellung des Verschlusselementes,
Figuren 5a und 5b: einen Vertikalschnitt durch das Verschlusselement zusammen mit der Dichtlippe in Öffnungs- und Schließstellung,
Figur 6: einen Vertikalschnitt durch den Behälterverschluss gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Figur 7: einen Vertikalschnitt durch den Behälterverschluss beim Einbau des Verschlusselements,
Figur 8: eine perspektivische Darstellung des Verschlusselements gemäß der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform,
Figur 9: einen Vertikalschnitt durch den unteren Teil des Behälterverschlusses, der auf einer Flasche aufgeschraubt ist,
Figur 10: einen Vertikalschnitt durch einen Behälterverschluss gemäß einer weiteren Ausführungsform in Schließstellung und
Figur 11: einen Vertikalschnitt durch den Behälterverschluss gemäß der weiteren Ausführungsform in Öffnungsstellung.

In der Figur 1a ist ein Behälterverschluss 1 perspektivisch dargestellt. Der Behälterverschluss 1 weist eine Schraubkappe 2 auf, die an der Außenfläche eine Riffelung 3 aufweist. Am unteren Rand weist die Schraubkappe 2 einen Originalitätsring 70 auf.
Nach oben setzt sich die Schraubkappe 2 in einem Ausgussteil 20 fort, das ein Auslassrohr 21 mit einem Auslasskanal 22 und mit einer Austrittsöffnung 24 umfasst (siehe Fig. 1b). Im Ausgussteil 20 ist senkrecht zur Längsachse 200 des Auslasskanals 22 ein Drehbolzen 30 gelagert, an dem ein Hebel 36 mit einem Griffstück 37 angeformt ist (siehe Figur 1b). Das Ausgussteil 20 wird von einer Schutzkappe 12 mit Originalitätsring 12' abgedeckt, der auf der Schraubkappe 2 mittels der Rastnasen 38 befestigt ist. Nach dem Abnehmen der Schutzkappe 12 wird durch Umlegen des Hebels 36 die im Inneren des Behälterverschlusses angeordnete, ein Verschlusselement 40 aufweisende Verschlusseinrichtung geöffnet und der Behälterinhalt kann entnommen werden.
In der Figur 2 ist ein Vertikalschnitt durch den in Figur 1 gezeigten Behälterverschluss 1 dargestellt. Die Schraubkappe 2 besitzt eine Umfangswand 5, an deren Innenseite ein Innengewinde 4 angeordnet ist, mit dem die Schraubkappe auf eine Behälteröffnung, beispielsweise auf eine Trinkflasche, aufschraubbar ist. Die Umfangswand 5 geht in eine Bodenwand 6 über, an deren Unterseite ein Dichtring 9 vorgesehen ist, der mit dem Öffnungsrand des Behälters zusammenwirkt. Radial nach innen schließt sich im Bereich der Eintrittsöffnung 23 eine sich in den Innenraum 10 der Kappe 2 erstreckende Dichtlippe 7 mit der Dichtfläche 8 an, die mit dem Dichtteller 41 des Verschlusselements 40 zusammenwirkt, und einen Dichtsitz 7a bildet wie dies in den nachfolgenden Figuren noch erläutert wird. Das Verschlusselement 40 besitzt eine glockenförmige Gestalt und erstreckt sich durch die Eintrittsöffnung 23 des Auslasskanals 22 nach oben. Der Dichtteller 41 ist mit zwei kegelförmigen Dichtflächen 42 und 43 versehen und ist mittels eines ringförmigen Verbindungselementes 47 an dem Drehbolzen 30 angelenkt.
Der Drehbolzen 30 ist im Ausgussteil 20 in einem Lagerabschnitt 25a mit seinem ersten zentrischen Abschnitt 31 gelagert. Dieser zentrische Abschnitt 31 geht in einen exzentrischen Abschnitt 33 über, an dem das ringförmige Verbindungselement 47 angreift.
Der exzentrische Abschnitt 33 geht in einen zweiten zentrischen Abschnitt 34 über, dem sich eine Lagerscheibe 35 anschließt. Diese Lagerscheibe 35 ist in der Wand des Ausgussteils 20 in Lagerabschnitt 25b drehbar gelagert. Nach außen setzt sich der Drehbolzen 30 in einem Hebel 36 fort, der am freien Ende ein Griffstück 37 aufweist.
In der Figur 2 ist das Verschlusselement 40 kurz vor der Schließstellung dargestellt. Dementsprechend ist der exzentrische Abschnitt 33 nach oben gedreht und der Hebel 36 weist ebenfalls nach oben. Für die Bedienungsperson ist erkennbar, dass damit bald die Schließstellung vorliegt. Wenn die Schließstellung erreicht ist, greift das ringförmige Verbindungselement 47 in die Öffnung 29 im Zwischenboden 28 ein und verschließt die Öffnung 29.
Durch Umlegen des Hebels 36, was durch eine Drehbewegung nach rechts oder links erfolgen kann, wird durch Schwenken des exzentrischen Abschnitts 33 nach unten die Öffnungsstellung des Verschlusselementes 40 eingestellt.
Zu Beginn des Öffnungsvorgangs ist die Öffnung 29 noch verschlossen. In der Wand des Ausgussteils 20 sind unterhalb des Drehbolzens 30 Druckentlastungsöffnungen 27 vorgesehen, die sich konisch nach außen erweitern. Ein Überdruck baut sich zunächst durch diese Druckentlastungsöffnungen 27 ab.
In der Figur 3 ist der Drehbolzen 30 vergrößert dargestellt. Der erste zentrische Abschnitt, der im Ausgussteil 20 gelagert ist, geht über einen Übergangsbereich 32 in den exzentrischen Abschnitt 33 über, der sich bis in den zweiten zentrischen Abschnitt 34 erstreckt. Diese Verlängerung des exzentrischen Abschnitts hat den Vorteil, dass das ringförmige Verbindungselement des Verschlusselements insbesondere in Schließstellung nicht seitlich verrutschen kann.
An den zweiten zentrischen Abschnitt 34 schließt sich die Lagerscheibe 35 an, die eine umlaufende Sicke aufweist. Der Betätigungshebel 36 läuft nach oben keilförmig zu und besitzt am freien Ende das trapezförmig ausgestaltete Griffstück 37.
In der Figur 4 ist das Verschlusselement 40 perspektivisch dargestellt. Das Verschlusselement besitzt eine Glockenform mit einem Dichtteller 41, der die beiden Kegelflächen 42 und 43 aufweist. Nach oben schließt sich ein becherförmiger Abschnitt 45 an, der mittels Versteifungsrippen 44 verstärkt ausgebildet ist. Oberhalb des becherförmigen Abschnitts 45 ist ein vertikaler Steg 46 angeordnet, der in das ringförmige Verbindungselement 47 übergeht, das den exzentrischen Abschnitt 33 des Drehbolzens 30 umgreift. Die Öffnung 48 des ringförmigen Verbindungselementes 47 hat die Gestalt eines Langloches. Diese Ausgestaltung der Öffnung 48 hat den Vorteil, dass sich der exzentrische Abschnitt 33 in horizontaler Richtung bewegen kann, wie dies in Figur 5a zu sehen ist.
Das ringförmige Verbindungselement 47 ist mit einer Versteifungsrippe 49 verstärkt.
In der Figur 5a ist eine schematische Darstellung zu sehen, um die beiden Kegelflächen 42 und 43 des der Eintrittsöffnung 23 des Auslasskanals 22 gegenüberliegenden Dichttellers 41 des Verschlusselementes 40 zu erläutern. Die Einzelheit X ist zusätzlich vergrößert dargestellt. Die erste Kegelfläche 42 besitzt einen Kegelwinkel α1, der größer ist als der Kegelwinkel α2 der zweiten Kegelfläche 43, die sich nach oben an die erste Kegelfläche 42 anschließt. Die Dichtlippe 7 besitzt eine Dichtfläche 8, die ebenfalls konisch ausgebildet ist und den Winkel β aufweist. In der hier gezeigten Darstellung sind die Winkel α2 und β gleich groß gewählt.
In der Figur 5b ist die Schließstellung dargestellt. Es ist deutlich zu sehen, dass aufgrund des größeren Kegelwinkels α1 die erste Dichtfläche 42 die aus elastischem Material bestehende Dichtlippe mit der Dichtfläche 8 leicht nach außen drückt. Es wird dadurch während des Schließvorganges bereits frühzeitig eine Abdichtung gewährleistet. Umgekehrt wird beim Öffnungsvorgang erst zum Schluss die Eintrittsöffnung 23 vollständig freigegeben. Die Ausgestaltung mittels zweier konischer Dichtflächen 42, 43 unterschiedlichen Kegelwinkels hat den Vorteil, dass die Abdichtung kontinuierlich erfolgen kann, was insbesondere bei Inhalten, die unter einem hohen Druck stehen, von Vorteil ist.
In der Figur 6 ist eine weitere Ausführungsform des Behälterverschlusses dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorangehenden Ausführungsform durch ein geändertes Verschlusselement 40. Das Verschlusselement 40 besitzt einen Dichtteller 41, der mit einem Überzug 41 a aus einem weichen Kunststoff, insbesondere einem thermoplastischen Elastomer versehen ist. Dieser Überzug 41 a ist im Randbereich des Dichttellers 41 eingespannt und erstreckt sich über die gesamte Unterseite. Radial nach außen steht der Überzug 41 a vor, so dass er mit der Dichtfläche 8 der Dichtlippe 7 beim Schließvorgang zusammenwirken kann. Die Dichtlippe 7 besteht wie die übrigen Komponenten der Kappe 2 aus einem festen Kunststoff und ist somit nur bedingt nachgiebig. Durch die Elastizität des Überzugs 41 a wird dieser reversibel verformt, wenn der Dichtteller 41 in Schließstellung bewegt wird. Eventuelle Bauteiltoleranzen werden somit durch den Überzug 41 a ausgeglichen, d. h. bei vorhandenen Fertigungstoleranzen wird in jedem Fall ein dichter Verschluss der Eintrittsöffnung 23 erzielt.
Oberhalb des ringförmigen Verbindungselementes 47 erstreckt sich eine Versteifungsrippe 49 nach oben, die an ihrem oberen Ende eine Reflektorplatte 400 trägt. Diese Reflektorplatte 400 erstreckt sich senkrecht zur Längsachse 200 nach beiden Seiten der Versteifungsrippe 49, wobei die Fläche der Reflektorplatte 400 größer ist als die Fläche der Öffnung 29. Beim Öffnen des Behälterverschlusses strömt unter Druck stehende Flüssigkeit aus der Öffnung 29 zunächst gegen die Unterseite der Reflektorplatte 400 und wird dadurch radial umgelenkt. Dies führt zu einer Beruhigung der ausströmenden Flüssigkeit. Bei kohlenstoffhaltiger Flüssigkeit entlädt sich zunächst der Gasdruck, der Flüssigkeitspartikel mitreißt. Dies führt je nach Art der Flüssigkeit auch zu einem Aufschäumen. Durch die Reflektorplatte 400 werden diese Flüssigkeitspartikel umgelenkt und die Schaumbildung deutlich vermindert.
Da die Reflektorplatte 400 vorzugsweise einstückig mit der Versteifungsrippe 49 verbunden ist, ist diese - wie in Figur 7 zu sehen ist - vorzugsweise soweit beiklappbar ausgebildet, dass sie beim Einsetzen des Verschlusselements 40 durch die Öffnung 29 von unten eingeschoben werden kann. Nach dem Durchtritt durch die Öffnung 29 spannt sich die Reflektorplatte 40 von selbst schirmähnlich auf und nimmt die in Figur 6 gezeigte Stellung ein.
In der Figur 8 ist das Verschlusselement 40 in perspektivischer Darstellung zu sehen. Der Dichtteller 41 weist eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt auf, die an die rechteckige Kontur der Eintrittsöffnung 23 angepasst ist. Der Überzug 41 ist im Randbereich des Dichttellers 41 befestigt und umhüllt den unteren Bereich des Dichttellers 41. Am Dichtteller 41 sind senkrecht nach oben ein Steg 46 angeformt, der Versteifungsrippen 44 aufweist. Insgesamt wird eine kreuzförmige Anordnung geschaffen, die in das ringförmige Verbindungselement mit der länglichen Öffnung 48 übergeht. Nach oben schließt sich die Versteifungsrippe 49 an, die im Randbereich Rippen 49a, 49b aufweist, so dass eine Doppel-T-Struktur geschaffen wird. Am oberen Ende ist die Reflektorplatte 40 angeformt.
In der Figur 9 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die Bodenwand 6 im Bereich der Eintrittsöffnung 23 einen Dichtsitz 7a in Form eines Rücksprungs aufweist. Der Dichtsitz 7a ist somit in die Eintrittsöffnung 23 verlagert, so dass in Schließstellung der Dichtteller 41 fast vollständig in die Eintrittsöffnung eingreift, so dass an der Unterseite der Dichtteller nicht oder nur geringfügig in den Innenraum 10 vorsteht. Dadurch wird es möglich, den Behälterverschluss auf einen Flaschenhals 80 aufzuschrauben, dessen Flaschenöffnung 81 an der Stirnfläche mit einer Siegelfolie 82 verschlossen ist. Die Siegelfolie wird nicht oder nur geringfügig nach innen durchgedrückt, auf jeden Fall aber nicht beschädigt, so dass die Versiegelung des Inhaltes erhalten bleibt.
In den Figuren 10 und 11 ist eine zweite Alternative im Vertikalschnitt in Schließ- und Öffnungsstellung dargestellt. Das Verschlusselement 40 ist bezüglich des Dichttellers 41 identisch ausgebildet Auch die Dichtlippe 7 entspricht der Dichtlippe der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
Das Verschlusselement 40 weist in der hier gezeigten Ausführungsform einen Gewindestift 50 auf, der in ein Gewinderohr 65 eingeschraubt ist. Dieses Gewinderohr 65 erstreckt sich im Auslassrohr 21 und ist Bestandteil einer Drehkappe 60, die mittels einer Bodenwand 64 und einer Umfangswand 62 mit Außenriffelung 61 das Auslassrohr 21 übergreift. Ferner besitzt die Drehkappe 60 ein Mundstück 68. Die Umfangswand 62 weist an ihrer Innenfläche eine Rastsicke 63 auf, die in eine entsprechende Außennut 26 des Auslassrohrs 21 eingreift. Die Drehkappe ist dadurch drehbar gelagert, jedoch in axialer Richtung des Auslassrohrs 21 festgelegt. Durch Drehen der Drehkappe 60 wird über die Gewinde 51, 67 von Gewinderohr 65 und Gewindestift 50 eine Hubbewegung des Dichttellers 41 bewirkt.
Um ein Verdrehen des Dichttellers zu verhindern, kann ein Sicherungsstift 52 am Dichtteller 41 angeformt sein, der in einer entsprechenden Nut im Auslassrohr 21 angreift.
In der Figur 11 ist die Öffnungsstellung dargestellt, in der der Behälterinhalt durch den Spalt zwischen Dichtteller 41 und Dichtlippe7 in den Austrittskanal 22 des Auslassrohrs 21 eindringen kann. Von dort gelangt die Flüssigkeit durch die Öffnungen 66 in das Innere des Gewinderohres und kann somit abfließen.
Beide Alternativen des Behälterverschlusses sind insbesondere für Trinkflaschen geeignet, deren Inhalte unter einem hohen Druck stehen können, wie z. B. kohlensäurehaltige Flüssigkeiten.
Die Behälterverschlüsse können auch für andere flüssige Medien verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1: Behälterverschluss
2: Schraubkappe
3: Riffelung
4: Innengewinde
5: Umfangswand
6: Bodenwand
7: Dichtlippe
7a: Dichtsitz
8: Dichtfläche
9: Dichtring
10: Innenraum
12: Schutzkappe
12': Originalitätsring
20: Ausgussteil
21: Auslassrohr
22: Auslasskanal
23: Eintrittsöffnung
24: Austrittsöffnung
25a, b: Lagerabschnitt für Drehbolzen
26: Nut
27: Druckentlastungsöffnung
28: Zwischenboden
29: Öffnung
30: Dreh bolzen
31: erster zentrischer Abschnitt
32: Übergangsbereich
33: exzentrischer Abschnitt
34: zweiter zentrischer Abschnitt
35: Lagerscheibe
36: Hebel
37: Griffstück
38: Rastnase
40: Verschlusselement
41: Dichtteller
41 a: Überzug
42: erste Kegelfläche
43: zweite Kegelfläche
43a, b: Rippen
44: Versteifungsrippe
45: becherförmiger Abschnitt
46: Steg
47: ringförmiges Verbindungselement
48: Öffnung
49: Versteifungsrippe
50: Gewindestift
51: Außengewinde
52: Sicherungsstift
60: Drehkappe
61: Außenrifflung
62: Umfangswand
63: Rastsicke
64: Bodenwand
65: Gewinderohr
66: Öffnung
67: Innengewinde
68: Mundstück
70: Originalitätsring
80: Flaschenhals
81: Flaschenöffnung
82: Siegelfolie
200: Längsachse
400: Reflektorplatte

Claims

Behälterverschluss (1), insbesondere Verschluss für Trinkflaschen, mit einer auf einer Behälteröffnung anbringbaren Kappe (2), einem an der Kappe (2) angeordneten Ausgussteil (20) mit einem Auslassrohr (21) und mit einer den Auslasskanal (22) des Auslassrohres (21) verschließbaren Verschlusseinrichtung, die ein Verschlusselement (40) aufweist, das in Schließstellung an einer an der Eintrittsöffnung (23) des Auslasskanals (22) angeordneten Dichtfläche (8) anliegt und in axialer Richtung des Auslassrohres (21) mittels eines Betätigungselementes, das als im rechten Winkel zur Längsachse des Auslassrohres (21) angeordneter, im Ausgussteil (20) drehbar gelagerter Drehbolzen (30), der innerhalb des Auslassrohres (21) einen zu seiner Drehachse exzentrischen Abschnitt (33) aufweist, ausgebildet ist, von einer Schließ- in eine Öffnungsstellung und umgekehrt bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (40) ein ringförmiges Verbindungselement (47) aufweist, das den exzentrischen Abschnitt (33) des Drehbolzens (30) umgreift, so dass der Drehbolzen (30) an dem Verbindungselement angelenkt ist.
Behälterverschluss nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das ringförmige Verbindungselement (47) eine sich senkrecht zur Längsachse des Auslassrohrs (21) erstreckende, längliche Öffnung (48) aufweist.
Behälterverschluss nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Auslassrohr (21) oberhalb des Drehbolzens (30) ein Zwischenboden (28) mit einer Öffnung (29) angeordnet ist.
Behälterverschluss (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich der Drehbolzen (30) mindestens einseitig durch die Wand des Auslassrohrs (21) nach außen erstreckt und ein Griffelement (37) aufweist.
Behälterverschluss (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgussteil (20) mindestens eine Druckentlastungsöffnung (27) aufweist.
Behälterverschluss (1) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckentlastungsöffnung (27) in der Wand des Ausgussteils (20) zwischen Drehbolzen (30) und Verschlusselement (40) angeordnet ist.
Behälterverschluss (1) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Druckentlastungsöffnung (27) eine sich konisch nach außen erweiternden Gestalt aufweist.
Behälterverschluss (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kappe (2) aus einem elastischen Kunststoffmaterial besteht.
Behälterverschluss (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement (40) aus einem steifen Kunststoffmaterial besteht.