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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Es ist allgemein bekannt, dass Getränke in Dosen abgefüllt und zum Verkauf angeboten werden, die unter anderem zur Erhöhung der Erfrischungswirkung mit Kohlensäure (CO2) versetzt sind. Nach dem Befüllen und Verschließen derartiger Getränkedosen perlt dieses Kohlensäure aus dem Getränk zu einem gewissen Anteil aus, so dass sich in der Getränkedose ein Überdruck im Bereich von 2 bis 6 bar bildet. Um ein Austreten des Getränks und auch der Kohlensäure vor dem Erstgebrauch zu verhindern, sind solche Getränkedosen mit einem Deckel verschlossen, der radial außen gas- und flüssigkeitsdicht mit dem topfförmigen Hauptkörper der Getränkedose verbunden ist. Um an der Inhalt der Getränkedose heranzukommen, weist der Deckel üblicherweise eine Aufreißlasche auf, nach deren Betätigung eine Öffnung im Deckel freigegeben ist, durch die das Getränk aus dem Getränkebehälter entnehmbar ist. Ein Wiederverschließen solcher Getränkedosen ist nicht möglich. In diesem Zusammenhang ist es nachteilig, dass durch die Öffnung im Deckel auch Kohlensäure entweichen und dadurch das Getränk an Genußwert verliert. Zudem können durch die Öffnung im Deckel Insekten in das Innere der Getränkedose gelangen, welches als sehr störend empfunden wird.
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Um eine Getränkedose wiederverschließbar auszubilden sind viele Vorschläge bekannt geworden. Eine Erfolg versprechende technische Lösung ist in der
DE 10 2005 015 505 A1 der 4Pack GmbH beschrieben worden. Gegenüber sonst üblichen Vorrichtungen zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters, die nur unter Nutzung beider Hände eines Nutzer bedient werden können, erlaubt dieser Typ von Verschließ- und Öffnungsvorrichtung dessen Betätigung mit nur einer Hand sowie mit einem vergleichsweise geringen Kraftaufwand. Das Besondere an diesem Verschluss ist sein Deckel, dessen Deckelkappe seine Geometrie reversibel ändern kann. So weist die Deckelkappe im geschlossenen Zustand die Geometrie eines Kugelabschnitts auf. Durch die Einwirkung einer beispielsweise von einem Finger auf die Mitte dieses Kugelabschnitts ausgeübten axialen Kraft lässt sich die Deckelkappe soweit verformen, dass sich diese nach innen einbeult und an ihrem Rand zumindest eine Öffnung zur Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter freigibt. Eine anschließende Einwirkung einer zweiten Kraft auf den Rand der Deckelkappe führt zu einer Rückverformung derselben in ihre Ausgangsgeometrie, bei welcher die Deckelkappe den Flüssigkeitsbehälter erneut verschließt und abdichtet. Erreicht wird die beschriebene Funktionsweise bei dieser bekannten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung durch eine unterhalb der Deckelkappe angeordnete mehrarmige Stütz- und Federstruktur, die mit der Deckelkappe verbunden ist und diese bei ihrer Verformung unterstützt.
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Aus der
DE 10 2007 035 728 A1 der 4Pack GmbH sind Weiterentwicklungen dieser Verschließ- und Öffnungsvorrichtung bekannt, welche die Befestigung derselben an einer Getränkedose, die Ausbildung eines Ausgieß- oder Trinkabschnittes sowie eine verbesserte Abdichtung betreffen. Die verbesserte Abdichtung wird durch elastische Verriegelungsmittel an der Deckelkappe sowie damit zusammenwirkende elastische Verriegelungsmittel an dem Basisteil der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung erreicht, welche die Deckelkappe und das Basisteil unter Einwirkung der beiden genannten Kräfte miteinander verbinden bzw. wieder frei geben können. Zudem besitzt die Deckelkappe axial und radial ausgerichtete Dichtlippen, die im geschlossenen Zustand der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung abdichtend auf dem Basisteil aufliegen. Diese Verschließ- und Öffnungsvorrichtung verhindert in ihrer Schließstellung auch nach einem erstmaligen Öffnen derselben sicher, dass unerwünscht Gegenstände oder Tiere in den noch teilweise mit dem Getränk gefüllte Getränkebehälter eindringen können, wodurch der Gebrauchswert eines derart ausgestatteten Getränkebehälters gegenüber üblichen Getränkedosen stark gesteigert ist.
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Wenngleich diese bekannten Verschließ- und Öffnungsvorrichtungen für dosenförmige Getränkebehälter eine Reihe von Vorteilen aufweisen, so sind sie dennoch nicht ohne weiteres dazu geeignet, kohlensäurehaltige Flüssigkeiten, wie etwa ein Mineralwasser oder ein Bier, ausreichend dicht in dem Getränkebehälter einzuschließen. Dies liegt daran, dass solche Flüssigkeiten wie oben schon erwähnt ständig Kohlensäure abgeben, wodurch sich im Getränkebehälter ein Überdruck gegenüber dem Druck der Umgebungsluft aufbaut. Dieser Überdruck hebt die die Deckelkappe an, so dass nachteilig zumindest die Kohlensäure entweichen kann. Außerdem hat sich gezeigt, dass die aus der
DE 10 2007 035 728 A1 bekannte Verschließ- und Öffnungsvorrichtung auch im verschlossenen Zustand axial vergleichsweise groß ist, also die Länge des Getränkebehälters vergrößert, was als nachteilig empfunden wird.
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Um die beschriebenen Nachteile zu beseitigen, sieht die nicht vorveröffentlichte
DE 10 2008 056 301 A1 der 4Pack GmbH zur Erhöhung der Gasdichtigkeit vor dem Erstgebrauch des Getränkebehälters eine abdichtende Schutzfolie vor, die an der Deckelbasis axial unterhalb der eigentlichen Verschließ- und Öffnungsvorrichtung angeordnet ist. Eine gesonderte Trennvorrichtung an der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung sorgt dafür, dass die Schutzfolie bei dem Erstgebrauch der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung zerstört wird und damit das Getränk zur Entnahme freigibt. Die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung der
DE 10 2008 056 301 A1 ist sehr gut für einen Getränkebehälter geeignet, welcher ein kohlensäurehaltiges Getränk aufnimmt, das nach dem Befüllvorgang durch Ausgasen Drücke von 1 bis 2 bar erzeugt.
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Schließlich ist aus der nicht vorveröffentlichte
DE 10 2009 025 316 A1 der 4Pack GmbH eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines topfförmigen Getränkebehälters bekannt, der im Bereich seines freien Endes mit einem gas- und flüssigkeitsdicht befestigten Deckel verbunden ist. Der Deckel weist eine Deckelbasis und eine auf der Deckelbasis aufliegende bistabilen Deckelkappe auf, welche in einem ersten stabilen Betätigungszustand wenigstens eine Öffnung in der Deckelbasis verschließt sowie in einem zweiten stabilen Betätigungszustand diese Öffnung zur Entnahme des Getränks freigibt. Bei diesem Deckel ist ein Öffnen der Deckelkappe durch Einwirken einer axialen Kraft auf den mittleren Bereich der Deckelkappe sowie ein Verschließen der Deckelkappe durch Einwirken einer axialen Kraft auf den Randbereich derselben jeweils in Richtung zum Innenraum des Getränkebehälters einstellbar.
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Hierzu ist die Deckelkappe radial innen mit einem Ventilschieber verbunden, der in einer zentralen Öffnung der Deckelbasis mit radialem Spiel aufgenommen ist und bei einer Betätigung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung axial verschoben wird. Der Ventilschieber weist an seinem unteren Ende einen ringförmigen Rand auf, der einen axial nach innen weisendem Ringsteg der Deckelbasis axial und radial hintergreift. Im geschlossenen Zustand, bei dem die Aufwölbkraft der Deckelkappe den Ventilschieber nach oben zieht, liegt eine Dichtfläche des ringförmigen Randes des Ventilschiebers an einer Dichtung am Ringsteg der Deckelbasis abdichtend an. Beim Ausüben einer Axialkraft auf den mittleren Bereich der Deckelkappe in Richtung zum Inneren des Getränkebehälters hebt der Ventilschieber von dem Ringsteg der Deckelbasis bzw. dessen Dichtung ab und gibt so den Weg für die Entnahme des Getränks aus dem Getränkebehälter frei.
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Diese Konstruktion ist besonders vorteilhaft, da bei geschlossenem Ventilschieber ein in der Getränkedose vorhandener bzw. ansteigender Innendruck, verursacht im Wesentlichen durch die ausgasende Kohlensäure, die Dichtwirkung des Ventilschiebers zusätzlich zu der von der Deckelkappe ausgehenden Schließkraft weiter erhöht.
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Wenngleich die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der
DE 10 2009 025 316 A1 als sehr vorteilhaft beurteilt wird, so zeigten praktische Versuche mit Prototypen einen weiteren Verbesserungsbedarf. So wurde festgestellt, dass bei geöffneter Verschließ- und Öffnungsvorrichtung beim Kippen des Getränkebehälters zum Entleeren desselben die Dichtfläche des Ventilschiebers dazu neigt, sich gegen das Dichtmittel an der Deckelbasis anzulegen. Dieser Effekt wird durch die nachfließende Flüssigkeit verstärkt, so dass bei starkem Kippen des Getränkebehälters sich dieser ungewollt und von alleine wieder verschließt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der
DE 10 2009 025 316 A1 vorzustellen, die bei einem durch Schrägstellung des Getränkebehälters erfolgenden Abfließen des Getränks diesen Behälter nicht selbsttätig und ungewollt wieder verschließt. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Herstellkosten für eine solche Verschließ- und Öffnungsvorrichtung weiter zu senken sowie deren Gebrauchsfähigkeit weiter zu verbessern.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die gestellte Aufgabe lösbar ist, wenn der Ventilschieber auch dann in seiner Öffnungsstellung verbleibt, wenn der Getränkebehälter gekippt wird. Da der Ventilschieber mit der Deckelkappe verbunden ist, sollte es ausreichen, wenn die Deckelkappe in ihrer Öffnungsstellung axial festgehalten wird.
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Die Erfindung geht gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 daher aus von einer Vorrichtung zum Öffnen und Verschließen eines Getränkebehälters, welcher einen topfförmigen Hauptkörper und einen im Bereich seines freien Endes gas- und flüssigkeitsdicht befestigten Deckel aufweist, wobei der Deckel eine Deckelbasis und eine auf der Deckelbasis aufliegende bistabile Deckelkappe aufweist, welche in einem ersten stabilen Betätigungszustand wenigstens eine Öffnung in der Deckelbasis verschließt sowie in einem zweiten stabilen Betätigungszustand diese Öffnung zur Entnahme des Getränks freigibt, bei der ein Öffnen der Deckelkappe durch Einwirken einer axialen Kraft F2 auf den mittleren Bereich der Deckelkappe sowie ein Verschließen der Deckelkappe durch Einwirken einer axialen Kraft F3 auf den Randbereich derselben jeweils in Richtung zum Innenraum des Getränkebehälters einstellbar ist, und bei der die Deckelkappe an ihrer Innenseite mit einem Ventilschieber eines Ventils verbunden ist, welcher die Öffnung in der Deckelbasis in einem der beiden stabilen Betätigungszustände der Deckelkappe verschließt und in dem anderen stabilen Betätigungszustand öffnet. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist zudem vorgesehen, dass die Deckelkappe mit der Deckelbasis verliersicher verbunden ist.
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Durch diese Konstruktion wird erreicht, dass sich die Deckelkappe beim Einwirken von Axialkräften zwar zwischen ihren beiden stabilen Geometrien umformen kann, jedoch ist sie dabei in axialer Richtung an der Deckelbasis fixiert. Da der Ventilschieber mit der Deckelkappe fest verbunden ist, ist dieser indirekt nun auch mit der Deckelbasis verbunden. Wenn die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung in ihre Öffnungsstellung betätigt ist, dann bleibt auch bei einer Schrägstellung oder sogar Überkopfstellung der Getränkebehälter sicher geöffnet, da die axial fixierte Deckelkappe eine Schließstellung des Ventilschiebers unterbindet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Deckelkappe und die Deckelbasis im Verbindungsbereich einstückig ausgebildet sind. Hierdurch wird eine gesonderte Herstellung und Verbindungsmontage dieser beiden Bauteil Kosten sparend vermieden, wobei dieses kombinierte Bauteil vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt ist.
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Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die Deckelkappe und die Deckelbasis im Verbindungsbereich miteinander verklebt oder verschweißt sind.
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Gemäß einer anderen Variante kann vorgesehen sein, dass die Deckelkappe mit der Deckelbasis über Rastmittel verliersicher verbunden ist. Solche Rastmittel ermöglichen eine schnelle und sichere Verbindung dieser beiden gesondert hergestellten Bauteile. Hierzu können an Deckelkappe als Rastmittel axial nach innen weisende Rasthaken ausgebildet sein, die in Rastöffnungen eingreifen oder mit Rasthaken an der Deckelbasis zusammenwirken.
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In Weiterbildung des letzten Merkmals wird es als vorteilhaft beurteilt, wenn vorgesehen ist, dass die Rastöffnungen oder Rasthaken an der Deckelbasis an dort axial nach außen weisend angeordneten Stützstegen bzw. einem dort axial nach außen weisend angeordneten Stützring ausgebildet sind.
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Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Verbindung zwischen der Deckelkappe und der Deckelbasis derartig ausgebildet ist, dass diese ein Umklappen der Deckelkappe von der einen in die andere stabile Geometrie ermöglicht. Ein solcher Umklappvorgang wird erleichtert und die Bauteile werden mechanisch geschont, wenn vorgesehen ist, dass der Stützring bzw. die Stützstege der Deckelbasis an ihrem axial äußeren Ende zur schwenkbaren Auflage der Unterseite der Deckelkappe abgerundet ausgebildet sind.
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In weiterer Ausgestaltung der Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Deckelkappe und der Ventilschieber durch Rastmittel, durch eine Verklebung oder durch eine Verschweißung verliersicher miteinander verbunden sind. Dieses Merkmal ist nur teilweise zur Lösung der Aufgabe notwendig, da die axial feste Anordnung der Deckelkappe an der Deckelbasis den Ventilschieber beim Kippen des Getränkebehälters alleine durch dessen axiales Anliegen an der Unterseite der Deckelkappe vor einem Schließen der Ausgießöffnung des Getränkebehälters bewahrt. Zur axial begrenzt beweglichen Halterung des Ventilschiebers müssten bei nicht vorhandener Verbindung zwischen Deckelkappe und Ventilschieber dann aber andere Hilfsmittel vorhanden sein, die diesen Ventilschieber mit der Deckelbasis verbinden und so ein Herunterfallen desselben in Richtung zum Boden des Getränkebehälters verhindern, wenn dieser senkrecht steht.
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Zur verliersicheren Halterung des Ventilschiebers an der Unterseite der Deckelkappe ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Ventilschieber an seinem zu der Deckelkappe zeigenden axialen Ende eine topfförmige oder ringnutförmige Rastmittelaufnahme aufweist, in die wenigstens ein in Richtung zu dem Ventilschieber weisendes Rastmittel der Deckelkappe verrastbar ist.
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Zur sicheren Halterung von Deckelkappe und Ventilschieber an der Deckelbasis kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Deckelkappe radial außen mit nach axial innen weisenden Rasthaken ausgestattet ist, die in der Schließstellung der Vorrichtung in Rastvertiefungen in der Deckelbasis eingreifen und in der Öffnungsstellung außer Eingriff sind.
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Schließlich kann zur Reduzierung der Herstellkosten vorgesehen sein, dass anstelle eines an der Unterseite der Deckelbasis angeordneten Dichtringes oder dort angespritzten Dichtmittels eine Kulissendichtung vorgesehen ist. Demnach kann vorgesehen sein, dass der Ventilschieber an seinem ringförmigen radialen Rand eine mit der Unterseite der Deckelbasis zusammenwirkende Kulissendichtung aufweist, welche als einstückig aus dem Material des Ventilschiebers gebildeter, schräg von dem ringförmigen radialen Rand nach axial außen abstehender sowie unter Einwirkung einer Axialkraft verformbarer Ringsteg ausgebildet ist.
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Zum besseren Verständnis ist der Beschreibung eine Zeichnung mit Ausführungsbeispielen der Erfindung beigefügt. In dieser zeigt
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1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines Getränkbehälters mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung in einer Schließstellung,
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2 die Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß 1 in einer Öffnungsstellung,
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3 zwei Teilansichten der Deckelbasis, der Deckelkappe und des Ventilschiebers einer Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Deckelkappe und der Ventilschieber miteinander verrastet sind, und
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4 eine Vergrößerung der linken Zeichnungshälfte der 1.
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Demnach zeigt 1 und in vergrößerter Darstellung die 4 den oberen Abschnitt eines Getränkebehälters 1, der als wesentliche Bauteile einen topfförmigen Hauptkörper 2 und einen am freien Ende 21 des Hauptkörpers 2 angeordneten Deckel 3 aufweist. Der Deckel 3 ist mit seinem Bördelrand 6 mit dem freien Ende 21 des Getränkebehälters 1 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden.
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In dem Getränkebehälter 1 befindet sich erkennbar ein Getränk 4, welches mit Kohlensäure versetzt ist. Nach dem Verschließen des Getränkebehälters 1 mittels dem Deckel 3 perlte Kohlensäure aus, so dass sich in dem flüssigkeitsfreien Raum des Getränkebehälters 1 ein Gasdruck P1 bildete, der beispielsweise 5 bar beträgt.
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Von besonderer Bedeutung an diesem Getränkebehälter 1 ist der konstruktive Aufbau des Deckels 3, der ein Öffnen und Verschließen desselben mit nur einer Hand ermöglicht, auf den nachfolgend im Detail eingegangen wird.
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Der Deckel 3 weist eine Deckelbasis 5 auf, die radial außen mit dem freien Ende 21 des Hauptkörpers 2 des Getränkebehälters 1 verbunden ist. Die Deckelbasis 5 ist von kreisförmiger Geometrie und weist eine Neigung mit einem Winkel α von radial außen nach radial innen auf. Außerdem weist die Deckelbasis 5 eine zentrale, koaxial zur Längsachse des Getränkebehälters 1 ausgerichtete Öffnung 26 auf, die von einer auf der Deckelbasis 5 angeordnete Deckelkappe 15 verschlossen ist.
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Die bistabile Deckelkappe 15 ist derart ausgebildet, dass diese zwei geometrische Formen stabil einnehmen kann. In der in 1 dargestellten Schließstellung der Deckelkappe 15 weist diese eine konvexe Geometrie auf, so dass sich diese mit ihrem radialen Rand auf der Oberseite der Deckelbasis 5 abstützt. Dieser radiale Rand der Deckelkappe 15 weist eine umlaufende Dichtlippe 37 auf, welche die Deckelkappe 15 besonders gut auf der Deckelbasis 5 aufliegen lässt und welche sicher das Eindringen von Fremdkörpern verhindert.
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Im Bereich der zentralen Öffnung 26 ist an der Deckelbasis 5 ein nach axial innen weisender Ringsteg 7 ausgebildet, welcher als Sitz für einen Ventilschieber 12 dient, der mit der Deckelkappe 15 verbunden ist. Die Verbindung von Deckelkappe 15 und Ventilschieber 12 im Verbindungsbereich 16 mittels Rastmittel 38 kann unterschiedlich ausgebildet sein, worauf weiter unten eingegangen wird.
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Zur Erzielung einer besseren Dichtwirkung ist am freien Ende des Ringsteges 7 eine Ringnut 10 ausgebildet, in der ein Dichtring 11 eingesetzt ist. An diesem kommt eine Dichtfläche 14 eines radial nach außen weisenden ringförmigen Randes 13 des Ventilschiebers 12 dichtend zur Anlage. Der Ventilschieber 12 ist etwa topfförmig ausgebildet, mit einem zylindrischen Abschnitt 19, der nahe zur Deckelkappe 15 mit einen mittleren, bodenförmigen Abschnitt 18 und deckelkappenfern mit dem erwähnten radial nach außen zeigenden ringförmigen Rand 13 verbunden ist.
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Wie 2 zeigt, kann anstelle des in einer Ringnut 10 eingesetzten Dichtringes 11 an dem freien Ende des Ringstegs 7 ein dort angespritztes Dichtmittel 11' angeordnet sein, an dem die Dichtfläche 14 des ringförmigen Randes 13 des Ventilschiebers 12 abdichtend zur Anlage kommt.
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Axial gegenüberliegend zu dem gerade beschriebenen, axial nach innen weisenden Ringsteg 7 ist an der Deckelbasis 5 ein Stützring 8 ausgebildet, welcher der Deckelkappe 15 als Widerlager dient. An diesem Stützring 8 stützt sich die Deckelkappe 15 axial ab, wenn auf diese eine Axialkraft F2 zum Öffnen der Deckekappe wirkt (siehe auch 2). Anstelle eines Stützringes 8 kann an gleicher Stelle an der Deckelbasis 5 auch eine Mehrzahl von Stützstegen 8' angeordnet sein. Zwischen den Stützstegen 8' bzw. in dem Stützring 8 sind radial ausgerichtete Öffnungen 9 vorhanden, welche ein Ablaufen bzw. wieder Zurücklaufen des Getränks 4 bei geöffnetem Getränkebehälter 1 ermöglichen.
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Die Deckelkappe 15 ist gemäß der Erfindung mit dem Stützring 8 bzw. mit den Stützstegen 8' unverlierbar verbunden, so dass die Deckelkappe 15 auch im geöffneten Zustand der Öffnungs- und Verschließvorrichtung axial und vorzugsweise auch radial sicher positioniert bleibt. Da der Ventilschieber 12 mit der Deckelkappe 15 fest verbunden ist, ist gewährleistet, dass der sich in seiner Öffnungsstellung befindliche Ventilschieber 12 auch bei starker Schieflage, oder sogar dann, wenn der Getränkebehälter 1 im geöffneten Zustand über Kopf gestellt wird, in seiner Öffnungsstellung verbleibt.
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Wie die Ausführungsbeispiele der 1 und 2 verdeutlichen, ist der Ventilschieber 12 mit der Deckelkappe 15 im Verbindungsbereich 16 durch eine einfache Rastverbindung verbunden, wobei in der Deckelkappe 15 eine Ringnut ausgebildet ist, in die ein am axial äußeren Ende des Ventilschiebers 12 ausgebildeter Rastring verliersicher eingestreckt ist.
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Weiter veranschaulichen die 1 und 2, dass an der axialen Innenseite der Deckelkappe 15 Rasthaken 33 ausgebildet sind, die in Rastöffnungen 34 an dem Stützring 8 bzw. den Stützstegen 8' der Deckelbasis 5 verliersicher eingreifen. Demnach dienen dieser Stützring 8 bzw. die Stützstegen 8' nicht nur als Widerlager für die Deckelkappe 15, wenn diese durch Einwirken einer mittig wirkenden Axialkraft F2 von einer Geometrie in die zweite Geometrie umgeformt wird. Sie dient zusätzlich als Halterung zur Verbindung der Deckelbasis 5 mit der Deckelkappe 15.
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Wie den 1 und 2 weiter entnehmbar ist, verfügt die Deckelkappe 15 im Bereich ihres radialen Endes über Rasthaken 36, die in der Schließstellung der Öffnungs- und Verschließvorrichtung in zumindest eine Rastöffnung 35 eingreifen, die in der Deckelbasis 5 ausgebildet ist. Diese Rastverbildung 35, 36 sorgt im ungeöffneten Zustand der Öffnungs- und Verschließvorrichtung für einen mechanisch zuverlässigen Verschluss.
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3 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel die Verbindung der Deckelkappe 15 mit dem Ventilschieber 12 im Verbindungsbereich 16a. In diesem Verbindungsbereich 16a erstrecken sich 4 bis 6 Verbindungsstege 27 vom mittleren, bodenförmigen Abschnitt 18 des Ventilschiebers 12 axial in Richtung zu Deckelkappe 15. Im Verbindungsbereich 16a sind an diesen Verbindungsstegen 27 jeweils topfförmige Rastmittelaufnahmen 23 ausgebildet, in die an der Innenseite der Deckelkappe 15 ausgebildete, stiftförmige Rastmittel 24 eingesteckt sind.
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Weiter zeigt 3 in einer vergrößerten Darstellungsweise in der linken Zeichnungshälfte das an den Dichtsitz der Deckelbasis 5 angespritzte Dichtmittel 11' und den axial gegenüber angeordneten ringförmigen Rand 13 des Ventilschiebers 12. In der rechten Zeichnungshälfte der 3 ist der ringförmige Rand 13a mit einer Kulissendichtung 39 versehen, die hier als ein ringförmiger Kunststoffspan ausgebildet ist, welcher nach radial außen oder radial innen gerichtet einstückig mit dem Ventilschieber 12 hergestellt ist und dichtend mit einer axial nach innen gerichteten Dichtfläche 40 der Deckelbasis 5 zusammenwirkt.
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Die Funktionsweise der vorgestellten Verschließ- und Öffnungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird nachfolgend beschrieben:
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1 zeigt den Zustand eines vor kurzem mit einem Getränk 4 befüllten Getränkebehälters 1, auf dem gerade der Deckel 3 aufgesteckt wurde. In dem in 1 gezeigten Betätigungszustand der Deckelkappe 15 ist der Getränkebehälter 1 verschlossen. Dabei stützt sich die konvex geformte Deckelkappe 15 mit ihrem radial äußeren Rand auf der Oberseite der Deckelbasis 15 ab. Dabei liegt die ringförmige Dichtlippe 37 auf der Deckelbasis 15 auf und die Rasthaken 36 der Deckelkappe 15 sind mit den Rastvertiefungen 35 an der Deckelbasis 5 im Eingriff. Außerdem ist die Deckelkappe 15 über die Rasthaken 33 an der Unterseite der Deckelkappe 15 mit den Rastöffnungen 34 an der Deckelbasis 5 verliersicher verbunden. Schließlich ist die Deckelkappe 15 mit dem Ventilschieber 12 über Rastmittel 38 bzw. 23, 24 verliersicher verbunden.
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Die Deckelkappe 15 und die axiale Länge des Ventilschiebers 12 sind nun so aufeinander abgestimmt ausgebildet, dass sich die Deckelkappe 15 in der in 1 dargestellten Situation noch nichtvollständig zurückgeformt hat, so dass diese den an ihr befestigten Ventilschieber 12 mit einer Kraft F4 in die Schließrichtung S2 zieht. Dabei kommt die Dichtfläche 14 des radialen ringförmigen Randes 13 des Ventilschiebers 12 zur Anlage an dem Dichtring 11 des Ringsteges 7 der Deckelbasis 5 und dichtet somit den Getränkebehälter 1 nach außen ab.
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Bereits kurze Zeit nachdem der Getränkebehälter 1 verschlossen wurde, steigt der Druck innerhalb desselben durch Ausgasen von in dem Getränk 4 enthaltener Kohlensäure auf einen Wert P1 von 4 bar an. Dieser Gasdruck erzeugt auf den radialen Rand 13 des Ventilschiebers 12 eine zusätzliche Schließkraft F1, mit welcher der Rand 13 des Ventilschiebers 12 gegen den Dichtring 11 gedrückt wird. Nach einer gewissen Zeit hat sich ein stabiler Zustand innerhalb des Getränkebehälters 1 eingestellt, so dass sich der Gasdruck P1 und damit auch die zusätzliche Schließkraft F1 nicht weiter erhöhen.
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Um diesen Getränkebehälter 1 zur Entnahme des Getränks 4 zu öffnen, wird gemäß 2 eine Axialkraft F2 auf die Mitte der bistabilen Deckelkappe 15 ausgeübt. Dabei stützt sich die Deckelkappe 15 mit ihrer Unterseite an dem Stützring 8 axial ab, so dass der radial äußere Rand der Deckelkappe 15 von der Oberfläche der Deckelbasis 5 abhebt. Durch die Axialkraft F2 auf die Deckelkappe 15 wird auch der Ventilschieber 12 gegen die Schließkraft F1 um zunächst nur einen geringen Betrag in die Öffnungsrichtung S1 bewegt, so dass die Dichtfläche 14 am radialen Rand 13 des Ventilschiebers 12 von dem Dichtring 11 bzw. dem Dichtmittel 11' abhebt. Ein vorzugsweise vorgesehenes radiales Spiel des Ventilsschiebers 12 erleichtert diesen Vorgang. Dies ermöglicht ein Abströmen von Kohlensäure aus dem Getränkebehälter 1 in Richtung des Pfeils 20 aus demselben heraus, so dass gleichzeitig auch der im Getränkebehälter 1 bis dahin vorhandene Überdruck P1 auf den Umgebungsdruck P2 abgebaut wird. Der Ventilschieber 12 lässt sich dann durch weitere Anwendung der vergleichsweise geringen Axialkraft F2 weiter in Öffnungsrichtung S1 verschieben.
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Nachdem die Deckelkappe 15 den in 2 gezeigten zweiten stabilen Zustand angenommen hat, in dem diese eine konkave Geometrie aufweist, ist auch der Ventilschieber 12 in seiner Öffnungsposition sozusagen „eingerastet”. Die Entnahme des Getränks 4 kann bei gekipptem Getränkebehälter 1 in an sich bekannter Weise entlang der Ausströmrichtung 20 erfolgen. Da der Ventilschieber 12 mit der Deckelkappe 15 und die Deckelkappe 15 mit der Deckelbasis 5 verbunden sind, kann der Ventilschieber 12 auch bei starker Neigung des Getränkebehälters 1 die Ausströmöffnung 26 nicht selbsttätig verschließen.
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Wenn der Getränkebehälter 1 anschließend wieder senkrecht gestellt wird, können nicht genutzte Getränkereste über die schräge Deckelbasis 5 in den Getränkebehälter 1 zurückströmen, welches in der rechten Hälfte der 2 anhand der Rücklaufrichtung 31 des Getränks 4 dargestellt ist.
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Um den Getränkebehälter 1 anschließend wieder zu verschließen, wird gemäß 1 eine Axialkraft F3 auf den Rand der Deckelkappe 15 ausgeübt, so dass sich deren Zentrum mit der Rückstellkraft F4 in Schließrichtung 32 zurückverformt. Dabei kommt dann die Dichtfläche 14 des ringförmigen Randes 13 des Ventilschiebers 12 erneut zu abdichtenden Anlage an dem Dichtring 11.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getränkebehälter, Getränkedose
- 2
- Topfförmiger Hauptkörper der Getränkedose
- 3
- Deckel
- 4
- Getränk
- 5
- Deckelbasis
- 6
- Bördelrand
- 7
- Radial nach innen weisender Ringsteg an der Deckelbasis
- 8
- Stützring
- 8'
- Stützsteg
- 9
- Ausströmöffnung
- 10
- Ringnut
- 11
- Dichtring
- 11'
- Angespritztes Dichtmittel
- 12
- Ventilschieber
- 13
- Ringförmiger Rand des Ventilschiebers
- 13a
- Ringförmiger Rand des Ventilschiebers
- 14
- Dichtfläche am Rand 13
- 15
- Bistabile Deckelkappe
- 16
- Verbindungsbereich zwischen Deckelkappe und Ventilschieber
- 16a
- Verbindungsbereich zwischen Deckelkappe und Ventilschieber
- 18
- Mittelabschnitt des Ventilschiebers
- 19
- Zylindrischer Abschnitt des Ventilschiebers
- 20
- Ausströmrichtung für Gas und/oder Getränk
- 21
- Freie Ende des Hauptkörpers des Getränkebehälters
- 23
- Rastmittelaufnahme an dem Ventilschieber
- 24
- Rastmittel an der Deckelkappe
- 26
- Axial ausgerichtete Öffnung in der Deckelbasis
- 27
- Verbindungssteg an dem Ventilschieber
- 31
- Rücklaufrichtung des Getränks
- 33
- Rastmittel, Rasthaken an der Deckelkappe
- 34
- Rastmittel, Rastöffnung am Stützring bzw. Stützsteg
- 36
- Rasthaken
- 37
- Dichtlippe an der Deckelkappe
- 38
- Rastmittel (Rastring, Rastnut)
- 39
- Kulissendichtung am Ventilschieberrand 13a
- 40
- Dichtfläche an der Deckelbasis
- a
- Radialer Rücklaufwinkel der Deckelbasis
- F1
- Durch Überdruck bedingte Schließkraft auf den Ventilschieber bei geschlossener Deckelkappe
- F2
- Öffnungskraft auf die Deckelkappe wirkend
- F3
- Schließkraft, auf den Rand der Deckelkappe wirkend
- F4
- Selbsttätige Schließkraft der sich zurückwölbenden Deckelkappe
- S1
- Öffnungsrichtung
- S2
- Schließrichtung
- P1
- Gasdruck innerhalb der Getränkedose vor deren Öffnen
- P2
- Gasdruck innerhalb der Getränkedose nach deren Öffnen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005015505 A1 [0003]
- DE 102007035728 A1 [0004, 0005]
- DE 102008056301 A1 [0006, 0006]
- DE 102009025316 A1 [0007, 0010, 0011]