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Die
vorliegende Erfindung betrifft Trinkkappen für Getränkeflaschen oder andere Getränkebehälter. Derartige
Trinkkappen umfassen typischerweise zwei gegossene Kunststoffkomponenten,
die miteinander verbunden und relativ zueinander bewegbar sind zwischen
einer ersten Position, in der die Flasche, an der die Kappe befestigt
ist, abgedichtet ist, und einer zweiten Position, in der das Innere der
Flasche mit dem Äußeren in
Verbindung steht, und zwar über
eine oder mehrere Öffnungen,
durch die die in der Flasche enthaltene Flüssigkeit fließen kann.
Derartige Kappen bieten also eine Wiederverschlussfunktion sowie
die Möglichkeit,
aus der Flasche zu trinken, ohne die Kappe abzunehmen.
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Viele
verschiedene Konstruktionen von Trinkkappen sind bekannt, jedoch
umfassen alle diese mindestens zwei Komponenten, die gesondert gegossen
und sodann zusammengefügt
werden müssen.
Dies ist sowohl zeitaufwendig als auch teuer.
DE 8518074 U, auf der der Oberbegriff
von Anspruch 1 basiert, offenbart eine Kappe von einteiliger Konstruktion,
deren Abdichtungsfunktion nicht optimal ist.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Trinkkappe zu schaffen,
die sowohl einfach als auch kostengünstig ist und insbesondere
ein einteiliges Kunststoffgussstück
bildet sowie in geschlossenem Zustand gute Dichteigenschaften bietet.
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Nach
der vorliegenden Erfindung bildet eine Trinkkappe ein einteiliges
Gussstück
aus polymerem Material, wie etwa Polypropylen, und umfasst einen ersten
rohrförmigen
Abschnitt von kreisförmigem Querschnitt
mit einem ersten Radius zum Verbinden mit der Mündung eines Getränkebehälters sowie
einen zweiten rohrförmigen
Abschnitt von kreisförmigem
Querschnitt mit einem zweiten Radius, der kleiner ist als der erste
Radius, wobei ein Ende des ersten rohrförmigen Abschnitts mit einem
Ende des zweiten rohrförmigen
Abschnitts über
einen elastischen, ringförmigen,
integralen Steg verbunden ist, in wel chem eine oder mehrere Durchflussöffnungen ausgebildet
sind, wobei die Breite des Steges gleich oder größer als die Differenz zwischen
dem ersten und zweiten Radius ist, wobei das andere Ende des zweiten
rohrförmigen
Abschnitts geschlossen ist, wobei eines der Elemente Steg und Innenfläche des ersten
rohrförmigen
Abschnitts nahe an dessen besagtem einen Ende einen vorstehenden,
ringförmigen
ersten Dichtungsflansch trägt,
wobei der erste und zweite rohrförmige
Abschnitt koaxial und in der axialen Richtung relativ zueinander
bewegbar sind zwischen einer Offenstellung, in der der zweite rohrförmige Abschnitt
außerhalb
des ersten rohrförmigen Abschnitts
liegt und die Durchflussöffnungen
unversperrt sind, und einer Geschlossenstellung, in welcher das
besagte eine Ende des zweiten rohrförmigen Abschnitts innerhalb
des besagten einen Endes des ersten rohrförmigen Abschnitts liegt und
der Dichtungsflansch in dichtendem Eingriff mit dem anderen der
Elemente Steg und Innenfläche
des ersten rohrförmigen
Abschnitts steht, wobei die Durchflussöffnungen an einer Verbindung
mit dem Inneren des ersten rohrförmigen
Abschnitts durch den dichtenden Eingriff des ersten Dichtungsflansches
mit dem anderen der Elemente Steg und Innenfläche des ersten rohrförmigen Abschnitts
gehindert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Dichtungsflansch
integral mit dem Steg an einem Punkt zwischen dessen Enden, gesehen
in axialer Schnittansicht, verbunden ist, wobei dann, wenn die Kappe
die Geschlossenstellung einnimmt, der freie Rand des ersten Dichtungsflansches
eine im wesentlichen linienförmige Abdichtung
mit der inneren Oberfläche
des ersten rohrförmigen
Abschnitts bildet.
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Die
Trinkkappe nach der Erfindung umfasst also zwei rohrförmige Abschnitte
von kreisförmigem Querschnitt
mit unterschiedlichem Radius, wobei die Abschnitte mit einem ihrer
Enden über
einen elastischen Steg verbunden sind, dessen Breite, sozusagen
dessen Länge
im wesentlichen in radialer Richtung, gleich oder größer ist
als der Unterschied zwischen den beiden Radien. Das andere Endes
des rohrförmigen
Abschnitts größeren Radius' eignet sich zum
Anschluss an die Mündung
der Flasche oder dergleichen, während
das andere Ende des rohrförmigen
Ab schnitts kleineren Radius' geschlossen
ist. Der elastische Steg weist mindestens eine, vorzugsweise eine
Anzahl von beabstandeten, eingeformten Durchflussöffnungen
auf. Entweder der Steg oder die Innenfläche des rohrförmigen Abschnitts
größeren Durchmessers
trägt einen
Dichtungsflansch. Der rohrförmige
Abschnitt kleineren Durchmessers ist also in Axialrichtung bezüglich des
anderen rohrförmigen
Abschnitts bewegbar zwischen einer Offenstellung, in der er vollständig außerhalb
des rohrförmigen
Abschnitts größeren Durchmessers
liegt und die Durchflussöffnungen
unversperrt sind, und einer Geschlossenstellung, in der sein mit
dem Steg verbundenes Ende innerhalb des benachbarten Endes des rohrförmigen Abschnitts
größeren Durchmessers liegt.
In dieser Geschlossenstellung befinden sich die Durchflussöffnungen
innerhalb des rohrförmigen
Abschnitts größeren Durchmessers,
und der Dichtungsflansch steht in abdichtendem Eingriff mit dem
anderen der Elemente Steg und Innenfläche des rohrförmigen Abschnitts
größeren Durchmessers,
wobei er die Durchflussöffnungen
gegen das Innere der rohrförmigen
Abschnitte abdichtet. Dies bedeutet, dass die Flasche, mit der die
Trinkkappe verbunden ist, ebenfalls abgedichtet ist und dass keine
Flüssigkeit aus
ihr austreten kann.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn die beiden rohrförmigen Abschnitte
die Offenstellung einnehmen und wenn eine Kraft auf den rohrförmigen Abschnitt
kleineren Durchmessers ausgeübt
wird, um ihn in die Geschlossenstellung zu bringen, die anfängliche
Bewegung des rohrförmigen
Abschnitts kleineren Durchmessers notwendigerweise zu einer Kompression
und/oder Deformation des Steges führt, und zwar aufgrund der
Tatsache, dass dessen Länge
größer ist
als die Differenz zwischen den Radien der beiden rohrförmigen Abschnitte.
Diese Kompression und/oder Deformation führt dazu, dass der Steg eine
Rückstellkraft
auf den rohrförmigen
Abschnitt geringeren Durchmessers ausübt, die ihn zurück in Richtung
auf die Offenstellung verspannt. Wenn jedoch die Schließkraft weiterhin
ausgeübt wird,
wandert der rohrförmige
Abschnitt kleineren Durchmessers fortschreitend in axialer Richtung
gegen den rohrförmigen
Abschnitt größeren Durchmessers.
Wenn er durch diejenige Position hindurchgeht, in der sich der Steg
im wesentlichen in radialer Richtung erstreckt, wirkt die von dem
Steg auf den rohrförmigen
Abschnitt kleineren Durchmessers ausgeübte Kraft derart, dass letzterer
in Richtung auf die Geschlossenstellung gedrückt wird. Der rohrförmige Abschnitt
kleineren Durchmessers ist also tatsächlich bistabil, und wenn keine äußere Kraft
auf ihn ausgeübt
wird, wird er sich automatisch entweder in die Offen- oder die Geschlossenposition
bewegen. Der Dichtungsflansch ist so positioniert und dimensioniert,
dass er in Abdichtberührung
mit der gegenüberliegenden
Fläche
entweder auf der Innenfläche
des rohrförmigen
Abschnitts größeren Durchmessers oder
auf dem Steg bewegt wird, bevor der Steg seine vollständig entspannte
Position erreicht hat. Dies bedeutet, dass der Dichtungsflansch
in Berührung
mit der gegenüberliegenden
Fläche
verspannt wird und mit dieser eine konstante, im wesentlichen linienförmige Abdichtung
bildet.
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Bevorzugt
ist der erste Dichtungsflansch einteilig mit dem Steg ausgebildet.
Ferner besteht ein bevorzugtes Merkmal darin, dass der erste Dichtungsflansch
von dem Steg in einer im wesentlichen parallel zu der Achse der
ersten und zweiten rohrförmigen
Abschnitte verlaufenden Richtung vorspringt, wenn sich diese in
der Offenstellung befinden. Dies ist besonderes vorteilhaft, weil
es die Möglichkeit
bietet, die Trinkkappe am Ende eines Spritzgießvorgangs ohne weiteres in
axialer Richtung aus der Spritzgießform zu entnehmen. Es ist
ferner vorteilhaft, weil der Steg und damit der einteilig mit ihm
ausgebildete erste Dichtungsflansch bei einer Bewegung aus der Offen-
in die Geschlossenstellung typischerweise um etwa 90° verschwenken,
was bedeutet, dass, wenn sich der erste Dichtungsflansch bei Offenstellung
der Kappe in axialer Richtung erstreckt, er sich im wesentlichen
in radialer Richtung erstrecken wird, wenn die Kappe ihre Geschlossenstellung einnimmt,
was wiederum bedeutet, dass der freie Rand des Dichtungsflansches
eine im wesentlichen linienförmige
Dichtung mit der gegenüberliegenden Fläche bilden
wird.
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Zwar
kann der erste Dichtungsflansch eine Abdichtung direkt mit der Innenfläche des
rohrförmigen
Abschnitts größeren Durchmessers
herstellen, jedoch ist es vorteilhafter, dass die Innenfläche des ersten
rohrförmigen
Abschnitts einen elastischen, ringförmigen zweiten Dichtungsflansch
trägt,
der spitzwinklig zur Achse des ersten und zweiten rohrförmigen Abschnitts
und fort von dem zweiten rohrförmigen
Abschnitt vorspringt und derart angeordnet ist, dass er dem ersten
Dichtungsflansch einen abdichtenden Eingriff ermöglicht, wenn der erste und zweite
rohrförmige
Abschnitt ihre Geschlossenstellung einnehmen. Der zweite Dichtungsflansch
wird durch den Eingriff des ersten Dichtungsflansches dazu veranlasst,
im wesentlichen in radialer Richtung etwas nachzugeben, und es wurde
gefunden, dass dies zu einer weiteren Verbesserung der Abdichtung führt.
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Um
dem Benutzer die Möglichkeit
zu geben, ohne weiteres an dem rohrförmigen Abschnitt kleineren
Durchmessers anzufassen, um diesen aus der Geschlossenstellung in
die Offenstellung zu bewegen, ist es vorteilhaft, dass der erste
rohrförmige
Abschnitt einen radial vorspringenden, ringförmigen Vorsprung trägt.
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Um
die Gefahr zu vermindern, dass der rohrförmige Abschnitt größeren Durchmessers
in der Geschlossenstellung durch physikalischen Eingriff deformiert
wird, wodurch die Abdichtung undicht würde, ist es vorteilhaft, dass
der erste rohrförmige
Abschnitt nahe seiner Verbindung mit dem Steg einen äußeren, ringförmigen Versteifungs-
oder Verstärkungswulst trägt. Dieser
Versteifungswulst widersteht Verformungskräften und minimiert also die
Gefahr, dass es zu einer versehentlichen Leckage kommt.
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Weitere
Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung einer speziellen, lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Ausführungsform
einer Trinkkappe nach der Erfindung, und zwar unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
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1 eine
Seitenansicht der Trinkkappe in der Offenstellung ist;
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2 eine
Seitenansicht der Trinkkappe in der Geschlossenstellung ist;
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3 eine
axiale Schnittansicht der Trinkkappe in der Offenstellung ist; und
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4 eine
axiale Schnittansicht der Trinkkappe in der Geschlossenstellung
ist.
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Die
Trinkkappe stellt eine einteilige Spritzgießkomponente aus polymerem Material,
wie etwa aus Polypropylen, dar und umfasst einen ersten rohrförmigen Abschnitt 2 von
kreisförmigem
Querschnitt mit einem relativ großen Durchmesser, der an einem Ende über einen
elastischen, flexiblen Steg 4 einteilig mit einem Ende
eines zweiten rohrförmigen
Abschnitts 6 von kreisförmigem
Querschnitt mit einem relativ kleinen Durchmesser verbunden ist.
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Der
größere rohrförmige Abschnitt 2 kann
mit dem Hals einer Flasche verbunden werden. Hierzu kann sein Durchmesser
im wesentlichen der gleiche sein, wie der des Flaschenhalses, mit
dem er verbunden werden soll, oder er kann, wie im vorliegenden Fall,
einteilig ausgebildet sein mit einem Verbindungsabschnitt 8 von
kreisförmigem
Querschnitt, jedoch mit größerem Durchmesser,
das heißt,
mit einem Innendurchmesser, der im wesentlichen gleich ist dem Außendurchmesser
des Flaschenhalses. Der Verbindungsabschnitt 8 kann mit
der Flasche in jeder geeigneten Weise verbunden werden, allerdings
ist er im vorliegenden Fall mit einem Innengewinde 10 versehen,
und zwar zum Zusammenwirken mit einem entsprechenden Außengewinde
auf dem Flaschenhals, welcher in 2 teilweise
dargestellt und mit dem Bezugszeichen 12 versehen ist.
Das obere Endes des rohrförmigen
Abschnitts kleineren Durchmessers ist durch einen integralen Deckel 14 verschlossen,
dessen Durchmesser größer ist
als der des rohrförmigen
Abschnitts 6, wodurch sein radial äußere Rand einen vorspringenden
Flansch oder eine vorspringende Lippe 16 bildet, die von
dem Benutzer ergriffen werden kann.
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Wie
aus 1 ersichtlich, ist eine Mehrzahl von Öffnungen 18 in
dem elastischen Steg 4 ausgebildet. Wie es am besten aus 4 hervorgeht,
ist die Breite des elastischen Steges 4, sozusagen seine Länge zwischen
dem unteren Endes des rohr förmigen
Abschnitts 6 und dem oberen Endes des rohrförmigen Abschnitts 2,
größer als
die Differenz zwischen den Radien der beiden rohrförmigen Abschnitte.
Einteilig ausgebildet mit der Innenfläche des Steges 4 ist
ein ringförmiger
Dichtungsflansch 20, der sich im wesentlichen in Axialrichtung
erstreckt, wenn sich die Kappe in ihrer in 3 gezeigten
Offenstellung befindet. Einteilig ausgebildet mit der Innenfläche des
oberen Endes des größeren rohrförmigen Abschnitts 2 ist
ein elastischer, zweiter Dichtungsflansch 22, der sich
sowohl nach unten, sozusagen fort von dem rohrförmigen Abschnitt 6 kleineren Durchmessers,
als auch einwärts
gegen die Achse der Kappe erstreckt, wodurch er einen spitzen Winkel mit
der Axialrichtung der Kappe bildet.
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Wenn
die Kappe ihre in den 1 und 3 gezeigte
Offenstellung einnimmt, liegt der rohrförmige Abschnitt 6 völlig außerhalb
des rohrförmigen
Abschnitts 2. Der Steg 4 erstreckt sich ebenfalls
aufwärts
aus dem rohrförmigen
Abschnitt 2 heraus und ferner einwärts in axialer Richtung, und
die Durchflussöffnungen 18 kommunizieren
mit dem Inneren der Kappe, wodurch Flüssigkeit in dem Behälter, mit dem
die Kappe verbunden ist, durch die Öffnungen 18 ausfließen kann.
Wenn eine nach unten gerichtete Kraft auf die Kappe 14 ausgeübt wird,
beginnt der rohrförmige
Abschnitt 6 nach unten zu wandern. Dies führt zu einer
Kompression und Verformung des Steges 4, der somit eine
Rückstellkraft
auf den rohrförmigen
Abschnitt 6 ausübt,
welche diesen zurück
gegen die völlig
geöffnete
Stellung verspannt. Wird die Kraft weiterhin auf die Kappe 14 ausgeübt, wandert der
rohrförmige
Abschnitt 6 nach unten, bis sich der Steg 4 annähernd horizontal,
sozusagen in radialer Richtung erstreckt. Wenn der rohrförmige Abschnitt 6 über diese "Totpunkt"-Position hindurch
und über
sie hinaus wandert, wirkt die von dem Steg 4 auf den rohrförmigen Abschnitt 6 ausgeübte Kraft
nach unten. Der rohrförmige
Abschnitt 6 fährt
fort, sich nach unten zu bewegen, und dies wird begleitet durch
eine fortgesetzte Drehung des Steges 4. Diese Bewegung setzt
sich fort, bis der freie Rand des Dichtungsflansches 20 an
der Fläche
des elastischen Dichtungsflansches 22 angreift. Dies ge schieht,
bevor der Steg 4 völlig
entspannt ist, wodurch, wenn die nach unten auf die Kappe 14 einwirkende
Kraft aufgehoben wird, die von dem Steg 4 ausgeübte Kraft
fortfährt,
die beiden Dichtungsflansche in Berührung zu drücken, wobei der freie Rand
des Flansches 20 in linienförmiger Abdichtberührung mit
der Fläche
des Dichtungsflansches 22 steht. Die Berührungslinie
liegt unterhalb der Durchflussöffnungen 18,
was bedeutet, dass diese Durchflussöffnungen gegen das Innere der
Kappe abgedichtet sind. Das Innere der Flasche ist also abgedichtet,
und es kann keine Flüssigkeit
durch die Öffnungen 18 ausfließen. Will
man die Flasche wieder öffnen,
so wird eine nach oben gerichtete Kraft auf den ringförmigen Vorsprung
bzw. die ringförmige Lippe 16 ausgeübt, und
der oben beschriebene Vorgang wird umgekehrt, bis die Kappe erneut
ihre in den 1 und 3 gezeigte
Offenstellung einnimmt.
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Wenn,
wie oben beschrieben, die Kappe ihre Geschlossenstellung einnimmt,
ist das Innere des Flüssigkeitsbehälters gegen
das Äußere abgedichtet.
Würde jedoch
eine signifikante seitliche Kraft auf eine Seite des rohrförmigen Abschnitts 2 ausgeübt, so bestünde die
Gefahr, dass es zu einer ausreichenden Verformung käme, um die
Dichtwirkung aufzuheben, wodurch im Behälter enthaltende Flüssigkeit
die Möglichkeit
hätte,
durch die Öffnungen 18 auszutreten.
Diese Gefahr wird minimiert durch Anordnung eines ringförmigen, äußeren Versteifungs-
oder Verstärkungswulstes 24 auf
dem oberen Teil des rohrförmigen
Abschnitts 2 in der Nähe
von dessen Anschluss an den Steg 4. Der Versteifungswulst
widersteht einer Verformung des rohrförmigen Abschnitts 2 und
minimiert damit die Gefahr auftretender Leckage.