-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Trinkbehälter für Flüssigkeiten. Insbesondere ist
die vorliegende Erfindung auf Trinkbehälter und Deckel für Trinkbehälter gerichtet,
welche durch die Lippen eines Benutzers geöffnet werden können.
-
Behälter, die
mit den Lippen geöffnet
werden können,
sind bekannt (siehe zum Beispiel
US-A 3 338 467 ). Solche Behälter sind
wünschenswert
für Kinder
in ihrer Entwicklung, ausgehend von der Verwendung eines Behälters, dessen
Deckel einen Schnabel aufweist, bis zu einem Trinkbehälter mit
einem offenen Ende für
Erwachsene. Behälter,
welche mit den Lippen geöffnet
werden können,
sind wünschenswert,
weil sie, im Vergleich zu Behältern
mit einem Schnabel, keine Ausrichtung des Bechers erfordern, um
einen Schnabel an die Lippen eines Kindes zu bringen, und sie helfen
den Kindern dabei, das Schlucken zu lernen, welches für die Verwendung
eines Behälters
mit offenem Ende, wie zum Beispiel eines Glases, notwendig ist.
Zudem sind Behälter,
welche mit den Lippen geöffnet
werden können,
sehr bequem, weil nur eine Hand erforderlich ist, um aus dem Behälter zu
trinken, und wenn das Trinken abgeschlossen ist, schließt der Behälter automatisch.
-
Hierfür haben
ist bei Behältern,
die mit den Lippen geöffnet
werden können,
ein bewegbarer Deckel verwendet worden, der innerhalb einer zentralen Öffnung der
Verschlusskappe des Behälters
eingesetzt ist. Der Deckel funktioniert als ein Ventil. In seiner
normalen Position wird der Deckel nach oben durch eine darunter
liegende Federeinrichtung gezwungen oder gedrückt, so dass der äußere Umfang des
Deckels gegen einen darüber
liegenden, umschließenden
Ventilsitz anliegt, welcher Teil der Verschlusskappe ist. Um aus
dem Behälter
zu trinken, benutzt eine Person ihre Oberlippe, um einen Bereich
des Umfangs des Deckels nach unten zu drücken, gegen den Druck der Feder,
um eine Öffnung zwischen
dem Deckel und dem Ventilsitz zu erzeugen, welche ermöglicht,
dass Flüssigkeit
dort hindurchströmt.
-
Hierfür ist der
bewegbare Deckel aus einem steifen Material ausgeführt worden.
Das Aufbringen eines Lippendruckes auf den steifen Deckel, zum Beispiel
auf 9 Uhr auf seinem Umfang, würde
den Deckel von einem Drehpunkt aus nach unten drücken, der sich eine Position
auf rund 3 Uhr sucht, das heißt
rund 180 Grad entgegengesetzt zu der Stelle, an welcher der Druck
aufgebracht wird. Dies ist nachteilhaft, weil mit dem Abwärtsdruck
der Lippe eines Benutzers, welcher notwendigerweise auf einen relativ
lokalisierten Bereich ausgeübt
wird, ein Bereich des steifen Deckels, welcher wesentlich weiter
als der lokalisierte Bereich des Druckes ist, zum Beispiel ein Bogensegment,
welches sich 180 Grad oder mehr des Umfangs eines kreisförmigen Deckels
annähert,
von dem Ventilsitz entfernt wird. Dies verursacht ein Auslaufen
an den Seiten der Lippen eines Benutzers. Zudem erzeugt ein steifer
Deckel nicht ein natürliches
Gefühl
und ist unkomfortabel für
die Lippen eines Benutzers.
-
Es
wäre wünschenswert,
einen verbesserten Behälter,
der mit den Lippen geöffnet
werden kann, zu haben, welcher keine Federeinrichtung erfordert. Es
wäre ferner
wünschenswert,
einen Behälter,
der mit den Lippen geöffnet
werden kann, zu haben, der keinen steifen Deckel verwendet, und
der, wenn er geöffnet
ist, ermöglicht,
dass eine Flüssigkeit
in den Mund des Benutzers strömt
und nicht nach außerhalb
oder an ihm vorbei. Es wäre
somit wünschenswert,
einen nicht steifen Deckel zu haben, welcher ein Auslaufen von Flüssigkeit
aus einer übermäßig großen Öffnung vermeidet,
wie sie zwischen einem steifen Deckel und seinem umschließenden Ventilsitz erzeugt
wird, wenn ein Benutzer einen lokalisierten Lippendruck auf den
steifen Deckel ausübt.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derart verbesserten
Behälter,
welcher mit den Lippen geöffnet
werden kann, darzustellen, der kein Federelement benötigt, um
den Deckel gegen einen Ventilsitz zu drücken.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch einen
verbesserten Behälter,
der mit den Lippen geöffnet
werden kann, darzustellen, dessen bewegbarer Deckel ein nicht steifes,
flexibles Material ist.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
verbesserten flexiblen Deckel darzustellen, welcher aus einem flexiblen
Material besteht, welches sich dehnt und seine ursprüngliche
Form wiedererlangt, um den Deckel aus einem und in einen Kontakt
mit einem Ventilsitz zu bewegen.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
verbesserten flexiblen Deckel darzustellen; der auslaufsicher ist.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch
einen verbesserten flexiblen Deckel darzustellen, der nicht ausläuft.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch
einen flexiblen Deckel darzustellen, welcher angepasst ist, um sich
in Reaktion auf das Aufbringen eines lokalisierten Lippendruckes auf
den Deckel zu biegen oder zu verformen und eine lokalisierte, abgestufte Öffnung in
dem Behälter
in dem Bereich des aufgebrachten Lippendruckes zu erzeugen.
-
Es
ist noch eine weiter Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch einen
flexiblen Deckel darzustellen, welcher die Strömung einer Flüssigkeit
in den Mund des Benutzers lokalisiert und nicht nach außerhalb
oder an dem Mund des Benutzers vorbei.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch
einen flexiblen Deckel darzustellen, welcher aus einem weichen Material
hergestellt ist, der ein komfortables, natürliches Gefühl auf den Lippen eines Benutzers
erzeugt.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch
einen flexiblen Deckel darzustellen, welcher leicht benutzt werden
kann, sogar für
kleine Kinder.
-
Es
ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, solch
einen flexiblen Deckel darzustellen, welcher dadurch für kleine
Kinder vorteilhaft ist, dass er bei der Verwendung eine maßvolle Strömung an
Flüssigkeit
zur Verfügung
stellen kann und verhindert, dass das Kind eine übermäßige Menge an Flüssigkeit
gleichzeitig empfängt.
-
Diese
und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch einen
Deckel, wie er in dem unabhängigen
Anspruch 1 beschrieben ist, und einen Behälter, wie er in dem unabhängigen Anspruch
18 beschrieben ist, gelöst.
-
Der
Deckel ist eine Dichtung, die eine Mittelplatte aufweist, welche
ein flexibles Elastomer aufweist, und einen Flansch, welcher in
einen Eingriff mit dem Ventilsitz gebracht werden kann. Der Deckel umfasst
einen Träger,
welcher die Mittelplatte der Dichtung trägt und geeignet ist, die Dichtung
gegen den Ventilsitz der Kappe zu positionieren. Der Deckel kann
ferner ein Mittel zum Befestigen der Mittelplatte, vorzugsweise
eines Mittelbereiches derselben, an einem Mittelbereich des Trägers umfassen.
Der Mittelbereich der Dichtung ist in der Lage, sich zu biegen und
zu dehnen, und zu ermöglichen,
dass ein Bereich des Flansches nach unten von dem Ventilsitz weg
versetzt wird, wenn ein Abwärtsdruck
gegen einen Bereich der Dichtung aufgebracht wird. Die Dichtung
weist eine aufrecht stehende mit den Lippen greifbare Wand auf,
welche steif oder flexibel sein kann und vorzugsweise ringförmig ist.
-
Der
Träger
ist vorzugsweise steif, weist eine Basis auf und weist einen mittleren
Abschnitt auf, der an der Basis angeschlossen ist. Wenn ein Abwärtsdruck
gegen die Dichtung aufgebracht wird, kann die Mittelplatte der Dichtung
den steifen Träger
berühren,
vorzugsweise einen mittleren Abschnitt desselben, zum Beispiel eine
steife Lagerungsoberfläche, so
dass sich ein Bereich der Mittelplatte der Dichtung ausgehend von
oder über
dem steifen Träger
biegt oder sich ausgehend von diesem nach unten dehnt oder sich über diesem
dehnt, um den Flansch der Dichtung weg von dem Ventilsitz zu versetzen.
-
Das
Befestigungsmittel des Deckels kann ein flexibles Elastomer aufweisen
und kann ein Teil der Dichtung sein, vorzugsweise ein Teil ihres
Mittelbereichs, ein Teil des Trägers,
vorzugsweise ein Teil seines mittleren Abschnitts, oder ein Teil
der Dichtung und des Trägers.
Das Befestigungsmittel der Dichtung kann ein flexibles Element sein,
zum Beispiel ein Block, welcher integral ist mit und angeschlossen
ist an der Mittelplatte, vorzugsweise an einem Mittelbereich derselben,
und welches ein Haltemittel zum Angreifen an der Struktur des Trägers umfasst.
Der Block kann eine Blindbohrung aufweisen, welche sich nach oben
in diesen hinein erstreckt, und der Deckel kann einen steifen Stöpsel umfassen,
der einen Schaft aufweist, welcher in die Bohrung eingesetzt ist,
um den Block gegen den mittleren Abschnitt des Trägers zusammenzudrücken, und
um den Eingriff/den Anschluss des Haltemittels der Dichtung an dem
Träger
zu verbessern.
-
Das
Befestigungsmittel des Trägers
kann eine Struktur, zum Beispiel ein eingreifendes Mittel (Anschlussmittel),
des mittleren Abschnitts des Trägers
umfassen, zum in Eingriff bringen bzw. anschließen der Struktur, zum Beispiel
des Haltemittels, der Dichtung. Das Befestigungsmittel des mittleren
Abschnitts des Trägers
kann eine steife Nabe mit einem eingreifenden Mittel (Anschlussmittel)
umfassen, welches im Eingriff mit dem Haltemittel des Blocks der
Dichtung steht, um die Dichtung flexibel an dem Träger zu befestigen.
Die Nabe kann eine ringförmige
Lagerungsoberfläche
aufweisen, welche mit einer konkav gekrümmten Oberfläche des
Blocks im Eingriff steht beziehungsweise an dieser anliegt, und das
Biegen der Mittelplatte der Dichtung nach unten und radial nach
außen
von der ringförmigen
Lagerungsoberfläche
erleichtert. Die Lagerungsoberfläche
kann unter der Mittelplatte angeordnet sein, vorzugsweise unter
dem Mittelbereich derselben.
-
Das
Befestigungsmittel des Trägers
kann eine aufrecht stehende, steife Struktur mit Öffnungen,
welche durch diese ausgebildet sind, umfassen, und das Befestigungsmittel
der Dichtung kann Bereiche der Mittelbereiche der Dichtung umfassen,
welche sich durch die Öffnungen
hindurch erstrecken und im Eingriff mit der steifen Struktur stehen.
-
Die
steife Wand der Dichtung kann einen unteren Bereich mit einer sich
radial nach innen erstreckenden Lippe aufweisen, an welche das flexible Elastomer
des Mittelbereichs der Dichtung angeschlossen ist, und eine sich
radial nach außen
erstreckende Lippe, deren obere Oberfläche eine Schicht eines Elastomers
mit einer aufrechten, ringförmigen Umfangswulst
darauf aufweist.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die 1 ist
eine perspektivische Ansicht von oben der Behälterbaugruppe der vorliegenden Erfindung;
-
die 1A ist
eine Draufsicht von oben des Behälters
aus der 1;
-
die 2 ist
eine seitliche Draufsicht in Explosionsdarstellung mit herausgebrochenen
Bereichen der Hauptkomponenten des Behälters aus der 1;
-
die 3 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht mit herausgebrochenen Bereichen
des Behälters
aus der 1;
-
die 3A ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, wie in der 3,
welche die Dichtung des Deckels 50 in der geschlossenen
Position zeigt;
-
die 3B ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, wie in der 3,
welche die Dichtung des Deckels 50 in der geöffneten
Position zeigt;
-
die 4 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht des Kappenrings, welcher in der 3 gezeigt ist;
-
die 5 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, gezogen entlang der Linie 5-5
der Dichtungsbaugruppe, welche in der 2 gezeigt
ist;
-
die 5A ist
eine vergrößerte geschnittene Ansicht
mit herausgebrochenen Bereichen des oberen linken Bereiches der
Dichtung aus der 5;
-
die 6 ist
eine seitliche Draufsicht des Dichtungsträgers, herausgebrochen aus der
Dichtungsbaugruppe, die in der 2 gezeigt
ist, wie man sie entlang der Linie 6-6 aus der 7 sehen würde;
-
die 7 ist
eine obere Draufsicht des Dichtungsträgers, welcher in der 6 gezeigt
ist;
-
die 8 ist
eine seitliche Draufsicht, wie man sie entlang der Linie 8-8 der 7 sehen
würde;
-
die 9 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht des Dichtungsträgers, aufgenommen
entlang der Linie 9-9 der 7;
-
die 10 ist
eine Ansicht von unten eines Bereichs des Dichtungsträgers, welcher
in der 7 gezeigt ist;
-
die 11 ist
eine Ansicht von unten des Dichtungsträgerbereichs, welcher in der 10 gezeigt
ist, nachdem eine Dichtung auf diesen gegossen worden ist;
-
die 12 ist
eine Ansicht von oben einer alternativen Ausführung des Dichtungsträgers der
vorliegenden Erfindung;
-
die 13 ist
eine seitliche Draufsicht des Dichtungsträgers, welcher in der 12 gezeigt
ist, wenn man diesen entlang der Linie 13-13 aus der 12 betrachtet;
-
die 14 ist
eine seitliche Draufsicht des Deckels der vorliegenden Erfindung,
welche zeigt, wie ein Druck auf den Deckel aufgebracht wird;
-
die 15 ist
eine Ansicht von oben des Deckels der vorliegenden Erfindung, welche
zeigt, wie ein Druck auf einen Deckel aufgebracht wird;
-
die 16 ist
eine Draufsicht von vorne in Explosionsdarstellung, welche die Abmaße der Schlüsselkomponenten
eines vorzuziehenden Behälters 10 der
Erfindung zeigt;
-
die 17 ist
eine Draufsicht von oben, welche einen vorzuziehenden Dichtungsträger der
vorliegenden Erfindung zeigt; und
-
die 18 ist
eine seitliche Draufsicht des vorzuziehenden Dichtungsträgers der
vorliegenden Erfindung, welcher in der 17 gezeigt
ist;
-
die 19 ist
eine seitliche Draufsicht in Explosionsdarstellung, wobei Bereiche
herausgebrochen sind, der Hauptkomponenten einer alternativen zweiten
Ausführung
des Behälters
der vorliegenden Erfindung;
-
die 20 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, aufgenommen entlang der Linie
20-20 durch den Kappenring, welcher in der 19 gezeigt
ist;
-
die 21 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, aufgenommen entlang der Linie
21-21 des Deckels (der Dichtungsbaugruppe), welcher/welche in der 19 gezeigt
ist;
-
die 22 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht in Explosionsdarstellung des
Deckels, welcher in der 21 gezeigt
ist;
-
die 23 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht der ringförmigen Wand der Dichtung, welche
in der 22 gezeigt ist, bevor auf die
ringförmige Wand
ein Elastomer-Werkstoff auf Bereiche der Wand übergegossen worden sind;
-
die 24 ist
eine Ansicht von oben der ringförmigen
Wand, welche in der 23 gezeigt ist;
-
die 25 ist
eine Ansicht von unten der ringförmigen
Wand, welche in der 23 gezeigt ist;
-
die 26 ist
eine Ansicht von oben des Dichtungsträgers, welcher in der 22 gezeigt
ist;
-
die 27 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, wobei Bereiche herausgebrochen
sind, des Behälters
aus der 19 vollständig zusammengebaut und mit
der Dichtung des Deckels in der geschlossenen Position;
-
die 28 ist
eine vertikal geschnittene Ansicht, wie in der 27,
mit der Dichtung des Deckels in einer geöffneten Position;
-
die 29 ist
eine seitliche Draufsicht des Deckels, welcher in der 19 gezeigt
ist, wobei die Dichtung in eine geöffnete Position, wie in der 28 gezeigt
ist, nach unten geneigt ist; und
-
die 30 ist
eine Ansicht von oben der Dichtung des Deckels, welche in der 29 gezeigt ist.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Bezugnehmend
auf die Zeichnungen und insbesondere auf die 1 ist eine
vorzuziehende Ausführung
des Behälters
der vorliegenden Erfindung gezeigt, welcher im Allgemeinen durch
das Bezugszeichen 10 dargestellt wird. Der Behälter 10 weist
einen Verschluss 20 und einen Behälterrumpf 300 auf.
Wie in den 1A und 2 gezeigt
ist, weist der Verschluss 20 einen Kappenring 22 und, daran
montiert, einen Deckel 50 auf. Der Deckel 50 ist
ein Dichtungsaufbau, welcher eine bewegbare Dichtung 100 und
einen Dichtungsträger 200 aufweist.
-
Die
Dichtung 100 arbeitet als ein Ventil. Sie ist aus einem
flexiblen, elastomerischen Material hergestellt und weist eine ringförmige, sich
aufrecht erstreckende, nach außen
aufgeweitete, konische Wand 102 auf. An der Basis/am Fuß der Wand 102 ist
ein ringförmiger,
sich radial nach außen
erstreckender Umfangsflansch 104 vorgesehen. Der Dichtungsträger 200 ist
aus einem steifen Material hergestellt und weist einen ringförmigen Umfangsringbereich 210 und
einen ringförmigen,
daran angeschlossenen Rand 212 auf. Der Behälterrumpf 300 weist eine
Rumpfwand 302, dessen oberer Endbereich ein schraubenförmiges Gewinde 304 umfasst,
eine radial nach innen zurückgesetzte
Wand 306 und einen Rand 308 auf, welcher eine
seitliche Umfangskante 310 aufweist.
-
Wie
in der 4 gezeigt ist, ist der Kappenring 22 eine
zylindrische Struktur, welche eine nach außen aufgeweitete, konisch geformte
obere Wand 24 und einen daran angeschlossenen Rand 26 aufweist.
Die Oberfläche
auf der Außenseite
des oberen Bereichs der Wand 24 ist zum Aufnehmen der Unterlippe
eines Benutzers konkav gekrümmt.
Die Oberfläche
auf der Innenseite der Wand 24 ist ebenso konkav gekrümmt und
steht mit einer sich radial nach innen erstreckenden Rippe 28 in
Verbindung, welche eine Unterkante 32 und Innenkante 30 aufweist
und ferner eine sich nach außen
erstreckende untere Oberfläche 34.
Die Kante 32 und/oder manchmal im wesentlichen die gesamte
oder ein Bereich der unteren Oberfläche 34 arbeitet als
ein Ventilsitz für
den Flansch 104 der Dichtung 100. Die untere Oberfläche 34 steht
mit einer zylindrischen Wand 36 in Verbindung, welche ein
radial nach innen überstehendes Element
oder Elemente aufweist, hier gezeigt als vier mit in Umfangsrichtung
gleichem Abstand angeordnete Schnappansätze 38, zum Montieren
des Deckels 50 auf den Kappenring 22.
-
Die 3 bis 3B zeigen
den Deckel 50 montiert an dem Kappenring 22, um
den Verschluss 20 auszubilden, welcher an dem Behälterrumpf 300 befestigt
ist. Um den Verschluss 20 zusammenzubauen, wird der Deckel 50 nach
oben in den Kappenring 22 gedrückt. Der Dichtungstragring 210 wird
an seinen Platz auf den Schnappansätzen 38 geschnappt,
welche den Dichtungsträger 200 und
den Deckel zentral positioniert und in einer horizontalen Anordnung
innerhalb des Kappenrings 200 tragen und dort halten. Die
unteren Oberflächen
der Schnappansätze 38 sind
komplanar mit und gehen über
in eine sich radial nach außen
erstreckende, horizontale Oberfläche,
welche eine Kante 40 bildet, auf welcher der Kappenring 22 auf
dem Rand 308 des Rumpfkörpers 300 ruht.
Die Kante 40 geht über
in eine zylindrische Wand 42 durch eine nach unten und nach
außen
abgewinkelte Dichtungsoberfläche 44, an
welcher der Rand 308 und die Seitenkante 310 angreift,
um eine hermetische Abdichtung zwischen dem Kappenring 22 und
dem Behälterrumpf 300 auszubilden.
Wie in der 3 gezeigt ist, geht das obere Ende
der Oberfläche
auf der Innenseite der Behälterrumpfwand 302 in
einen Rand 308 durch eine konkav gekrümmte Oberfläche 312 über. Die
Oberfläche
auf der Außenseite
der Rumpfwand 302 kann einen ringförmigen Bereich aufweisen, und
eine Platte 306, zum Montieren eines ringförmigen Dichtungsringes darin
und daran (nicht gezeigt), um dabei zu unterstützen, wenn notwendig, eine
hermetische Abdichtung zwischen dem Kappenring 22 und dem
Behälterrumpf 300 zur
Verfügung
zu stellen.
-
Die 3 und
die 5, 5A und 7 zeigen,
dass der Dichtungsträger 200 des
Deckels 50 einen ringförmigen
Ring 210, einen daran angeschlossenen Rand 212,
Radialspeichen 214 und eine Struktur zum Befestigen der
Dichtung 100 an dem Dichtungsträger 200 aufweist.
Solch eine Struktur ist in einer Form gezeigt, dass sie eine zentrale,
ringförmige
Nabe 216 aufweist, welche sich nach oben, ausgehend von
den Ringspeichen 214 aus erstreckt. Die Nabe 216 weist
einen unteren Bereich 217 auf, welcher einen ringförmigen,
U-förmigen
Kanal 218 umfasst, der durch eine radial äußere Wand 220 und eine
schlankere, radial innere Wand 222, welche einen sich radial
nach innen erstreckenden ringförmigen Rand 224 aufweist,
gebildet wird. Die Nabe 216 weist einen sich nach oben
erstreckenden oberen Bereich 226 (8) auf,
welcher obere Speichen 228 aufweist, die sich ausgehend
von einem Mittelsteg 230 mit einer zentralen Öffnung 231 (7)
aus erstrecken. Die Speichen 214 des Rings 210,
die Nabe 216 und der ringförmige Ring 210 bilden
zwischen sich Öffnungen 232 aus,
für eine
Strömung von
Flüssigkeit
durch diese. Zwischen den oberen Speichen 228 des oberen
Bereichs 226 der Nabe gibt es Öffnungen 234. Der
Steg 230 weist in sich eine Bohrung 231 für die Strömung von
Dichtungsmaterial durch diese und in die Bohrung 217 der
Nabe 216 während
des Aufschmelzens der Dichtung 100 auf den Dichtungsträger 200 auf.
Der Ring 210 des Dichtungsträgers 200 weist eine
sich radial nach außen erstreckende
Umfangskante 211 mit einer unten liegenden Oberfläche 213 auf,
auf welcher der Dichtungsträger 200 auf
den Schnappansätzen 38 des Kappenrings 22 ruht.
Der Dichtungsträger 200 weist ferner
eine Struktur auf, hier gezeigt als in Umfangsrichtung mit Abstand
angeordnete Tragrippen 236, zum radialen Tragen und dabei
mittig und horizontal Positionieren des Dichtungsträgers 200 in
dem Kappenring 22. Wie in der 3 gezeigt
ist, greifen die Rippen 236 an der gekrümmten Oberfläche 312 benachbart
zu dem Rand 308 der Behälterrumpfwand 300 an.
-
Die 3, 5, 5A und 7 zeigen die
Dichtung 100 des Deckels 50 aufgegossen auf und
im Formschluss verbunden mit dem Dichtungsträger 200. Wie in der 7 gezeigt
ist, strömt
während
des Aufgießverfahrens
Dichtungsmaterial in die oberen Öffnungen 238 und
die Öffnung 231 in
dem oberen Nabenbereich 226 und in den ringförmigen U-förmigen Kanaö 218 der
Nabe 216. Dementsprechend wird die Dichtung 100 vorzugsweise
integral oder einstückig
mit dem Dichtungsträger 200 ausgebildet.
-
Wie
in den 3, 5 und 5A gezeigt ist,
weist die konische Wand 102 der Dichtung 100 vorzugsweise
eine nach unten und innen geneigte äußere Oberfläche 106 und eine allmählich nach
unten und innen geneigte innere Oberfläche 108, welche über einen
Krümmungsradius
in eine zurückgesetzte
Mittelplatte 110 übergeht,
auf. Die Platte 110 braucht nicht aber liegt vorzugsweise in
derselben Ebene wie die obere Oberfläche 112 des Flansches 104.
Die Dichtung 100 weist eine ringförmige untere Umfangsoberfläche 114 auf,
welche in den angeschlossenen zylindrischen, mittleren Block oder
Basis 116 übergeht,
zum Befestigen der Dichtung 100 an dem Dichtungsträger 200.
Die Basis 116 umfasst einen angeschlossenen Haltering 118,
welcher in dem U-förmigen
Kanal 218 des Dichtungsträgers 200 positioniert
ist und gehalten wird. Der obere Bereich der Basis 116 ist
vorzugsweise mit einem konkav gekrümmten Bereich 120 mit
reduziertem Durchmesser hinterschnitten, welcher in die untere Oberfläche 114 übergeht.
Der konkave Bereich 120 erleichtert das Biegen oder Verformen
des äußeren Umfangsbereiches 122 an
der oder benachbart zu der Verbindungsstelle 124, wenn
ein Benutzer des Behälters
einen Lippendruck auf die innere Oberfläche 108 der konischen
Wand 102 nach unten und radial nach außen aufbringt. Der Flansch 104 der
Dichtung 100 umfasst eine Struktur, welche hier als ein
steifer ringförmiger
Ring 126 gezeigt ist, aus einem Material zum Versteifen
des Flansches 104. Der ringförmige Ring 126 kann
an dem Flansch 104 auf jede geeignete Art und Weise befestigt
sein oder radial innerhalb desselben beinhaltet sein, zum Beispiel
hier gezeigt durch die entgegengesetzten obere und untere Umfangskante.
-
3A zeigt
den ringförmigen
Flansch 104 in Spannung und gedrückt oder gezwungen gegen und
sitzend auf und entlang dem größten Teil
der unteren Oberfläche 34 der
Rippe 28. Dies erzeugt die hermetische Abdichtung zwischen
der Dichtung 100 und dem Kappenring 22. Die 3A zeigt
eine Lücke
oder einen Raum S zwischen der äußeren Seitenkante 107 des
Flansches 104 und der Wand 36 des Kappenrings.
Wie erläutert
werden wird, ermöglicht
dieser Raum S, dass eine Flüssigkeit
durch diesen strömt.
Die 3A zeigt ebenso das Abmaß des inneren Durchmessers
der Rippe 28 und des äußeren Durchmessers
des Flansches 104.
-
Die 3B zeigt
einen linksseitigen Bereich der Dichtung 100, welcher durch
die Aufbringung von Druck der Oberlippe eines Benutzers auf die
innere Oberfläche 108 der
konischen Wand 102 nach unten gebogen oder verformt ist.
Wie gezeigt ist, bewegt der Druck den Flansch 104 von der
Rippe 28 hinweg und erzeugt einen Durchgang für die Strömung von Flüssigkeit
durch diesen. Die Biegung oder das Verformen der Dichtung 100 tritt
auf an oder über
einem mittleren Bereich der Dichtung, benachbart oder an der Verbindungsstelle 124 der
unteren Oberfläche und
der Basis 116 der Dichtung 100, und entlang und durch
den Bereich der Dichtung 100 radial außerhalb der Verbindungsstelle 124.
Unerwarteterweise bewegt die Aufbringung des Lippendruckes gegen
den darunter liegenden Bereich der Dichtung gewöhnlich den Flansch 104 nicht
in eine Zwischenposition zwischen dem Ring 210, so dass
Flüssigkeit
unter den Flansch 104 strömt. Man hat herausgefunden,
dass, wie in den 3A und 14 gezeigt
ist, der Flansch 104 stattdessen gewöhnlich oder immer den Ring 210 berührt, unterhalb
des Bereiches, auf welchen der Druck aufgebracht wird, so dass wenig
oder keine Flüssigkeit
zwischen den sich berührenden Oberflächen strömt. Man
hat festgestellt, dass, vorausgesetzt die Flexibilität der Dichtung
und dass, wie in der 14 gezeigt ist, Bereiche des
Flansches 104 auf jeder Seite in Umfangsrichtung des Bereiches
der Berührung
zu dem Ring 210 mit Abstand angeordnet sind, Flüssigkeit
aus den geöffneten
Bereichen auf jede Seite der sich berührenden Oberflächen strömt. Wie
in der 15 gezeigt ist, tritt etwas Flüssigkeit
in Umfangsrichtung entlang und über
eine äußere Umfangskante 107 des
Flansches 104 in die Räume
zwischen der Kante 107 und der Wand 36 der Ringkappe 22,
in den Bereich, in welchem der Flansch den Ring 210 berührt, und
diese Flüssigkeit strömt in den
Mund des Benutzers. Somit ist die Strömung in den Mund des Benutzers,
trotz der sich berührenden
Oberflächen,
derart, als ob die Flüssigkeit direkt
radial nach außen
aus einer Lücke
zwischen dem Bereich des Flansches, in welchem der Druck aufgebracht
wurde, und einem darunter liegenden Bereich des Ringes 210,
getreten wäre.
-
Die 6 bis 10 zeigen
verschiedene Ansichten einer vorzuziehenden Ausführung eines Dichtungsträgers 200 und
besonders seiner Nabe 216, auf welche die Basis 116 der
Dichtung 100 aufgegossen (übergegossen) und befestigt
ist. Die 6 zeigt den oberen Bereich der
Nabe 216, umfassend die oberen Speichen 228 und
die Bereiche des Randes 224, welche durch die oberen Öffnungen 234 zwischen
den Speichen 228 sichtbar sind.
-
Die 7 zeigt
das Waggonrad-Erscheinungsbild des Dichtungsträgers 200. Der ringförmige Ring 210 des
Dichtungsträgers 200 ist
mit der mittleren Nabe 216 durch die radialen Speichen 214 verbunden.
Diese Strukturen bilden die Öffnungen 232 zwischen
sich und durch den Dichtungsträger 200 hindurch
aus. Die Nabe 216 umfasst über ihrem Umfang jeweils äußere und
innere Wände 220, 222,
welche den U-förmigen
Kanal 218 bilden. Sich radial nach innen ausgehend von
der inneren Wand 222 erstreckend liegt der ringförmige Rand 224,
welcher unter den Öffnungen 234 und
zwischen den Speichen 228 liegt und sichtbar ist. Die Nabe 216 weist
einen Mittelsteg 230 mit einer Mittelbohrung 231 auf. Die
Speichen 228 erstrecken sich radial nach außen, ausgehend
von dem Steg 230 und wenden sich abwärts und gehen in die innere
Wand 222 über.
Der Steg 230, die Speichen 228 und die innere
Wand 222 bilden konisch geformte Öffnungen 234. Unterhalb und
sichtbar nahe der Spitze von jeder Öffnung 234 liegt ein
Durchgang 238, welcher mit der Bohrung 217 der
Nabe 216 in Verbindung steht.
-
Die 8 zeigt
Speichen 228 der Nabe 216, und zwischen diesen
den Steg 224 und einen Bereich der Bohrung 217.
-
Die 9 zeigt
die Bereiche des Mittelstegs 230 der Nabe 216,
welche in der 5 in dem Dichtungsmaterial eingebettet
sind.
-
Die 10 zeigt
den Rand 224, den Steg 230, die Bohrung 231 und
die Durchgänge 238 der Nabe 216.
Die 10 zeigt ferner die Tragrippen 236, welche über dem
Umfang des Ringes 210 mit Abstand zueinander angeordnet
sind.
-
Die 11 zeigt
einen Bereich des Dichtungsträgers 200,
wobei aber Dichtungsmaterial M daran angegossen ist und durch die Öffnungen 232 und
in den Bohrungen 217 der Nabe 216 erscheint.
-
Die 12 ist
eine alternative Ausführung
eines Dichtungsträgers 2000 der
vorliegenden Erfindung. Die Elemente des Dichtungsträgers 2000 sind dieselben,
mit Ausnahme derer, für
welche es anders dargestellt wird. Der Dichtungsträger 2000 umfasst einen
ringförmigen
Ring 2010, dessen obere Oberfläche eine Vielzahl von unterschiedlich
geformten, sich nach oben erstreckenden, in Umfangsrichtung mit Abstand
zueinander angeordneten Vorsprüngen 2015 aufweist.
Die Speichen und Öffnungen
in einem Dichtungsträger
können
verschiedenartig geformt sein.
-
Die 13 zeigt
Vorsprünge 2015 auf
einem ringförmigen
Ring 2010, welcher keinen angeschlossenen Rand 212 oder
Tragrippen wie in der 8 aufweist. Die Vorsprünge 2015 helfen
dabei, die Turbulenz in der Strömung
der Flüssigkeit
aus dem Behälterrumpf 300,
durch die Öffnungen 2032 und über den
Ring 2010 aufzubrechen, vor dem Austreten durch die Öffnungen
des Kappenrings 22. Die Vorsprünge 2015 verhindern
zudem, dass die untere Oberfläche 114 des
Flansches 104 der Dichtung 100 in einen vollständigen Kontakt
mit der oberen Oberfläche
des Ringes gelangt, und verhindern an diesen Positionen eine Strömung zwischen
dem Ring 2010 und der unteren Oberfläche 114.
-
Die 14 zeigt
einen Abwärtsdruck,
welcher aufgebracht wird, wie durch die Unterlippe eines Benutzers,
auf die konische Wand 102 der Dichtung 100. Dies
verursacht, dass die Dichtung 100 sich nach unten über die
Verbindungsstelle der Basis 116 und der unteren Oberfläche des
Flansches 114 (nicht gezeigt; siehe 3B) nach
unten biegt, so dass ein radial äußerer Bereich
der konischen Wand 102 sich nach unten biegt und ein darunter
liegender, lokalisierter Bereich des Flansches 104 sich
biegt und einen Bereich des Ringes 210 des Dichtungsträgers 200 berührt.
-
Die 15 zeigt,
dass der Abwärtsdruck, welcher
wie in der 14 aufgebracht wird, typischerweise
eine Dichtungsöffnung
entlang eines lokalisierten Umfangsbereichs erzeugt, welcher variieren
kann, aber hier derart gezeigt ist, dass er rund 75 Grad oder weniger
des Flansches 104 beträgt.
Die 15 zeigt ebenso (gestrichelte Linien) den näherungsweisen
Umfangsweg der Flüssigkeitsströmung entlang
der Außenkante 107 des
Bereichs des Flansches 104, welcher den Ring 210 des
Dichtungsträgers 200 berührt.
-
Die 16 zeigt
die Abmaße
der Schlüsselkomponenten
einer vorzuziehenden Ausführung
des Behälters 10. „Ref" bezieht sich dabei
auf Millimeter.
-
Die 17 zeigt
einen Dichtungsträger 200, welcher
abgeschrägte
Oberflächen 233 über den Öffnungen 232 in
dem Ring 210 aufweist. Die 17 zeigt
ferner den Durchmesser des Dichtungsträgers 200. Die 18 zeigt
weitere Abmaße
des Dichtungsträgers 200.
-
Um
den Verschluss 20 zusammenzubauen, wird der Deckel 50 mit
der Dichtung voran in die Bodenöffnung
des Kappenrings 22 eingesetzt, bis die konische Wand 102 durch
die Öffnung 23 an
dem oberen Ende des Kappenrings 22 herausragt. Die obere
Oberfläche 112 des
Flansches 104 kommt in einen Eingriff mit und wird nach
unten gebogen durch die Ecke 32 der Rippe 28,
und der Ring 210 des Dichtungsträgers 200 tritt in
seinen Platz über
und schnappt ein, und seine untere Kante 213 sitzt auf den
Schnappansätzen 38.
Der Deckel 50 wird dicht an seinem Platz gehalten, von
oben durch die Rippe 28 und von unten durch die Schnappansätze 38.
Weil der axiale Abstand zwischen der unteren Oberfläche 34 und
der Rippe 28 und der oberen Oberfläche der Schnappansätze 38 weniger
als der axiale Abstand zwischen der oberen Oberfläche des
Flansches 104 und der unteren Oberfläche 213 der Außenkante 211 des
Ringes 210 beträgt,
wird die Dichtung 100 in einer Kompression gehalten, so
dass ihr Flansch 104 gegen die Ecke 32 der Rippe 28 gedrückt und
gezwungen wird. Wenn der Deckel 50 in seiner Position gelagert
ist, berühren
die sechs Tragrippen 234, welche mit gleichmäßigem Abstand
zueinander in Umfangsrichtung über
dem Ring 210 angeordnet sind und welche vorzugsweise in
Umfangsrichtung zwischen den Schnappansätzen 38 angeordnet
sind, die gekrümmte
Oberfläche 312 der
Rumpfwand 302 des Behälters
(stehen im Eingriff mit dieser) und helfen dadurch, den Deckel 50 zu
stabilisieren und ihn in einer horizontalen Ebene zu halten. Die
Tragrippen 234 helfen ebenfalls dabei, zu verhindern, dass
der Deckel 50 nach unten von den Schnappansätzen 38 hinunter
gedrückt
wird, durch einen Abwärtsdruck, der
auf die Dichtungswand 102 oder die Mittelplatte 110 ausgeübt wird.
-
Wenn
der Verschluss 20 zusammengebaut worden ist, wird er auf
den Behälterrumpf 300 aufgeschraubt,
bis die Kante 40 vollständig
auf dem und dicht gegen den Rand 308 sitzt, und die Seitenkante 310 des
Randes 308 berührt
die ringförmige
Oberfläche 44 des
Kappenrings 22. Dies bildet eine hermetische Abdichtung
zwischen dem Kappenring und der Rumpfwand 302 des Behälters.
-
Um
aus dem Behälter
zu trinken, kippt der Benutzer den Behälter 300. Während die
gekrümmte obere
Außenfläche der
Wand 24 auf der Unterlippe ruht, wird die Oberlippe auf
einem Bereich der gekrümmten
inneren Oberfläche
der Wand 102 der Dichtung 100 positioniert und
bringt einen Abwärtsdruck
gegen diesen auf. Wie in den 3B, 14 und 15 gezeigt
ist, verursacht dies, dass die Dichtung 100 sich verformt
oder biegt über
und an der Verbindungsstelle der Basis 116 und der unteren Oberfläche 114 des
Flansches, so dass ein darunter liegender radial äußerer Bereich
der Dichtung 100, welcher einen lokalisierten Bereich des
Flansches 104 umfasst, sich verformt oder biegt und sich
nach unten hinweg von und aus einem Sitz heraus von der Ecke 32 oder
dem Ventilsitz der Rippe 28 bewegt. Wenn der Flansch 104 entweder
zwischen dem Ventilsitz und der oberen Oberfläche des Rings 210 oder noch
eher in Berührung
mit dem Ring 210 gehalten oder positioniert wird, strömt Flüssigkeit
aus dem Behälter
durch Öffnungen 232, 2032 über den
Ring 210 zwischen diesen und den Flansch 104 um
den äußeren Umfangsbereich
der Kante 107 von jedem Bereich des Flansches 104,
welcher den Ring 210 berührt, und über die Innenseitenoberfläche der
Kappenringwand in den Mund des Benutzers. Durch die Benutzung der
Oberlippe kann der Benutzer das Beginnen, Enden und das Volumen
der Strömung
von Flüssigkeit
aus dem Behälterrumpf 300 steuern. Durch
Variieren des Druckes, welcher durch die Oberlippe aufgebracht wird,
ist es möglich,
die Lücke zwischen
dem Ring 210 und dem Flansch 104 zu variieren
und dadurch die Höhe
und Breite des fließenden
Stromes zu variieren. Durch Verengen oder Vergrößern des Umfangsbogens der
Ausdehnung des aufgebrachten Druckes ist es möglich, den fließenden Strom
zu lokalisieren oder aufzuweiten. Es ist ebenso möglich, das
Umfangsausmaß der
Berührung
der Oberflächen
von Flansch 104 und Ring 210 zu lokalisieren,
einzuengen oder aufzuweiten. Mit der Aufbringung des Lippendruckes
stellt die Flexibilität der
Dichtung 100 einen lokalisierten (örtlich begrenzten) abgestuften
Bereich des Biegens zur Verfügung. Die 14 zeigt
einen nach unten konkaven Bereich des Flansches 104, dessen
längster
Krümmungsradius
unterhalb oder nahe dem Bereich des größten aufgebrachten Druckes
liegen würde.
Wie in der 15 gezeigt ist, kann das Biegen
und nachfolgende Lösen
des Flansches 104 aus dem Ventilsitz oder der Rippe 28 auf
ein Segment von 75 Grad oder weniger des Umfangs eines Dichtungsflansches
lokalisiert (örtlich
begrenzt) werden, der eine Dicke von rund 3,90 mm aufweist und aus
einem Elastomer hergestellt ist, der einen Durometer von rund 30
aufweist. Somit kann in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines flexiblen Deckels
ein lokalisiertes/örtlich
begrenztes Biegen oder Verformen der Dichtung 100 zur Verfügung stellen,
und eine lokalisierte Strömung
von Flüssigkeit
in den Mund eines Benutzers, eher als außerhalb auf einer oder beiden
Seiten desselben.
-
Die
Arbeitsweise eines besonderen Deckels 50 als ein effektives
Ventil kann von verschiedenen untereinander abhängigen Faktoren abhängen. Diese
umfassen zum Beispiel die Natur, die Eigenschaften und Charakteristiken
des jeweiligen Werkstoffes, welcher verwendet wird, um die Dichtung
und den Dichtungsträger
auszubilden, die anfängliche
räumliche
Beziehung und die räumliche
Beziehung bei der Betätigung
zwischen den Schlüsselelementen
der Komponenten (zum Beispiel zwischen der Rippe 28 des
Kappenrings 22 und dem Flansch 104, zwischen dem
Flansch 104 und dem Ring 210 des Deckels 50 und
zwischen der Außenkante 107 des
Flansches 104 und der Wand 36 des Kappenrings),
den physikalischen Abmessungen dieser Elemente und der beabsichtigten
Anwendung. Wie erläutert
werden wird, können
diese Faktoren individuell oder in Kombination sich gegenseitig
beeinflussen, und Kompromisse können
notwendig sein. Typischerweise sieht der anzustrebende Ansatz derart
aus, dass die flexibelste Dichtung verwendet wird, welche eine effektive
Abdichtung erzielen und beibehalten wird, unter der Voraussetzung
der Anwendung und der beabsichtigten Verwendung.
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung und gezeigt in den Ausführungen
der 1 bis 18 besteht die Dichtung 100 aus
einem oder mehreren flexiblen, gießbaren Werkstoffen. Vorzugsweise
besteht das Dichtungsmaterial aus einem oder mehreren elastomerischen
Werkstoffen. Diese Werkstoffe werden vorliegend als Elastomere bezeichnet. Sie
können
jeden geeigneten Durometer aufweisen. Geeignete Durometer können im
Bereich von rund 10 bis rund 70 liegen, vorzugsweise von rund 20
bis rund 45 und am meisten vorzuziehen von rund 25 bis rund 35.
Das am ehesten vorzuziehende Elastomer weist einen Durometer von
rund 30 auf. Es wird vorzugsweise dazu verwendet, die Dichtung 100 vollständig auszubilden.
Der Durometer des verwendeten flexiblen Werkstoffs, vorliegend in
Shore A Härte ausgedrückt, wird
von mehreren Faktoren abhängen, umfassend
die gewünschte
Dichtigkeit und den Typ der Dichtung, die gewünschte Leichtigkeit der Verwendung
und die beabsichtigte Anwendung. Allgemein ausgedrückt können zum
Beispiel Werkstoffe mit einem höheren
Durometer unter eine größere Spannung
gesetzt werden und können
eine dichtere Abdichtung mit dem Ventilsitz ausbilden. Sie erfordern
jedoch einen größeren Druck,
um sie von dem Ventilsitz abzuheben, und sie sind somit eher für die Verwendung
durch Erwachsene als durch Kinder geeignet. Ferner, bei einem Werkstoff
mit einem höheren
Durometer zum Beispiel für
eine Dichtung, einen Flansch und eine Rippe, welche wie in der 3 gezeigt
geformt und angeordnet sind, wird der Flansch, wenn er unter Spannung
steht, angewinkelt gegenüber
der horizontalen Rippe des Kappenrings oder dem Ventilsitz sein,
und die Dichtung wird nur oder hauptsächlich durch oder an der Ecke 32 oder
der Kante der Rippe bewirkt. Die Härte des Flanschwerkstoffes
und die Schärfe
des Eckenwinkels bestimmen, ob und wieviel die Ecke in den Flansch
einschneidet. Werkstoffe mit einem kleineren Durometer können Dichtungen
mit einer kleineren Spannung ausbilden. Somit können sie leichter abgehoben
werden und für
die Verwendung durch Kinder besser geeignet sein. Bei einer Dichtung,
welche aus einem Werkstoff mit kleinem Durometer hergestellt ist,
kann der Flansch unter Spannung stehen und abgedichtet sein gegen
oder zudem fluchten mit einer horizontalen Ventilsitzoberfläche, zum
Beispiel entlang eines Bereiches oder mehr der unten liegenden Oberfläche 34 der
Rippe 28.
-
Vorzuziehende
Elastomere umfassen diejenige, welche von der Shell Chemical Company
unter ihrem Handelsnamen KRATON erhältlich sind, vorzugsweise unter
der KRATON G-Familie von Polymer-Verbundstoffen. Die KRATON G-Familie der Polymer-Verbundstoffe
oder Elastomere sind Blockcopolymere aus Polystyrol-Poly(ethylen/buten)-Polystyrol.
Diese Blockcopolymere weisen drei diskrete Polymerblöcke der
A-EB-A-Art auf, wobei die Endblöcke
(A) hartes Thermoplastik sind, und der Mittelblock (EB) ein Elastomer
ist. Gewöhnlich
werden diese Blockcopolymere vermischt mit anderen Werkstoffen,
wie zum Beispiel Ölen,
anderen Polymeren, Füllstoffen,
Additiven, um die Blockcopolymere mit den gewünschten Eigenschaften zu versehen,
wie zum Beispiel um sie thermisch behandelbar zu machen. Die Mittelblöcke Poly(ethylen/buten)
der G-Familie der
KRATONs sind gesättigte
Elastomere und beinhalten gewöhnlich
Propylen. Die KRATON G-Familie der Polymerverbundstoffe kann normalerweise
thermisch behandelt werden, zwischen rund 375°F bis rund 500°F.
-
Für vorzuziehende
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung weist der vorzuziehende KRATON G-Blockcopolymer-Elastomer
einen Durometer von rund 30 auf. Dieser Elastomer hat sich als besonders nützlich für einen
Dichtungsflansch herausgestellt, welcher einen Durchmesser von rund
61,00 mm aufweist, rund 3,90 mm dick ist, und zur Verwendung in einem
Behälter
für kleine
Kinder, wie zum Beispiel im Alter von 3 bis 5 Jahren, dient. Elastomeren,
welche einen Durometer von rund 60 bis 70 aufweisen, kann es an
ausreichender Flexibilität
mangeln, mit Ausnahme von zum Beispiel bestimmten Anwendungen für Erwachsene.
Dichtungen, welche Flansche aufweisen, die aus Elastomeren hergestellt
sind, die einen Durometer von rund 10 bis rund 20 aufweisen, können zu
flexibel sein, um effektive Dichtungen auszubilden und beizubehalten,
und können
unter bestimmten Umständen,
wie zum Beispiel wenn der Behälter
gekippt wird, auslaufen.
-
Elastomere,
welche hohe, mittlere oder niedrige Durometer aufweisen, können miteinander
vermischt werden, mit anderen Werkstoffen vermischt oder behandelt
werden oder physikalisch modifiziert werden, um sie jeweils mehr
oder weniger flexibel auszuführen,
insgesamt oder in gewünschten
lokalisierten/örtlich
eingeschränkten
Bereichen. Zum Beispiel kann ein Werkstoff mit einem mittleren oder
hohen Durometer mit einem anderen Werkstoff mit einem niedrigen
Durometer verwendet werden, jeder Werkstoff kann in einem unterschiedlichen
Teil des Deckels oder der Dichtung verwendet werden, um die gewünschte Abdichtung,
die Leichtigkeit der Verwendung und die Strömungseigenschaften zu erzielen.
Beispielsweise kann der Werkstoff mit dem niedrigen Durometer die
Basis oder den oberen Mittelbereich der Dichtung ausbilden, und
der Werkstoff mit dem höheren
Durometer kann verwendet werden, um den gesamten oder einen Bereich
des Flansches auszubilden. Als weiteres Beispiel kann der Werkstoff
mit hohem Durometer einen steiferen Mittelbereich und/oder eine
Basis ausbilden, eines von beidem oder beides kann direkt oder indirekt,
zum Beispiel durch eine Verbindung mit mittlerem oder niedrigem
Durometer, mit einem Flansch mit einem mittleren oder niedrigen
Durometer verbunden werden. Zudem kann ein Werkstoff mit einem niedrigen
Durometer wahlweise angeordnet werden, um in ausgewählten lokalisierten
Bereichen einer anderweitig steiferen Dichtung zu wirken, wie zum
Beispiel wenn ein Trinken nur an diesem Bereich der Dichtung oder des
Deckels bewirkt werden soll. Ferner kann ein Deckel 50 in
einem Stück
mit einem Dichtungsträgerbereich,
welcher unflexibel, das heißt
steif ist, ausgebildet werden, wobei ein oberer Bereich die gewünschte Flexibilität an den
gewünschten
Positionen aufweist.
-
Der
Dichtungsträger 100 kann
aus jedem ausreichend steifen Werkstoff hergestellt sein. Der Dichtungsträger sollte
sich nicht biegen oder verformen, so dass er nicht entfernt wird
aus oder fehlangeordnet wird in dem Kappenring, und so, dass das Biegen
oder Verformen im wesentlichen oder ausschließlich in dem Dichtungsmaterial
auftritt. Beispiele für
geeignete Werkstoffe umfassen ein Polyolefin, Polyethylen, Polypropylen
und Polycarbonat in entweder einem Polymer oder einem Copolymer.
Obwohl für
bestimmte Anwendungen, zum Beispiel für Behälter für Flüssigkeiten mit niedriger Temperatur, ein
Polyethylen hoher Dichte verwendet werden kann, ist der vorzuziehende
Werkstoff zum Ausbilden des Dichtungsträgers ein Propylen-Polymer oder -Copolymer.
Das vorzuziehende Propylen-Polymer ist Polypropylen.
-
Auf ähnliche
Art und Weise kann der Kappenring 22 aus jedem steifen
Werkstoff hergestellt sein. Obwohl er für bestimmte Anwendungen aus
einem Polyolefin, wie zum Beispiel einem Polyethylen hoher Dichte,
hergestellt sein kann, ist der vorzuziehende Werkstoff ein Propylen-Polymer
oder -Copolymer. Das vorzuziehende Propylen-Polymer ist Polypropylen.
-
Der
Behälterrumpf 300 kann
aus denselben Werkstoffen wie der Kappenring 22 hergestellt
sein. Vorzugsweise ist er aus demselben Polypropylen hergestellt.
-
Wichtige Überlegungen
für die
effektive Arbeitsweise des Behälters 10 sind
die räumlichen
Beziehungen der Elemente des Verschlusses 20. Wenn zum
Beispiel der Abstand zwischen dem Ring 210 des Dichtungsträgers 200 und
der Rippe 28 nicht groß genug
ist, kann es einen unzureichenden verfügbaren Raum für den Flansch 104 geben,
damit dieser sich nach unten biegen kann und eine Flüssigkeitsströmung zulässt, wenn
der Flansch 104 aus seinem Sitz von der Rippe 28 abgehoben
wird. Wenn der Ring 210 relativ zu der Rippe 28 abgesenkt
wird, um einen Raum zu erzeugen, damit sich der Flansch ausreichend
nach unten biegen kann, kann es sein, dass eine nicht ausreichende
Spannung durch die Rippe 28 gegen den Flansch ausgeübt wird,
um diesen wirkungsvoll gegen die Rippe 28 abzudichten.
-
Ein
Faktor, welcher die Strömung
der Flüssigkeit
aus dem Deckel 50 beeinflusst, ist der Raum S oder der
Abstand zwischen dem Flansch 104, insbesondere seiner äußeren seitlichen
Umfangskante 107, und der Wand 36 des Kappenrings.
Das Verkürzen
des Flansches 104 vergrößert den
Raum und die Strömung
von Flüssigkeit
zwischen seiner seitlichen Umfangskante 107 und der Wand 36 des
Kappenrings 22, kann aber eine Flexibilität und/oder
seine Fähigkeit,
eine effektive Abdichtung, welche einem Öffnen widersteht, übermäßig vermindern.
Ein Verstärken
des Flansches 104 auf irgendeine Art und Weise, wie vorgezogen
wird mit einem ringförmigen steifen
Ring 126 aus Polypropylen, ermöglicht kürzere Flanschdurchmesser, eine
bessere Strömung
und einen ausreichenden Widerstand gegen Ausbeulen des Flansches
während
der Tropftests.
-
Der
Verschluss 20 weist bestimmte Merkmale auf, um die Ansammlung
von Flüssigkeiten
auf seinen oberen Oberflächen
der internen Komponenten zu minimieren, und die Möglichkeit,
dass angehäufte Tröpfchen von
Flüssigkeit
aus dem Kappenring 22 auf den Benutzer oder aus dem Behälterrumpf
herausfallen, wenn der Kappenring von dem Behälterrumpf 300 entfernt
wird. Das Entfernen des Kappenrings 22 stört oder
unterbricht die Oberflächenspannung
zwischen der angesammelten Flüssigkeit
und den Oberflächen,
auf welchen sich die Tropfen befinden. Somit werden die Oberflächenbereiche
zum Ansammeln von Flüssigkeit
minimiert, und Merkmale werden vorgesehen, um angesammelte Flüssigkeit in
den Behälter 300 hinein
abzuleiten. Zum Beispiel sind die oberen Oberflächen der Speichen 214 des Dichtungsträgers 200 bei 233 abgeschrägt (7). Ebenso
ist die radiale Erstreckung des Randes 308 der Wand 302 des
Behälters
minimiert, und eine innen gekrümmte
Oberfläche 312 ist
auf der Rumpfwand 302 benachbart und unterhalb zu dem Rand 208 vorgesehen,
um die gewünschte
Ableitung zu erleichtern. Die Tragrippen 236 und der Ring 212 über dem
Umfang des Dichtungsträgers
erleichtern ebenso die gewünschte
Ableitung in den Behälterrumpf 300 hinein.
-
Der
Deckel 5Q kann auf die nachfolgende Art und Weise ausgebildet
sein. Der Dichtungsträger 200 war
das Polypropylen-Copolymer, das in den ersten Formenhohlraum eingespritzt
wurde, bei herkömmlichen
Bedingungen und Temperaturen für
Spritzgießen.
Der Dichtungsträger 200 wurde
dann in den anderen Formenhohlraum übertragen, wo das KRATON G-Elastomer
auf den Dichtungsträger 200 aufgegossen
wurde, so dass das Dichtungsmaterial in den U-förmigen
Kanal 218 hinein strömte,
in die und durch die Öffnung 231 und
die Öffnungen 234,
durch den Durchgang 238 und in die Bohrung 270 der
Nabe 216 hinein. Der daraus resultierende Deckel, welcher die
Dichtung 100 übergegossen
auf und dadurch einstückig
mit dem Dichtungsträger 200 aufweist,
wurde ausreichend gekühlt
und aus dem Formenhohlraum entfernt.
-
Es
wird in Betracht gezogen, dass es innerhalb des Schutzumfangs diese
Erfindung liegt, dass anstelle von zum Beispiel dem Befestigen des
Deckels 50 an dem Kappenring 22 oder dem Begrenzen desselben
auf einem Bereich indem Kappenring 22 zwischen den Schnappansätzen 38 und
der Rippe 28, um die Dichtung 100 und/oder ihren
Flansch 104 unter Spannung zu setzen, dies auf eine andere
Art und Weise ausgeführt
werden kann. Zum Beispiel kann der Deckel 50 durch eine
geeignete Struktur, zum Beispiel auf dem Behälterrumpf, gehalten oder getragen
werden, und der Kappenring 22 kann die Dichtung 100 und/oder
ihren Flansch 104 unter Spannung setzen, wenn er befestigt
wird, wenn er zum Beispiel auf den Behälterrumpf geschraubt wird.
-
Die 19 bis 30 zeigen
eine zweite, eher vorzuziehendere Ausführung des Behälters und des
Deckels der Erfindung. Insbesondere zeigt die 19 einen
Behälter 10', welcher aus
einem Verschluss 20',
einem Kappenring 22',
einem Deckel 50' und
einem Behälterrumpf 300' aufgebaut ist.
Der Deckel 50' ist
eine Dichtungsbaugruppe, die aus einer bewegbaren Dichtung 100' und einem Dichtungsträger 200' zusammengesetzt
ist.
-
Die 20 zeigt,
dass der Kappenring 22' des
Behälters 10' grundsätzlich derselbe
ist, wie der Kappenring 22 des Behälters 10, mit Ausnahme
dessen, dass der Kappenring 22' keine Schnappansätze 38 zum
Tragen eines Deckels darauf aufweist, und der Kappenring 22' ein abdichtendes
Mittel in der Form eines angeschlossenen, integralen, ringförmigen,
konischen, abdichtenden Fingers 46 aufweist, zum Angreifen
und Abdichten des Randes 308' des Behälterrumpfes 300' und zum Unterstützen beim hermetischen
Abdichten des Kappenrings 22' gegen den
Behälterrumpf 300'.
-
Die 21 zeigt
den Deckel 50' mit
seiner Dichtung 100',
die auf dem Dichtungsträger 200' montiert ist
und an diesem befestigt ist. Wie in der 21 gezeigt
ist, und ebenso in der 22, weist die Dichtung 100' eine aufrechtstehende,
mit den Lippen greifbare, steife, ringförmige Wand 102' auf, welche
eine zylindrische äußere Oberfläche 106' und eine konische
innere Oberfläche 108' aufweist. Die Dichtung 100' weist eine
zurückgesetzte
Mittelplatte 110',
radial innerhalb der Wand 102', und einen ringförmigen Umfangsflansch 104', welcher sich
radial nach außen
von der Wand 102' aus
erstreckt, auf. Die obere Oberfläche
des Flansches 104' weist
vorzugsweise eine aufrecht stehenden, ringförmigen, abdichtenden Umfangswulst 132' auf sich auf,
für eine
verbesserte Abdichtung des Flansches 104' an dem Ventilsitz 34' des Kappenrings 22'. Die Mittelplatte 110' und der Flansch 104' der Dichtung 100' sind aus einem
flexiblen Elastomer zusammengesetzt, wie es zum Beispiel hier vorhergehend
als geeignet für
das Ausbilden der Dichtung 100' beschrieben worden ist. Geeignete
Durometer des flexiblen Elastomers für die Ausführungen der 19 bis 30 können im
Bereich von rund 30 bis rund 50 liegen. Das am meisten vorzuziehende
Elastomer weist einen Durometer von rund 40 auf.
-
Die
Mittelplatte 110' der
Dichtung 100' weist eine
untere Oberfläche 114' auf, welche
in einen integral angeschlossenen zylindrischen Mittelblock 116' zum Befestigen
der Dichtung 100' an
dem Träger 200' übergeht.
Die Mittelplatte 110' weist
ferner einen mittleren Bereich auf, welcher im Allgemeinen mit 103' bezeichnet
ist, welches ein Bereich benachbart, an oder über der Verbindungsstelle 124', umfassend den
Bereich radial innerhalb derselben, der Unterfläche 114' und des Blocks 116' ist. Der Block 116' umfasst einen
Kragen 117' und
ein Haltemittel in der Form eines ringförmigen Halterings 118', welcher über dem
unteren Ende des Blockes 116' angeordnet ist,
zum Eingreifen mit dem Träger 200'. Der Block 116' weist ferner
eine sich nach oben erstreckende, konkave Blindbohrung 130' auf.
-
Der
Kragen 117' des
Blockes 116' ist
mit einer ringförmigen,
nach unten geneigten, konkav gekrümmten Oberfläche 119' hinterschnitten,
welche einen Bereich 120' mit
vermindertem Durchmesser ausbildet, welcher sich zwischen der Unterfläche 114' und dem Haltering 118' erstreckt und
in eine sich nach außen
erstreckende, horizontale Verriegelungsoberfläche 121' übergeht. Die gekrümmte Oberfläche 119' und der Bereich 120' mit reduziertem
Durchmesser erleichtern das Biegen oder Verformen und/oder Dehnen
des elastomerischen Materials der Dichtung 100' in dem Bereich
des Mittelbereiches 103' und dem
Block 116',
wenn ein Abwärtsdruck
auf die ringförmige
Wand 102' der
Dichtung 100' aufgebracht wird.
-
Der
Dichtungsträger 200' ist vorzugsweise eine
steife Struktur. Wie in der 21 gezeigt
ist, trägt
der Dichtungsträger 200' die Dichtung 100', vorzugsweise
in seinem mittleren Bereich 103', und wie in den 27 und 28 gezeigt
ist, positioniert er die Dichtung 100' gegen den Ventilsitz 34' des Kappenrings 22'. Insbesondere
hält der
Dichtungsträger 200' die obere Oberfläche des
Flansches 104' der Dichtung 100' in einem normalen
abdichtenden Eingriff mit dem Ventilsitz 34 des Kappenrings 22'. Der ringförmige Ring 210' des Dichtungsträgers 200' ist hinsichtlich
seiner Größe angepasst
und weist Oberflächen
auf, welche ermöglichen,
dass der Ring 210' tragbar
oder haltbar ist und in der Position durch einen Kontakt oder einen
Eingriff mit einer Oberfläche der
Kappe oder des Kappenrings des Behälters oder des Behälters gehalten
wird.
-
Wie
in der 21 gezeigt ist, und ebenso in der 22,
ist der Dichtungsträger 200' aus einer Basis,
vorzugsweise in der Form eines ringförmigen Umfangsrings 210', welcher einen
angeschlossenen Kragen 212' aufweist,
einem mittleren Abschnitt 250' und einem oder mehreren Verbindungselementen, vorzugsweise
sich radial erstreckende Speichen 214', welche den Ring 210' mit der Nabe 216' verbinden,
zusammengesetzt. Zwischen sich bilden diese Strukturen Öffnungen 232' für die Strömung einer Flüssigkeit
durch den Dichtungsträger 200' aus, um zu
ermöglichen,
dass Flüssigkeit
aus dem Inneren eines Behälterrumpfes
durch den Dichtungsträger 200' strömt, und,
wie in der 28 gezeigt ist, unter einen versetzten
Bereich des Flansches 104' der
Dichtung 100' und
aus der Öffnung 23 des
Kappenrings 22' heraus.
Der untere Bereich der Außenkante 211' des Kragens 210' und die Tragrippen 236' sind derart
angeordnet, dass sie im Eingriff mit einer Kappe oder dem Behälter stehen,
um den Dichtungsträger 200' darauf zu halten.
-
Der
mittlere Abschnitt 250' des
Dichtungsträgers 200' ist vorzugsweise
steif und umfasst vorzugsweise eine aufrecht stehende, ringförmige Nabe 216', die aus einer
ringförmigen,
konischen Wand 252' mit
einem Eingriffsmittel/Befestigungsmittel, vorzugsweise einem Kopf
in der Form einer ringförmigen Wulst 254', die eine nach
unten und nach innen geneigte, konvexe, bogenförmige Lagerungsoberfläche 256' mit einer Hinterschneidung 258' aufweist, zum Angreifen
an dem Haltering 118' an
dem Boden des Blockes 116' der
Dichtung 100',
und zum Befestigen, vorzugsweise flexibel, der Dichtung 100' an den Dichtungsträger 200', zusammengesetzt
ist. Die Nabe 216' weist
eine zylindrische Bohrung 260' durch sich hindurch auf, und das
untere Ende der Nabe 216' weist
auf sich einen sich radial nach innen erstreckenden, ringförmigen Vorsprung 262' auf.
-
Wie
in der 22 gezeigt ist, umfasst der Deckel 50' vorzugsweise
ebenso einen Stöpsel,
vorzugsweise einen steifen Stöpsel 280', welcher einen zylindrischen
Schaft 282' und
einen Kopf 284' in
der Form einer Scheibe aufweist, dessen seitliche Umfangskante 286' eine radial
nach innen gerichtete ringförmige
Kerbe 298' in
sich aufweist, zum Aufnehmen und straffen Einschließen des
ringförmigen
Vorsprungs 262' der
Nabe 216'.
Der Stöpsel 280' weist ferner
eine sich radial nach außen
erstreckende, in Umfangsrichtung verlaufende Anschlagoberfläche 290' auf, zum Verhindern,
dass der Stöpsel 280' zu tief in
die Bohrung 130' des
Blocks 116' der
Dichtung 100' hinein
eingesetzt wird.
-
Um
den Deckel 50',
welcher in der 21 gezeigt ist, mit den Komponenten
des Deckels 50', welche
in der 22 gezeigt sind, zusammenzubauen,
wird der flexible Block 116' der
Dichtung 100' in die
Bohrung 260' der
steifen Nabe 216' des
Dichtungsträgers 200' eingesetzt,
bis der Haltering 118' des
Blockes 116' die
ringförmige
Wulst 254' der
Nabe 216' passiert
hat, die Lagerungsoberfläche 256' tritt in den
ringförmigen
Kanal, der durch die gekrümmte Oberfläche 119' des Blockes 116' gebildet wird,
ein, und die horizontale Oberfläche 121' des Halterings 118' und das ringförmige Bett 254' gelangen in
einen gegenseitigen Eingriff. Dieser befestigt die Dichtung 100' an dem Dichtungsträger 200'. Um die Sicherung dieser
Elemente zu verbessern, wird der Schaft 282' des Stöpsels 280' eingesetzt
und gelagert in der Bohrung 130' des Blockes 116' der Dichtung 100', bis der ringförmige Vorsprung 290' des Stöpsels 280' im Eingriff
mit der ringförmigen
Kerbe 298' des
Stöpsels 280' steht.
-
Weil
der Durchmesser des Schaftes 282' des Stöpsels 284' größer ist
als der Durchmesser der Bohrung 130' des Blockes 116', vermindert
das Einsetzen des Schaftes 282' in die Bohrung 130' den Raum, wenn
ein solcher existiert, zwischen dem flexiblen Werkstoff des Blockes.
Das Einfügen
drückt ferner
den flexiblen Werkstoff des Blockes 116' gegen die Nabe 216' zusammen. Die
Reduzierung im Raum und das Zusammendrücken des Werkstoffes (das Zusammendrücken ist
nicht in den Zeichnungen gezeigt) verbessert die Sicherung der Dichtung 100' an dem Dichtungsträger 200'. Die Sicherung
der Dichtung 100' an
dem Dichtungsträger 200' ist vorteilhaft,
weil sie es schwierig macht, den Deckel 50' wegzunehmen, nicht nur wegen der
oben beschriebenen Eingriffe und Kompressionstätigkeit, sondern auch wegen
der straffen Verbindung zwischen und der glatten äußeren Oberflächenkontur
des Umfangs des Kopfes 284' des
Stöpsels 280' und des Bodens der
Nabe 216' des
Dichtungsträgers 200'. Diese Faktoren
machen es schwierig, insbesondere für ein Kind oder ohne Werkzeuge,
den Stöpsel 280' aus der Nabe 216' zu entfernen.
Diese Sicherung ist ebenso vorteilhaft, weil der Kopf 284' des Stöpsels 280' das untere
Ende der Nabe 216' hermetisch
abdichtet.
-
Die 23 bis 25 zeigen
die ringförmige Wand 102' bevor sie den
flexiblen, gießbaren
Werkstoff, vorzugsweise den elastomerischen Werkstoff, aufweist, übergegossen
auf oder anderweitig befestigt an oder verbunden mit dieser. Die
Wand 102' ist aus
einem steifen Strukturwerkstoff zusammengesetzt, so wie es zum Beispiel
vorhergehend hierin beschrieben wurde, dass er geeignet zum Ausbilden des
Dichtungsträgers 200' wäre. Vorzugsweise
ist die Wand 102' aus
Polypropylen hergestellt. Die Wand 102' stellt einen steifen Ring oder
ringförmigen Rahmen
zur Verfügung,
auf welchem der elastomerische Werkstoff angeschlossen werden kann.
Die Wand 102' weist
eine mittlere Öffnung 142' auf, und einen
Bereich mit einer sich radial nach innen erstreckenden ringförmigen Lippe 134' und eine sich
radial nach außen
erstreckende ringförmige
Lippe 136'. Jede
Lippe 134', 136' weist Langlöcher 138' auf, welche
sich vertikal durch diese erstrecken, und eine Bodenoberfläche mit
zylindrischen Vorsprüngen 140', die darin
angeschlossen sind. Die Bohrungen 138' und Vorsprünge 140' helfen beim Anschließen des Elastomerwerkstoffes
an den Lippen 136' und 138' der Wand 102'. Wenn der Elastomerwerkstoff
verbunden wird mit oder geschmolzen wird auf (nachfolgend „übergeschmolzen") auf die Lippen 136', 138' bei erhöhten Temperaturen,
strömt
das geschmolzene Elastomer in einer Gussform auf und über die
Lippen 136', 138'. Das geschmolzene
Elastomer strömt in
die Bohrungen 138' hinein
und vorzugsweise hindurch, verbindet, schweißt oder verschmelzt sich selbst
auf entgegengesetzte Seiten der jeweiligen Lippen und strömt um die
Vorsprünge 140' herum und schließt diese
ein, um den Elastomerwerkstoff mechanisch an der Wand 102' anzuschließen und die
integrale Dichtung 100' auszubilden.
-
Die 26,
eine Draufsicht von oben auf den Dichtungsträger 200' ist zum Beispiel in der 22 gezeigt,
zeigt den ringförmigen
Ring 210' angeschlossen
an die mittlere ringförmige
Nabe 216' durch
in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete radiale Speichen 214'. Die 26 zeigt ferner
die ringförmige
Lagerungsoberfläche 256' und die Bohrung 260' der Nabe 216', sowie die Öffnungen 232', welche durch
den Ring 210',
die Nabe 216' und die
Speichen 214' gebildet
werden.
-
27 zeigt
den Deckel 50',
insbesondere seinen Ring 210' und
seine Tragrippen 236',
aufgesetzt auf dem Rand 308' des
Behälterrumpfes 300', und den Kappenring 22' aufgeschraubt
auf und hermetisch abgedichtet gegen den Behälterrumpf 300', wobei der
Deckel 50' zwischen
dem Rand 308' und seiner
gekrümmten
inneren Oberfläche 312 des
Behälterrumpfes 308' und dem Ventilsitz 34 der
Rippe 28 des Kappenrings 22' gehalten wird. Die hermetische
Dichtung wird durch den gegenseitigen Eingriff des Gewindes des
Kappenrings 22' und
des Behälterrumpfes 300' und durch den
integralen, ringförmigen,
abdichtenden Finger 46' des
Kappenrings 22', welcher
den Rand 308' des
Behälterrumpfes 300' berührt und
dort gegen abdichtet, erzielt. Der Dichtungsträger 200' könnte stattdessen durch einen Kontakt
mit jeder geeigneten Oberfläche
getragen oder gehalten werden, zum Beispiel den radial nach innen überstehenden
Schnappansätzen 38 auf
der inneren Oberfläche
des Kappenrings 22, wie sie in der ersten Ausführung des
Behälters
der Erfindung verwendet werden.
-
27 zeigt
den Flansch 104' der
Dichtung 100' in
der geschlossenen Position. Wie in der 27 gezeigt
ist, stehen Bereiche des mittleren Bereiches 103' der Mittelplatte 110' unter Spannung
auf der Nabe 216' des
Dichtungsträgers 200', und der Flansch 104' wird gegen
den Ventilsitz 34 der Rippe 28 des Kappenrings 22' gedrückt und
hermetisch abgedichtet.
-
Die 28 zeigt
den Flansch 104' in
einer geöffneten
Position. Die 28 zeigt, dass wenn ein Abwärtsdruck
durch die Lippe eines Benutzers oder anderweitig auf einen Bereich,
hier einen linksseitigen Bereich, der Wand 102' aufgebracht
wird, der Druck ein Bereich des mittleren Bereiches 103' der Dichtung 100' nach unten
biegt oder verformt oder dehnt. Dies versetzt den Flansch 104' weg von dem Ventilsitz 34 der
Rippe 28 des Kappenrings 22' und erzeugt einen Durchgang für die Strömung von
Flüssigkeit
aus dem Behälterrumpf 300' durch seine Öffnung 23'. Wie in der 28 gezeigt
ist, tritt, wenn ein steifer Träger,
wie zum Beispiel die Lagerungsoberfläche 256' der Nabe 216' verwendet wird,
um die Mittelplatte 110' der
Dichtung 100' zu
tragen, etwas Biegung oder Verformung oder Dehnung abwärts und über der
Lagerungsoberfläche 256' auf, insbesondere über ihrer
Umfangskante. Eine kleine Biegung oder Verformung und Dehnung tritt
ebenfalls entlang und durch den Bereich der Mittelplatte 110' radial außerhalb
der Verbindungsstelle 124' auf,
im Allgemeinen in der Richtung der Stelle, wo der Druck auf die
Wand 102' der
Dichtung 100' aufgebracht wird.
Etwas Dehnung tritt ebenso in oder entlang des Bereiches der Mittelplatte 110' oberhalb und
sogar nach rechts der Nabe 216' des Dichtungsträgers 200' auf.
-
Die 29 ist
eine Seitenansicht, welche die Dichtung 100' des Deckels 50' in der gekippten
Position, die in der 28 gezeigt ist, zeigt. In Abhängigkeit
von zum Beispiel der Erstreckung radial nach außen der Lippe 136' der Wand 102' und der Dicke
des Elastomerwerkstoffes über
und peripher außerhalb der
Lippe 136' kann
es eine Komprimierung, Biegung und/oder Verlängerung des Elastomerwerkstoffes des
Flansches 104' in
einem Bereich näherungsweise
180 Grad entfernt von der Stelle, auf welche der Abwärtsdruck
auf die Wand 102' ausgeübt wird,
geben, wo dieser Bereich des Flansches 104' in eine größere als die anfängliche
Spannung mit dem Ventilsitz 34 des Kappenrings 22' positioniert
wird.
-
Die 30 ist
eine Ansicht von oben der Dichtung 100' des Deckels 50', welcher in
der 29 in einer geneigten oder geöffneten Position gezeigt ist.
Die 30 zeigt schematisch durch eine Schattierung etwas
des Verformens oder Biegens und Dehnens der Mittelplatte 110', was in dem
Bereich oberhalb, über
und radial außerhalb
des Bereiches der Mittelplatte 110' auftritt, welcher über der
Lagerungsoberfläche 256' der Nabe 216' des Dichtungsträgers 200' liegt.
-
Das
Befestigungsmittel der Erfindung zum Befestigen einer Dichtung 100, 100' an einem Dichtungsträger 200, 200' kann Teil der
Dichtung, Teil des Dichtungsträgers,
Teil von beidem, Teil von keinem oder eine Kombination des Vorhergehenden
sein. Das Dichtungsmittel der Erfindung kann jedes geeignete Mittel
sein, so dass bei der Aufbringung eines Abwärtsdruckes auf die Dichtung
sich der Elastomerwerkstoff der Dichtung biegt oder verformt und
sich nach unten dehnt, um einen Bereich der Dichtung zu versetzen,
gewöhnlicherweise
des Flansches der Dichtung, von dem Ventilsitz. Vorzugsweise wird
der Versatz durch Biegen oder Verformen oder Dehnen des Elastomerwerkstoffs
der Dichtung bewirkt, nach unten ausgehend von und/oder nach unten über die darunter
liegende steife Struktur vorzugsweise des Dichtungsträgers.
-
Das
Befestigungsmittel der Erfindung zum Befestigen der Dichtung 100 an
dem Dichtungsträgers 200 umfasst
einen Mittelblock 116, welcher integral ist mit und angeschlossen
ist an der Dichtung 100, und das Haltemittel in der Form
eines ringförmigen
Halteringes 118, welcher integral mit dem Block 116 ist
und in dem U-förmigen
Kanal 218 des Dichtungsträgers 200 angeordnet
ist und gehalten wird. Das Sicherungsmittel des Dichtungsträgers 200
zum Befestigen der Dichtung 100 an dem Dichtungsträgers 200 umfasst
eine sich nach oben erstreckende ringförmige Nabe 216, welche
einen unteren U-förmigen
Kanal 218 aufweist, einen ringförmigen Rand 224 und
einen Mittelsteg 230 mit einer mittleren Bohrung 231 und
Speichen 228 mit Öffnungen 234 darin, damit
Elastomerwerkstoff darüber
und dort hindurch strömt,
während
des Übergießens der
Dichtung 100 auf den Dichtungsträger 200. Wenn er übergegossen worden
ist, ist der Deckel 50 ein einziges Teil.
-
Das
Befestigungsmittel der Erfindung zum Befestigen der Dichtung 100' an dem Dichtungsträger 200' umfasst einen
Mittelblock 116',
welcher integral ist mit und angeschlossen ist an der Dichtung 100', und ein Haltemittel
in der Form eines ringförmigen
Halterings 118',
welcher integral mit dem Block 116' ist und der eine Verriegelungsoberfläche 121' zum gegenseitigen
Eingreifen und untereinander Verriegeln mit einer Hinterschneidung 256' der ringförmigen Wulst 254' des Dichtungsträgers 200' aufweist. Das
Sicherungsmittel des Dichtungsträgers 200' zum Befestigen
der Dichtung 100' an
dem Dichtungsträger 200' umfasst eine
sich nach oben erstreckende ringförmige Nabe 216' welche eine
ringförmige
konische Wand 252' aufweist,
mit einem Eingriffsmittel in der Form einer ringförmigen Wulst 254' mit einer hinterschnittenen
Oberfläche 258', zum Anschließen des
Halterings 118' des
Blockes 116' der Dichtung 100'.
-
Das
Befestigungsmittel der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen
Stöpsel 280', welcher nicht
Teil der Dichtung oder des Trägers
ist, zum Einsetzen in die Bohrung 130' der Dichtung 100' hinein und
zum Eingreifen in dieselbe und zum Aufnehmen der ringförmigen Wulst 262' der Nabe 216' des Dichtungsträgers 200', um dadurch
die Dichtung und den Dichtungsträger
miteinander zu verbinden.
-
Das
Befestigungsmittel der vorliegenden Erfindung umfasst ferner die
Verwendung einer Dichtung, welche in einem Stück geformt ist mit oder integral
ausgeführt
ist mit dem Dichtungsträger.
Beispielsweise können
die Dichtung und der Dichtungsträger
aus einer Kombination von Elastomeren mit unterschiedlichen Durometern,
wie oben beschrieben worden ist, gegossen sein, so dass der Dichtungsträger zum
Beispiel aus einem Elastomer mit hohem Durometer gebildet sein kann,
und die Dichtung oder Bereiche derselben aus einem Werkstoff mit
einem niedrigen Durometer gebildet sein kann/können.
-
Das
betrachtete Befestigungsmittel umfasst geeigneterweise, ist aber
nicht darauf beschränkt, verschiedene Öffnungen
und Kanäle
und Formen, zum Beispiel Stege und Vorsprünge, die beim Übergießen verwendbar
sind, sowie männliche/weibliche, Zungen/Kerben,
Stift-, Schnapp-, Klemm-, Haken-, Klinken-, Buchsen- und andere
Verbindungsstücke und
-systeme. Diese Befestigungsmittel sind derart ausgeführt, dass
die Komponenten des Deckels während
der Verwendung nicht auseinanderfallen.
-
Wie
in dem Vorhergehenden offenbart worden ist, liegt ein Hauptgedanke
der Erfindung darin, einen Dichtungswerkstoff in einem Trinkbehälter oder einer
Deckelbaugruppe für
einen Trinkbehälter
zu verwenden, einen Elastomerwerkstoff (welcher definitionsgemäß geeignet
ist, sich zu biegen, dehnen und zurückzuformen), als der oder ein
Bereich des mittleren Bereichs der Dichtung, in Kombination mit einer
Tragstruktur, welche verursacht, dass das Elastomer der Dichtung
sich biegt oder verformt und dehnt, wenn ein Abwärtsdruck auf oder durch die Dichtung
ausgeübt
wird, um sie von einem Ventilsitz zu versetzen. Obwohl in den vorzuziehenden
Ausführungen,
welche hierin offenbart worden sind, ein steifer Träger, der
vorzugsweise aus einem Struktur-Polymer hergestellt ist, zum Beispiel
einem Polypropylen, verwendet wird, soll verständlich sein, dass ein „steifer
Träger" hierin weit umfassend
einen Träger
umfasst, welcher eher ausreichend steifer ist als das Elastomer
der Dichtung, so dass bei der Aufbringung des Druckes auf oder durch
die Dichtung die Dichtung gebogen oder verformt und gedehnt wird, um
die Dichtung von dem Ventilsitz hinweg zu versetzen. Es soll ferner
verständlich
sein, dass es in der ersten Ausführung
ein Biegen oder Verformen und Dehnen des Elastomerwerkstoffes der
Dichtung 100' bei
der Aufbringung eines Abwärtsdruckes
auf die Dichtung 100' gibt.
Zum Beispiel tritt das Dehnen in dem Kragen 117 in einem
Bereich entgegengesetzt dazu, wo der Druck auf die Dichtung 100 aufgebracht wird,
auf. In der gezeigten Ausführung
tritt ferner eine geringe Dehnung in der Wand 102 benachbart
zu der Stelle auf, wo der Druck auf die Wand aufgebracht wird. In
der zweiten Ausführung
ist jedoch das Biegen oder Verformen der Mittelplatte 110' der Dichtung 100' eher abgestuft,
und das Dehnen derselben ist geringer, vorausgesetzt des radialen
und axialen Versetzens des Steges 230 und des Ringes 224 der Nabe 216 des
Dichtungsträgers 200', und vorausgesetzt,
dass die Wand 102 der Dichtung 100 selbst aus einem
Elastomerwerkstoff aufgebaut ist und einem Biegen oder Verformen
und Dehnen unterliegt, wenn sie einem Abwärtsdruck ausgesetzt wird.
-
Der
Zugmodul des Elastomerwerkstoffes liegt zwischen rund 300 psi bis
rund 550 psi bei 300% Verlängerung.
Vorzugsweise beträgt
der Zugmodul des Elastomerwerkstoffes 339 psi. Dieser Elastomerwerkstoff
ist kommerziell erhältlich
unter dem Handelsnamen Versaflex, und er wird verkauft durch die GLS
Corp. Informationen betreffend den Versaflex-Werkstoff und den Bereich
des Moduls dieses Werkstoffes sind in den beigefügten Blättern gezeigt. Der am meisten
vorzuziehende Werkstoff ist Versaflex CL2042X.
-
Wenn
nun der Deckel und der Behälter
der Erfindung mit einem besonderen Bezug auf die vorzuziehenden
Ausführungen
derselben beschrieben worden sind, wird es offensichtlich sein,
dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen daran ausgeführt
werden können,
ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.