Die Erfindung betrifft einen zweiteiligen Verschluss zum
Befestigen am offenen Ende eines mit flexiblem Wandungsteil versehenen Behälters für flüssige oder pastöse Füllung, welcher Verschluss aus einem Kopfteil und einem Schnabelteil besteht, wobei das Kopfteil eine Ausgabeöffnung und eine Anschlussöffnung für den Anschluss an das offene Ende eines Behälters, und einen die Anschlussöffnung mit der Ausgabe öffnung verbindenden Ausgabekanal, der von einer Mündungswand umgeben ist, umfasst, und wobei das zum Verschliessen der Ausgabeöffnung dienende Schnabelteil unter Vorspannung steht und mittels eines Hebelarmes desselben in eine Vertiefung in der Querwand einer sich in Richtung der
Längsachse des Kopfteils bis zur Mündungskante der Ausgabeöffnung erstreckenden Ausnehmung in der Aussenwandung des Kopfteils eingesetzt ist,
wobei eine sich in Längsrichtung von der Ausgabeöffnung weg erstreckende Zone der
Mündungswandung eine elastisch biegsame Wandungszone und der übrige Teil der Mündungswandung eine starre Wandungszone bildet, die an der Ausgabeöffnung eine Abschlusskante aufweist, an welcher die elastische Wandungszone in
Verschliessstellung dichtend anliegt und wobei die Vorspan nung des Schnabelteils so bemessen ist, dass letztere, so lange im Ausgabekanal der Umgebungsdruck herrscht, die Ausgabe öffnung durch Anpressen einer das freie Ende eines Hebel arms des Schnabelteils bildenden Lippe gegen das an der
Mündungskante der Ausgabeöffnung gelegene Ende der elastischen Wandungszone und damit der letzteren gegen die Ab schlusskante geschlossen ist, während ein bestimmter Überdruck im Ausgabekanal genügt,
um die elastische Wandungszone im Bereich der Ausgabeöffnung und damit den freien Hebelarm des Schnabelteils von der Abschlusskante der star ren Wandungszone abzuheben und hierdurch die Ausgabe öffnung zu öffnen.
Es hat nicht an zahlreichen Versuchen gefehlt, solche Verschlüsse, insbesondere für Tuben aller Art, vor allem für
Zahnpastentuben und dergleichen zu finden.
Im am 3.12.1959 eingetragenen deutschen Gebrauchsmu ster 1 801 655 wird bereits ein zweiteiliger Tubenverschluss beschrieben, welcher einen zu einer Ausgabeöffnung führen den Ausgabekanal enthält, dessen Mündungswandung aus einer elastischen und einer starren Wandungszone besteht, und der dicht hinter der Ausgabeöffnung durch das freie Ende des Hebelarms eines Schnabelteils in Verschliessstellung ge-.
halten wird.
Jedoch öffnet dieser Verschluss nicht automatisch beim Zusammendrücken der elastischen Tubenwandung, sondern nur bei Druck mit einem anderen, nicht auf die Tubenwand pressenden Finger auf den rückwärtigen Hebelarm des Schna belteils.
Hingegen beschreibt die deutsche Patentschrift 436 054 vom 31.1.1925 eine Tube, bei der ein unter Federdruck ste hendes Verschlussstück eine Ausnehmung im Tubenkopf aus füllt, wobei die Ausnehmung durch einen in einer Ebene der
Tubenlängsachse geführten Schrägschlitz gebildet wird, in wel chem ein Verschlussstück scharnierartig befestigt und durch einen um den Tubenkopf und das Verschlussstück herumge legten elastischen Ring in seiner Verschlussstellung gehalten wird.
Eine andere bekannte Tube, die bereits in der US-Patentschrift 2 755 974 vom 24.7.1956 beschrieben ist, besitzt einen Kopfteil, einen von diesem getragenen, eine Ausgabeöffnung aufweisenden Mündungsteil mit Durchlass, ein in letzterem untergebrachtes Schlauchstück, ein das letztere in Verschlussstellung zusammenquetschendes Schieberteil, das senkrecht zur Längsachse des Mündungsteils verschiebbar ist, und ein das Schieberteil gegen das Schlauchstück drückendes, beim Zusammendrücken der Tube jedoch nachgebendes und den Durchtritt von Paste aus der Tube durch das Schlauchstück gestattendes Blattfederorgan, welches zusammen mit dem Schieberteil und dem Schlauchstück im als Gehäuse dienenden Kopfteil eingebaut ist.
Bisher ist es jedoch nicht gelungen, einen Verschluss der oben beschriebenen Art zu schaffen, der den beiden Hauptanforderungen gerecht wird, die an solche Verschlüsse gestellt werden müssen. Erstens muss nämlich die Konstruktion des Verschlusses so einfach wie möglich sein, um eine Herstellung zu Kosten zu erlauben, die nicht höher, möglichst jedoch geringer sind, als die eines gewöhnlichen Schraubenverschlusses.
Und zweitens muss der Verschluss mindestens ebenso sicher und absolut dicht sein, wie dies ein solcher bekannter Schraubenverschluss heute ist.
Nur so wird es möglich, die Nachteile der bekannten Schraubenverschlüsse zu beseitigen. Bei diesen ist für jede einzelne Pastenausgabe erforderlich, drei Handgriffe auszuführen, nämWch einen zum Abschrauben der Tubenkappe, einen zweiten, durch welchen die Tube mehr oder weniger stark zusammengedrückt und ein Strang von Paste ausgequetscht wird, und einen dritten zum Wiederaufschrauben der Tubenkappe oder eine ähnliche, die Tube wieder verschliessende Massnahme. Dabei ist es praktisch unvermeidlich, dass Reste des Tubeninhalts beim Aufschrauben der Kappe nach aussen gequetscht werden, wobei ein Beschmutzen der Finger durch das herausgequetschte Material sowie eine Zersetzung desselben im Kontakt mit der Aussenluft, und sei es nur ein Eintrocknen praktisch unvermeidlich sind.
Die Aufgabe der Schaffung eines dem bekannten Schraubverschluss an einfacher billiger Herstellung und hermetischer Abdichtung mindestens ebenbürtigen Verschlusses der eingangs beschriebenen Art wird unter Vermeidung der oben beschriebenen Nachteile des Schraubkappenverschlusses gelöst durch einen solchen eingangs beschriebenen Verschluss, wie er im schweizerischen Patent No. 567 972 beschrieben ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, diesen nicht vorveröffentlichten Verschluss weiter zu verbessern, um seine Herstellung weiter zu vereinfachen und das Öffnen der Ausgabeöffnung zu erleichtern und vor allem ein hermetisches Verschliessen derselben zu erreichen.
Dies wird erreicht bei einem Verschluss der eingangs beschriebenen Ausbildung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die an der elastischen Wandungszone anliegende Seite der Lippe konvex und die ihr gegenüberliegende Abschlusskante der starren Wandungszone entsprechend konkav ausgebildet ist.
Die zum Verschliessen erforderliche Vorspannung kann dabei durch einen elastisch federnden, von einem besonderen starren Teil der Mündungswandung getragenen Teil oder auch durch eine besondere Ausgestaltung des Schnabelteils in letzterem selbst erzeugt werden.
Hierdurch wird es möglich, einen Verschluss gemäss der Erfindung zu verwirklichen, der, sowohl er nur aus zwei Teilen besteht, doch die Ausgabeöffnung bei Nichtbenutzung hermetisch verschlossen hält.
Zur Ausgabe eines Stranges von pastösem Material oder einer Portion Flüssigkeit oder Schaum genügt dabei ein einziger Handgriff, bei welchem der Benützer die Umgebung der Ausgabeöffnung mit z.B. zwei Fingern zusammendrücken oder auch bei Verwendung des erfindungsgemässen Verschlusses als Betätigungskopf für das Ausgabeventil eines Druckbehälters den Kopf nur einfach herabdrücken muss, während die Ausgabeöffnung sofort hermetisch verschlossen wird, sobald man mit dem Druck, sei es auf die Tubenwandung oder auf den Betätigungskopf, wieder aufhört.
Hierzu ist der eingangs beschriebene Verschluss nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Schnabelteil neben seinem freien Hebelarm einen starren Hebelarm besitzt und dass das Kopfteil eine sich in seiner Seitenwandung im we sentlichen axial erstreckende Vertiefung enthält, welche in die von der Mündung weggelegene Querwand der Ausnehmung öffnet und in welcher der starre Hebelarm des Schnabelteils verankert ist, während der freie Hebelarm des Schnabelteils sich vom in der Vertiefung eingesetzten starren Hebelarm zur Ausgabeöffnung hin nach aussen konvex gekrümmt erstreckt und so vorgespannt ist, dass er mit der Lippe an seinem freien Ende gegen die Mündungskante der elastischen Wandungszone presst, wenn der freie Hebelarm des Schnabelteils bei eingestecktem starrem Hebelarm an ihr zur Anlage kommt.
Auch kann auf der dem Schnabelteil zugekehrten Aussenwandung der elastischen Wandungszone der Mündungswandung vorzugsweise etwa in der Mitte zwischen der Wurzel des Schnabelteils (seinem Scharnier ) und seinem freien Ende ein zwischen der elastischen Wandungszone und dem Schnabelteil gelegener Finger oder Dorn vorgesehen sein, dessen Länge so bemessen ist, dass er bei Anwachsen des auf die Ausgabeöffnung zu gerichteten Innendrucks im Kanal gegen die ihm zugewandte Seite des Schnabelteils, etwa in der Mitte des freien Hebelarms desselben, anstösst und das Abheben des äusseren Endes dieses Hebelarms von der Ausgabeöffnung weg einleitet.
Schliesslich känn das Schnabelteil noch mit einer Arretiereinrichtung versehen sein, welche verhindert, dass bei Auftreten von Druck z.B. beim Lagern oder auf Reisen kein unbeabsichtigtes Öffnen des Verschlusses erfolgen kann. Hierzu ist die konvexe Kante der Lippe am freien Ende des Schnabelteils so ausgebildet, dass sie in zwei in Richtung der Kopfteilhauptachse übereinanderliegenden Positionen die Ausgabeöffnung verschliesst, und dass Rastmittel, z.B. Nocken oder Kerben am Schnabelteil vorgesehen sind, in die das letztere einrastet, wenn es sich in der einen Verschliessstellung befindet, während es ausrastet und damit die Ausgabeöffnung freigeben kann, wenn es um ein kleines Stück parallel zur Kopfteilhauptachse in die andere Verschliessstellung verscho benwird.
Nähere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemässen Verschlusses werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in der beigefügten Zeichnung gezeigt sind, erläutert, in welcher:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Vorderansicht,
Fig. 2 eine Ansicht derselben Ausführungsform um einen
Winkel von 900 um die Kopfteilhauptachse gedreht und im Axialschnitt,
Fig. 3 das aus dem Verschluss nach Figuren 1 und 2 her ausgenommene Schnabelteil in perspektivischer Ansicht,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Schnabelteils im nicht ein gespannten und gestrichelt im in den Verschluss eingesetzten
Zustand, also unter Vorspannung,
Fig. 5a und 5b je eine Draufsicht auf den Verschluss nach
Figuren 1 und 2, im geschlossenen bzw.
im geöffneten Zu stand, mit der erfindungsgemässen Ausführungsform der Ab schlusskante der Wandungszone an der Ausgabeöffnung und der Lippe des freien Hebelarms des Schnabelteils,
Fig. 6 eine andere Ausführungsform des Bereichs der Aus gabeöffnung in einem Verschluss nach Figuren 1 und 2, im
Schnitt,
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Kopfteilhauptachse durch eine weitere Ausführungsform des Verschlusses nach der Er findung,
Fig. 8a einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verschlusses mit Arretiervorrichtung, im arretierten Zustand,
Fig. 8b einen Schnitt durch die Ausführungsform nach
Fig. 8a, jedoch mit gelöster Arretierung, und
Fig. 9 einen Querschnitt durch Fig. 8a entlang einer Ebene, durch die Linie IX-IX gekennzeichnet.
Der in der Zeichnung dargestellte Verschluss besteht in der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform aus dem dank seiner Gestaltung und Wandungsdicke im wesentlichen starren Kopfteil 1, das vorzugsweise durch Spritzguss aus einem geeigneten plastischen Material gefertigt wird. Das Material muss dazu unterhalb einer bestimmten Dicke hinreichend flexibel sein, um die flexible Zone der Mündungswandung daraus zu erhalten. Insbesondere hat sich Lupolen 1800 So der BASF, Ludwigshafen, Deutschland dafür als geeignet erwiesen.
Das Kopfteil list auf seiner unteren Endfläche offen; es kann damit auf einen mit Auslassventil versehenen Druckbehälter oder auf eine gewöhnliche Tube mit mit Aussengewinde versehenem Mündungsstück aufgesetzt werden. Im Inneren des Kopfteils 1 und einstückig mit ihm ausgebildet befindet sich die Mündungswandung 2, die einen Ausgabekanal 3 mit am oberen Ende der Mündungswandung 2 befindlicher Ausgabeöffnung 4 umgibt. Am unteren Ende des Kanals 3 trägt die Mündungswandung 2 ein Innengewinde 2a, mit dem sie auf das Mündungsstück einer Tube aufgeschraubt werden kann. Statt des Gewindes 2a kann auch ein Bajonettverschluss oder dgl. vorgesehen sein, so dass der Kanal 3 auch an den Durchlass eines Auslassventils für einen Druckbehälter angeschlossen werden kann.
Die Ausgabeöffnung 4 ist ringsum von der ununterbrochenen Mündungswandung 2 umgeben, deren eine, der geschlossenen Kopfteilwandung la zugekehrte Hälfte eine vor allem im Bereich der Ausgabeöffnung 4 starre Wandungszone darstellt, während die andere Hälfte, die einer Ausnehmung Ib in der Wandung des Kopfteils 1 zugekehrt ist, zumindest in ihrem der Ausgabeöffnung 4 benachbarten Teil als elastische Wandungszone 6 ausgebildet ist. Die Dicke dieser Wandung hängt einmal von der Elastizität des Materials und andererseits von der Länge des die Ausgabeöffnung im geschlossenen Zustand darstellenden Schlitzes und der Viskosität des auszugebenden Produkts ab. In der Ausführungsform nach Figuren 1 bis 4 legt sich das obere Ende der flexiblen Wandungszone 6 flach an die gegenüberliegende Abschlusskante 5a der starren Wandungszone 5 der Mündungswandung 2 an.
Der Ausgabekanal 3 der Mündungswandung 2 erstreckt sich vorzugsweise mittig zur Kopfteilhauptachse in Richtung der letzteren.
Am unteren Ende der Ausnehmung lb erstreckt sich eine Querwand9v. einer Innenwandung 10 des Kopfteils 1 bis zur Mündungswandung 2 und ist vorzugsweise einstückig mit den beiden genannten Teilen 10 und 2 ausgebildet. Auf der Innenseite des Kopfteils ist unterhalb der Anschlussstelle der Querwand 9 an die Innenwandung 10 die letztere verstärkt und in ihr eine vom unteren Ende der Ausnehmung lb neben der Querwand 9 ausgehende Vertiefung 11 vorgesehen, deren periphere Breite dem peripheren Durchmesser d (Fig. 1) der Ausnehmung lb entspricht.
In die Vertiefung 11 wird das starre, innere Hebelteil 7a eines Schnabelteils 7 eingesetzt, dessen Dicke möglichst genau der Weite der Vertiefung 11 angepasst ist, so dass das Einsetzen mit sehr leIchter Reibung geschehen kann. Das Schnabelteil 7, das vorzugsweise aus dem Kunststoff Ultraform @ der BASF hergestellt wird, besitzt weiter ein längeres, aus der Vertiefung 11 herausragendes, gegebenenfalls flexibles, elastisches Hebelteil 7b, welches gegenüber dem Hebelteil 7a unter Ausbildung einer äusseren Schulter 12a, bei welcher das
Hebelteil 7a gegenüber dem Hebelteil 7b einwärts versetzt ist, und einer inneren Schulter 12b, bei welcher das umgekehrte der Fall ist. Anstelle der Schulter 12b kann aber auch ein allmählicher Übergang des einen in das andere Hebelteil des Schnabelteils 7 vorgesehen sein.
Beim Einsetzen des Schnabelteils 7 in die Vertiefung 11 kommt die Schulter 12a auf den äusseren Rand 1 la der Ver tiefung 11 zur Anlage. In nicht eingeführtem Zustand sind dabei die beiden Hebelteile mit ihren Längsachsen unter einem stumpfen Winkel mit dem Schnittpunkt der beiden Längsachsen als Scheitelpunkt zueinander abgewinkelt (siehe Fig. 4), dessen Komplementärwinkel a etwas grösser ist, als der Winkel'3, also dem Komplementärwinkel zu demjenigen Winkel, den sie nach Einführung des Schnabelteils 7 in die Vertiefung 11 zueinander bilden, da die Abschlusskante 5a der starren Wandungszone 5 in bezug auf die Vertiefung 11 etwas weiter vorspringt, als dies für eine nicht deformierende Einführung des Schnabelteils 7 erforderlich wäre.
Durch diese Anordnung wird dem Schnabelteil 7 eine Vorspannung in Richtung auf die Abschlusskante 5a zu erteilt, während gleichzeitig die Reibung zwischen den Seitenwänden des starren Hebelteils 7a und den Innenwänden der Vertiefung 11, die sich in peripherer Richtung im Kopfteil 1 erstrecken, so verstärkt wird, um das Schnabelteil gegen ein Herausfallen oder Herausschieben aus der Vertiefung 11 unter erhöhtem Druck auf die Innenseite des Schnabelteils 7 in Richtung auf die Ausgabeöffnung 4 zu sichern.
Eine leichte Krümmung des freien Hebelteils 7b des Schnabelteils 7 unterstützt die Verschliesswirkung desselben, und seine Vorspannung wird natürlich erhöht, wenn der Druck im Inneren des Ausgabekanals 3 erhöht wird, sei es, dass auf das abgewandte Ende der Tubenwandung einer angeschraubten Tube von Hand ein Druck ausgeübt wird, sei es, dass durch Herabdrücken des Kopfteils 1 auf den beweglichen Ventilteil eines Druckbehälterauslassventils der unter Druck stehende Inhalt des Druckbehälters in den Ausgabekanal 3 gelangen und so den Druck gegen die elastische Wandungszone 6 erhöhen kann.
Letztere hebt sich alsdann von der Abschlusskante 5a der starren Wandungszone 5 ab und bewegt die Lippe 7c des freien Hebelteils 7b und damit das letztere unter Erhöhung der Vorspannung des Schnabelteils 7 in Richtung des Pfeils P in Fig. 4, solange der erhöhte Druck im Inneren des Ausgabekanals 3 anhält.
In den Figuren 5a und 5b sind die Endfläche der Abschlusskante 5a der starren Wandungszone 5 konkav und die entsprechende Lippenendfläche der Lippe 7c des Schnabelteils 7 konvex gestaltet. Hierdurch wird die Dichtungswirkung bei geschlossener Ausgabeöffnung 4 (Fig. 5a) erhöht und die Abschneidwirkung z.B. auf den herausgedrückten Strang von Produkt verbessert.
In Fig. 6 ist eine andere Ausgestaltung der verbesserten Dichtung zwischen der Endfläche der Abschlusskante 5a und der Lippenendfläche der Lippe 7c gezeigt, bei welcher Dich- tung die Abschlusskante 5a in ihrer Endfläche eine Querwulst 5b und die Lippenendfläche der Lippe 7c eine Quernut 7d besitzt, in welche die Querwulst 5b das äussere Ende der elastischen Wandungszone 6 unter dehnender Verformung eindrückt. Hierdurch wird eine hervorragende Dichtung erzielt.
Natürlich kann die Quernut auch an der Endfläche der Abschlusskante 5a der starren Wandungszone 5 und die Querwulst auf der Lippenendfläche der Lippe 7c des Schnabelteils 7 vorgesehen sein.
Fig. 7 zeigt eine der Ausführungsform der Figuren 1 bis 4 in allen wesentlichen Teilen entsprechende Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verschlusses, jedoch trägt die flexible Wandungszone 6 auf ihrer dem Schnabelteil 7 zugekehrten Aussenfläche einen Dorn 13, der bereits bei Vordringen von pastösem Produkt oder dergleichen aus dem Tubeninneren in den Ausgabekanal 3 beim Drücken auf die Tubenwandung in die auf Höhe des Dornfusses gelegene Zone des Kanals 3 einen Druck auf den Schnabelteil 7 ausübt und das Abheben der Lippenendfläche der Schnabellippe 7c von der durch das Schnabelteil 7 gegen die Abschlusskante 5a der starren Wandungszone 5 gequetschten elastischen Wandungszone 6 einleitet und damit erheblich erleichtert.
Schliesslich ist die in den Figuren 8a, 8b und 9 gezeigte Ausführungsform, die im wesentlichen der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform entspricht, mit einer einfachen Arretiervorrichtung versehen. Diese umfasst zwei kurze, aus dem Lippenteil 7c des Schnabelteils 7 nach innen herausragende Nocken oder Zapfen 14, die in der in Fig. 8a gezeigten Arretierstellung vor zwei von der starren Kopfteilwandung nach innen vorspringenden Widerlager 15 zu liegen kommen, so dass das Schnabelteil 7 mit seinem freien Hebelteil 7b nicht mehr nach aussen weggebogen werden kann, und die Ausgabeöffnung 4 sich auch bei starkem Druck auf eine an den Verschluss angeschlossene Tube nicht öffnet. Der innere starre Hebelteil 7a des Schnabelteils 7 liegt dabei mit der Schulter
12a auf dem Querrand 1 lader Ausnehmung lb auf.
Das untere Ende des inneren Hebelteils 7a ist in Form eines Flansches 16 abgewinkelt und ragt mit diesem in eine Aussparung
17 der verstärkten Kopfteilwandung 10. Auf seiner Aussenseite trägt das Schnabelteil 7 eine Betätigungsnase 18, mittels derer es mit einem Finger in die in Fig. 8b gezeigte nichtarre tierte Stellung geschoben werden kann. Hierbei kommt der
Flansch 16 des inneren Hebelteils 7a gegen das durch den
Rand 17a der Aussparung 17 gebildete Widerlager zu liegen, so dass ein zu weites Herausschieben des Schnabelteils 7 aus der Ausnehmung lb nicht möglich ist.
Produkte, die zur Füllung eines mit einem erfindungsge mässen Verschluss versehenen Behälters, sei es einer Tube oder eines ein Ventil tragenden Druckbehälters, dienen kön nen, sind Flüssigkeiten, vor allem solche erhöhter Viskosität wie Honig, weiter solche pastöser Konsistenz wie z.B. Salben,
Zahncreme, Rasiercreme, Ölfarben, Senf, Leberwurst, Ma yonnaise, Schuhcreme, Gesichtscreme, aber auch Produkte, die beim Ablassen aus dem Auslassventil einer Druckdose Rasierschaum, Schlagsahne und dgl. liefern.
Sehr gut hat sich ein Verschluss nach der Erfindung bewährt, in welchem die Dicke der nachgiebigen, dehnbaren Längszone der Mündungswandung etwa 0,5 bis 2 Zehntel Millimeter, vorzugsweise 0,15 mm beträgt.