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Die Erfindung betrifft einen Trinkflaschenverschluss mit drehbarem Verschlussdeckel für eine Isolierflasche oder für einen Isolierbecher, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein solcher, einfach zu bedienender Trinkflaschenverschluss ist aus der
CN 202 919 352 U bekannt. Durch die Lagerung des Verschlussdeckels im Zentrum ist eine Bauweise des Verschlusses und einer zugehörigen Flasche oder eines zugehörigen Bechers mit kleinem Durchmesser möglich. Der Nachteil besteht darin, dass sich die Dichtwirkung aufheben kann, wenn der Druck im Innenraum des Gefäßes steigt. In diesem Fall kann der Deckel von dem Dichtungsring abgehoben werden. Außerdem besteht die Gefahr, dass der Deckel versehentlich vom Benutzer abgedreht wird, wenn er über die Öffnungsstellung hinaus verdreht wird.
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Die
DE 20 2012 000 258 U1 zeigt ebenfalls einen gattungsgemäßen Trinkflaschenverschluss mit drehbarem Verschlussdeckel für einen Isolierbecher. Zum Verschließen wird auch hier beim Drehen des Deckels ein Dichtrand von oben auf eine Anlagefläche gedrückt, so dass die gleichen Nachteile bestehen wie vorstehend genannt.
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Ein weiterer Trinkflaschenverschluss ist in
US 2 735 566 A beschrieben. Der Verschlussdeckel wird zur Abdichtung über eine Gewindespindel gegen den Behälterkörper verschraubt, wobei ein schnelles Öffnen und Schließen nicht möglich ist. Für das Trinken direkt aus der Flasche ist der Verschluss nicht vorgesehen und nicht geeignet. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Dichtungswirkung zu verbessern und ein versehentliches Abschrauben des Deckels zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Trinkflaschenverschluss mit drehbarem Verschlussdeckel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dass zumindest die Außenkante des Deckels unterhalb des Dichtrings am Gehäuse positioniert ist, hat den Vorteil, dass ein eventuell im Inneren einer mit dem Trinkflaschenverschluss verbundenen Flasche entstehender Innendruck den Deckel verstärkt an den Dichtring anpresst und die Dichtwirkung erhöht. Dadurch, dass der Verschlussdeckel zwar unterhalb der dichtenden Außenkante, aber oberhalb eines Trägerelements für die Lagerung des Verschlussdeckels im Gehäuse angeordnet ist, kann der Verschlussdeckel nicht versehentlich verloren gehen. Außerdem ergibt sich durch diese Anordnung, dass der maximale axiale Hub des Verschlussdeckels sowie, als Folge daraus, der maximal mögliche Drehwinkel begrenzt sind.
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Der erfindungsgemäße Trinkflaschenverschluss besitzt eine hohe Dichtwirkung, ist einfach zu handhaben und darüber hinaus auch einfach aufgebaut. Da es mit Ausnahme der beiden Elemente für die Ausbildung des Bewegungsgewindes keine zueinander verschiebbaren, beweglichen Teile gibt, wird im Zentrum des Trinkflaschenverschlusses nur sehr wenig Bauraum benötigt. Der Durchmesser des Trinkflaschenverschlusses kann damit sehr klein gehalten werden, sodass sich der Trinkflaschenverschluss auch für kleine Getränkeflaschen mit geringem Volumen oder für verschließbare Trinkbecher eignet.
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Bei einem entsprechend kleinen Durchmesser des Ausgießerbereichs und einer passenden Auslegung des Bewegungsgewindes ist es sogar möglich, den Trinkflaschenverschluss in einer Hand zu halten und zugleich mit weiteren Fingern derselben Hand den Knauf des Verschlussdeckels von der Öffnungs- in die Schließstellung zu bewegen, zumindest soweit, dass der Ausgießerschlitz geschlossen wird und ein Schwallschutz besteht.
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Für die Überführung des Verschlussdeckels in eine gesicherte Transport-Schließstellung ist insbesondere vorgesehen, beim Drehen des Verschlussdeckels einen zusätzlichen Druckpunkt zu überwinden, um ein selbsttätiges Lösen der Schraubverbindung und damit ein ungewolltes Öffnen des Verschlussdeckels zu verhindern.
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Da in den meisten Ländern Rechtsgewinde üblich sind, sind die meisten Benutzer daran gewöhnt, mit einer Rechtsbewegung, also durch eine Drehung im Uhrzeigersinn, eine Schraubverbindung festzuziehen bzw. einen Schließzustand eines Schraubdeckels zu erreichen. Umgekehrt sind sie gewohnt, durch eine Drehung in entgegengesetzter Richtung, also gegen den Uhrzeigersinn, einen Verschluss wieder zu öffnen bzw. die Schraubverbindung aufzuheben. Dies ist etwa bei allen üblichen Trinkflaschenverschlüssen von Einweggetränkeflaschen der Fall.
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Da nach der Erfindung zur Verbesserung der Dichtigkeit und zur Herstellung eines Verschlusses mit unverlierbarem Verschlussdeckel vorgesehen ist, den Verschlussdeckel mit seinem Außenrand von unten an die Dichtlippe anzupressen, ist eine Aufwärtsbewegung des Verschlussdeckels beim Überführen von der Öffnungs- in die Schließstellung erforderlich. Bei einem Rechtsgewinde würde der Deckel jedoch durch eine Rechtsdrehung abgesenkt. Daher sieht die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform ein Linksgewinde vor, durch welches der Verbraucher eine intuitiv mit einer Rechtsrotation verbundene Schließbewegung des Verschlussdeckels durchführen kann. Durch das Linksgewinde entsteht dabei ein Aufwärtshub. Wie beim Öffnen von Einweggetränkeflaschen auch, führt die entgegengesetzte Drehbewegung gegen den Uhrzeigersinn zu einer Öffnung. Aufgrund des Linksgewindes erfolgt dabei eine Absenkung des Deckels.
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Nach einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung ist ein Gewindezapfen im Zentrum eines Deckelunterteils angeordnet und die zugehörige Gewindeaufnahme ist im Zentrum eines speichenförmigen Trägerelements des Gehäuses positioniert.
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Auch die umgekehrte Anordnung ist möglich, bei welcher eine Gewindeaufnahme oder eine Mutter in einen inneren Hohlraum des Deckels verlegt ist und am Gehäuse durch ein Trägerelement ein nach oben aufragender Gewindezapfen gehalten wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist der Deckel zwischen dem Trägerelement am Gehäuseinnenteil und der dichtenden Außenkante des Gehäuseaußenteils festgelegt und damit unverlierbar.
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Bezüglich den nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehenen beiden sich ergänzenden Teilen des Gehäuses kann eine Rastverbindung vorgesehen sein, so dass beim Überstülpen des Gehäuseaußenteils auf das Gehäuseinnenteil, unter Einschluss des oberen Dichtrings und des Deckels, die Rastverbindung bei der Herstellung des Trinkflaschenverschlusses geschlossen wird und anschließend nicht mehr lösbar ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Fuge zwischen dem Innen- und dem Außenteil des Gehäuses am unteren Rand alternativ oder zusätzlich am gesamten Umfang mittels Laserschweißens miteinander verbunden, sodass dort eine flüssigkeitsdichte Verbindung hergestellt ist.
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Die Dichtringe, die zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen sind, können als separate Einlegerteile aus Silikon ausgebildet sein. Alternativ können sie aus einem thermoplastischen Elastomer bestehen, das an eines der im Spritzgießverfahren herzustellenden Gehäuseteile angeformt ist. Hierbei bietet sich insbesondere die Anformung an das Gehäuseinnenteil an, weil an diesem beide Dichtringe zugleich ausgebildet werden können.
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Der Aufbau des Gehäuses aus einem Innenteil und einem separaten Außenteil hat außerdem den Vorteil, dass die Teile in einem farblichen Kontrast zueinander hergestellt werden können. Beispielsweise kann das Gehäuseinnenteil rot ausgebildet sein, während das Gehäuseaußenteil schwarz ist, sodass beim Absenken des Verschlussdeckels in die Öffnungsstellung ein roter Streifen unterhalb der Dichtkante sichtbar wird, der die Öffnungsstellung optisch signalisiert.
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Die Gewindemutter zur Aufnahme des Gewindezapfens des Verschlussdeckels kann in einem Rutschkupplungselement ausgebildet sein, das beispielsweise aus einem Elastomer besteht und das eine unrunde, insbesondere polygonale Außenkontur besitzt. Es können auch härtere Thermoplaste wie Polypropylen dafür eingesetzt werden, wobei dann eine ausreichende elastische Verformbarkeit durch eine geeignete Formgebung ermöglicht wird. Das Rutschkupplungselement wird in einen mit dem Gehäuse verbundenen Trägerring eingesetzt, der eine kompatible unrunde, insbesondere polygonale Innenkontur besitzt. Wenn der Benutzer den Deckel mit hoher Kraft weiterdreht, obwohl bereits eine der Endlagen erreicht ist, verformt sich das Rutschkupplungselement elastisch und rotiert gegenüber dem Trägerring wenigstens um einen Teilwinkel, bevor der Formschluss aufgrund elastischer Rückstellung des Rutschkupplungselements wieder greift.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
- 1 einen Trinkflaschenverschluss gemäß einer ersten Ausführungsform mit Isolierflasche in perspektivischer Ansicht von außen;
- 2 den Trinkflaschenverschluss in einer Explosionsdarstellung;
- 3, 4 den Trinkflaschenverschluss jeweils im Schnitt;
- 5 ein vergrößertes Detail aus 4;
- 6 eine perspektivische Ansicht des Trinkflaschenverschlusses von der Unterseite;
- 7 einen Trinkflaschenverschluss gemäß einer zweiten Ausführungsform im Schnitt und
- 8 ein Gehäuseinnenteil des Trinkflaschenverschlusses nach 8 in teilweise geschnittener, perspektivischer Ansicht.
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1 zeigt einen Trinkflaschenverschluss 100, der auf einen Hals 201 einer Isolierflasche 200 aufsetzbar ist. Der Trinkflaschenverschluss 100 besitzt ein Gehäuse, von dem hier das Gehäuseaußenteil 10 mit einem Ausgießerrand 11 sichtbar ist. An der innenseitigen unteren Kante des Ausgießerrands 11 ist eine Dichtkante 12 ausgebildet. Unterhalb der Dichtkante 12 ist ein Verschlussdeckel 20 angeordnet, der mit einem Knauf 21 verdrehbar ist.
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2 zeigt den Trinkflaschenverschluss 100 in einer Explosionsdarstellung. Er besteht im Wesentlichen aus den folgenden Teilen:
- - dem Gehäuseaußenteil 10,
- - dem Verschlussdeckel 20,
- - einem Gehäuseinnenteil 40 sowie
- - zwei Dichtringen 30, 50.
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Der Verschlussdeckel 20 ist zweiteilig aufgebaut. Der Knauf 21 ist Bestandteil eines Oberteils. Ein separat hergestelltes Unterteil 22 ist darin einrastbar und enthält in seinem Zentrum einen Gewindezapfen 23 mit einem Bewegungsgewinde. Der Gewindezapfen 23 greift in eine Gewindeausnehmung 41 im Gehäuseinnenteil 40 ein. Die Gewindeausnehmung 41 liegt in einem Trägerring 44 im Zentrum eines Trägerelements, das über Speichen 42 an die innere Wandung des Gehäuseinnenelements 40 angeformt ist.
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Zur Montage des Trinkflaschenverschlusses 100 wird das Deckelunterteil 22 in den Verschlussdeckel 20 eingesetzt. Der so fertig gestellte Verschlussdeckel 20 wird mit seinem Gewindezapfen 23 in die Gewindeausnehmung 41 des Gehäuseinnenteils 40 eingesetzt. Der Dichtring 30 wird auf den oberen Rand des Gehäuseinnenteils 40 aufgelegt. Abschließend wird das Gehäuseaußenteil 10 darübergestülpt, wobei der Dichtring 30 zwischen dem Gehäuseinnenteil 40 und dem Gehäuseaußenteil 10 eingeschlossen ist, ebenso der Verschlussdeckel 20. Alle vier Bauteile 10, 20, 30, 40 bilden, nachdem die Rastvorsprünge 13 des Gehäuseaußenteils 10 an den Rastaufnahmen 43 am Gehäuseinnenteil 40 eingerastet sind, zusammen eine nachträglich nicht mehr lösbare Einheit.
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Der weitere Dichtring 50 kann von unten in das Gehäuseinnenteil 40 eingelegt werden und dichtet dieses im Gebrauch des Verschlussdeckels 20 im Zusammenhang mit einer Isolierflasche 200 gegenüber dem Flaschenhals 201 ab.
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Die Funktion des erfindungsgemäßen Trinkflaschenverschluss 100 ergibt sich aus den 3 und 4, die jeweils einen Schnitt durch den auf die Isolierflasche 200 aufgesetzten Trinkflaschenverschluss 100 darstellen. Der Trinkflaschenverschluss 100 ist jeweils über den in eine Nut 43 eingesetzten Dichtring 50 am Flaschenhals 201 abgedichtet.
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Der obere Dichtring 30 ist im Querschnitt T-förmig gestaltet, sodass er mit einer breiten Basis 32 in der zweiteiligen Wandung, bestehend aus Gehäuseinnen- und -außenteil 10, 40, gut verankert ist. Die radial nach innen vorstehende Dichtlippe 31 stützt sich von unten an dem ebenfalls radial nach innen vorspringenden Dichtrand 12 des Ausgießerrands 11 ab.
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Hervorzuheben ist zudem, dass der Dichtring 30 nicht nur zur Anlage des Verschlussdeckels 20 dient, um den Trinkflaschenverschluss 100 im Gebrauch flüssigkeitsdicht zu verschließen, sondern dass er zugleich auch die Trennebene zwischen dem Gehäuseinnenteil 40 und dem damit verrasteten Gehäuseaußenteil 10 abdichtet. Damit ist eine einfache Fertigung zweier im Spritzgießverfahren herstellbarer Gehäuseteile 10, 40 möglich.
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Das mit mehreren Speichen 42 ausgebildete Trägerelement am Gehäuseinnenteil 40 hat in seinem Zentrum die Gewindeausnehmung 41, in welcher der Gewindezapfen 23 des Verschlussdeckels 20 eingesetzt ist.
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Um aus der in 3 dargestellten Verschlussstellung heraus die Öffnungsstellung des Trinkflaschenverschlusses 100 herbeizuführen, wird der Deckel 20 mittels des Knaufs 21 gegenüber der aus Gehäuseinnen- und -außenteil 10, 40 bestehenden Basis verdreht. Über die Gewindeelemente 23, 41 wird dabei ein axialer Hub bewirkt, durch welchen der Verschlussdeckel 20 nach unten bewegt wird, sodass sein Außenrand von der Dichtlippe 31 des Dichtrings 30 abhebt und dort eine Ausgießöffnung entsteht.
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Die Öffnungsstellung ist in 4 gezeigt. Am gesamten Umfang ist eine schlitzförmige Öffnung entstanden, durch welche das im Inneren der Isolierflasche 200 enthaltene Getränk in den Bereich des Ausgießerrands 11 auslaufen kann. An der Stellung des Knaufs 21 ist erkennbar, dass aufgrund der großen Steigung des Bewegungsgewindes am Gewindebolzen 23 nur ein kleiner Drehwinkel des Verschlussdeckels 20 von etwa 45° erforderlich ist, um diesen von der Schließstellung gemäß 3 in die in 4 gezeigte Öffnungsstellung herbeizuführen.
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5 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus 4, um die Ausbildung des Bereichs, über den die Dichtwirkung herbeigeführt oder ein Ausgießen des Getränks ermöglicht wird, im Detail darzustellen.
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Wie bereits ausgeführt, liegt der Dichtring 30 in der Trennebene zwischen dem Gehäuseinnenteil 40 und dem Gehäuseaußenteil 10. Das Gehäuseinnenteil 40 besitzt eine Nut, die vor der Verbindung der Gehäuseteile von oben zugänglich ist, so dass der untere Teil der Basis 32 des Dichtrings 30 darin einsetzbar ist.
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Die Formgebung der äußeren Spitze der Dichtlippe 31 und der Außenkante 24 am Verschlussdeckel 20 ist dahingehend optimiert, dass bezüglich der Kraft, mit der der Verschlussdeckel 20 vom Benutzer gegenüber dem Gehäuse verdreht wird, ein Toleranzbereich geschaffen wird:
- - Wird nur eine geringe Kraft ausgeübt, so hat die nach unten weisende Spitze der Dichtlippe 31 eine Federwirkung, und bereits eine leichte Berührung der Außenkante 24 reicht für eine zuverlässige Abdichtung.
- - Baut sich ein Innendruck in der Flasche auf, führt die leichte Vorneigung der Spitze nach außen dazu, dass diese an den konischen Bereich an der Außenkante 24 des Verschlussdeckels 20 angepresst wird.
- - Wird schließlich der Verschlussdeckel 20 mit einer hohen Kraft gegenüber dem Gehäuse verdreht, so wird die Spitze der Dichtlippe 31 verformt. Sie wird radial nach außen weggedrückt und legt sich an den übrigen Profilbereich des Dichtrings an. Dadurch vergrößert sich der Federweg, und eine größere Kraft kann über den Dichtring elastisch aufgenommen werden.
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6 zeigt den Trinkflaschenverschluss 100 von der Unterseite her, wobei insbesondere die Formgebung der Speichenelemente 42 sichtbar ist. Die Speichenelemente 42 erstrecken sich jeweils von der ringförmigen Außenwandung des Gehäuseinnenteils 40 aus nach innen und halten gemeinsam den Trägerring 44 mit der Gewindeausnehmung 41 im Zentrum. Die nicht linear-radiale Formgebung der Speichenelemente 42 ermöglicht eine bessere elastische Verformung insbesondere für den Fall, dass der Verschlussdeckel 20 an einem der Endpunkte seines möglichen Bewegungsweges mit einer zu hohen Kraft beaufschlagt wird, weil der Benutzer die Drehbewegung des Verschlussdeckels 20 nicht rechtzeitig vor der Endlage stoppt und mit Kraft weiterdreht.
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In 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Trinkflaschenverschlusses 100' geschnitten dargestellt. Der Trinkflaschenverschluss 100' besitzt im Vergleich zur ersten Ausführungsform Unterschiede bei der Ausbildung des Gehäuses sowie bei der Gewindeausnehmung 41' im Zentrum.
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Das Gehäuse besteht aus einem Gehäuseaußenteil 10', einem Gehäuseinnenteil 40' und zwei angespritzten Dichtelementen 30', 50' aus einem thermoplastischen Elastomer. Das Dichtelement 50' dient zur Abdichtung gegenüber einem Flaschenhals einer Trinkflasche, auf welche der Trinkflaschenverschluss aufsetzbar ist.
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Das Dichtelement 30' füllt einen Hohlraum zwischen dem starr ausgebildeten Gehäuseinnenteil 40' und dem ebenfalls starr ausgebildeten Gehäuseaußenteil 10' aus. Der gesamte Ausgießerrand 11' am Gehäuseaußenteil 10' ist ansonsten dünnwandig ausgebildet. Das Dichtelement 30' dichtet nicht nur mit seiner Dichtlippe 31' gegenüber der Außenkante 24 des Verschlussdeckels 20 flüssigkeitsdicht ab, sondern verbindet zugleich das Gehäuseinnenteil 40' mit dem Gehäuseaußenteil 10' stoffschlüssig, so dass eine zusätzliche Rastverbindung oder dergleichen nicht erforderlich ist.
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Um eine Beschädigung des Trinkflaschenverschlusses 100' zu verhindern, falls der Benutzer eine zu hohe Kraft beim Drehen des Verschlussdeckels 20 in eine der Endlagen aufwendet, ist eine Gewindeausnehmung 41' zur Aufnahme des Gewindezapfens 23 des Verschlussdeckels 20 nicht direkt in einem Trägerring 44' angeordnet, sondern in einem Rutschkupplungselement 45'.
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Wie die teilweise geschnittene Ansicht von unten auf das Gehäuseinnenteil 40' in 8 zeigt, ist der Innenumfang des Trägerrings 44' polygonal ausgebildet. Das Rutschkupplungselement 45' besteht aus einem elastomeren Werkstoff oder ist durch seine Formgebung elastisch verformbar. Es ist ringförmig ausgebildet, wobei es am Außenumfang polygonal ausgestaltet ist und innen die zentrale, runde Gewindeausnehmung 41' aufweist. Über die polygonale Formgebung an dem Trägerring 44' und dem Rutschkupplungselement 45' wird ein Formschluss erreicht, so dass eine Rotation des Rutschkupplungselements 45' gegenüber dem Gehäuseinnenteil 41' beim Drehen des Verschlussdeckels zunächst verhindert wird.
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Sofern der Benutzer aber den Verschlussdeckel in einer der Endlagen mit zu hoher Kraft weiterdreht, wird das Rutschkupplungselement 45' elastisch verformt und der Formschluss zum Trägerring 44' temporär aufgehoben. Der Verschlussdeckel wird in diesem Fall also zumindest über einen Drehwinkel entsprechend der polygonalen Teilung an dem Rutschkupplungselement 45' weiter verdreht, wodurch eine Beschädigung der Bewegungsgewinde an dem Gewindezapfen 23 des Verschlussdeckels 20 und der Gewindeausnehmung 41' im Trägerring 44' verhindert wird. Sobald die vom Benutzer ausgeübte Kraft abnimmt, erfolgt eine elastische Rückstellung im Rutschkupplungselement 45' und der Formschluss zum Trägerring 44' wird wiederhergestellt.
