DE69414385T2

DE69414385T2 - Entnahmeverschluss

Info

Publication number: DE69414385T2
Application number: DE69414385T
Authority: DE
Inventors: Richard Charles G. Rancho Cucamonga Calif. Dark
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-06-14
Filing date: 1994-06-08
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2014-06-09
Also published as: AU7205994A; DE69414385D1; EP0702646B1; HK1001220A1; CA2125617A1; CA2125617C; US5392968A; WO1994029182A1; EP0702646A1; MX9404496A; ES2126242T3; EP0702646A4; AU709037B2

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft verbesserte wiederverschließbare Abgabeverschlußelemente und im spezielleren ein verbessertes einteiliges, im Spritzgußverfahren hergestelltes wiederverschließbares Verschlußelement.

STAND DER TECHNIK

Wiederverschließbare Abgabe-Verschlußelemente aus Kunststoff oder einfach Verschlüsse werden prinzipiell für Kappen- oder Verschlußbehälter für Getränke, Flüssigseifen und anderes flüssiges und fließendes Material eingesetzt, das man im Supermarkt für den Gebrauch im Haushalt oder andere Zwecke kaufen kann. An einer Flasche, einem Gefäß oder einem Behälter, um verschiedene Bezeichnungen zu nennen, befestigt oder auf andere Weise angefügt, ermöglicht es der Verschluß, den Behälter zu öffnen, einen Teil des Inhalts auszugießen und ihn dann für spätere Gelegenheiten wieder zu verschließen, wenn die verbleibenden Mengen abzugeben sind. Derartige Verschlüsse finden auch auf anderen Gebieten Anwendung, wie beispielsweise als Kappe für einen Trinkbehälter, wie einen Baby-Trinklernbecher oder eine Wasserflasche für Radfahrer, bei dem, um das Getränk abzugeben, der Abgabeausguß des Verschlusses direkt in den Mund des Benutzers geschoben wird.
Beim am 3. April 1984 erteilten US-Patent Nr. 4.440.327 an Dark, den Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes, mit dem Titel "Fluid Dispensing Closure with Integral Valve", dem "Dark-Patent", wird ein Verschluß beschrieben, der einen schwenkbaren Ausguß und eine invertierbare elastische Membran umfaßt, wobei der gesamte Verschluß nach einem Spritzgußverfahren in einem Stück aus Kunststoffmaterial gebildet ist. Der Ausguß ist entlang einer Seite des Fußendes oder der Basis des Ausgusses an die Verschlußbasis angelenkt, wodurch Schwenkbewegung des Ausgusses zwischen einer Abgabeposition und einer geschlossenen oder abgedichteten Position ermöglicht wird. Ein weiterer Abschnitt des unteren Ende dieses Ausgusses ist mit der Membran gekoppelt, während der verbleibende Abschnitt der Peripherie der Membran mit der Verschlußbasis verbunden ist. Die Membran dichtet das vordere oder Abgabe- Ende des Ausgusses gegenüber dem unteren Ende des Ausgusses ab, das sich an der Innenseite des Verschlusses befindet. Fluid kann so vom Verschluß nur über den Durchgang im Ausguß angegeben werden.
Durch das Schwenken des Ausgusses um sein Gelenk wird daher auch die invertierbare Membran bewegt oder geschwenkt. Wenn der Ausguß aus einer aufrechten Abgabeposition in eine geschlossene Abwärtsposition geschwenkt wird, wird somit ein Abschnitt der Membran durch den Ausguß gedreht, und während dieser Bewegung ändert sich die Gestalt der Membran von einer allgemein konvexen Form, die elastisch gebogen oder verformt wird, wenn die Membran durch eine Symmetrieebene hindurch bewegt wird, die eine Totlage definiert, und sie wird elastisch in eine relativ konkave Gestalt zurückgeführt, wenn sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet. Durch die konvexe Gestalt der invertierbaren Membran entsteht eine Kraft, die dazu neigt, den Ausguß in seiner Abgabeposition zu halten, und durch die konkave Gestalt entsteht eine Kraft, die dazu neigt, den Ausguß geschlossen zu halten. Wenn sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet, greift eine elastische Dichtung, die unten am Ausguß angeordnet ist, an einer Dichtfläche auf der Verschlußbasis an und verschließt sie, so daß der Verschluß abgedichtet wird.
Tatsächlich wird der Ausguß von der invertierbaren Membran in jeder Position, ob offen oder geschlossen, vorbelastet, auf die der Benutzer den Ausguß eingestellt hat. Bei der bevorzugten Ausführungsform dieses Verschlusses nach dem Stand der Technik wird das Merkmal des Vorspannens in vollem Umfang genutzt, indem nur die invertierbare Eigenschaft in die Membran aufgenommen wird. Verschlußstrukturen, die nach den Lehren des Dark-Patents gebaut sind, ermöglichten einen einteiligen Verschluß, der auf- und zugeklappt werden kann.
Eine solche Verschlußanordnung hat sich als vielseitig erwiesen; Verschlüsse können in verschiedenen Größen, sowohl groß als auch klein, hergestellt werden. Das Prinzip der invertierbaren Membran war so wirkungsvoll, daß bei Verschlüssen mit geringer Größe festgestellt wurde, daß es schwieriger als erwünscht war, den Ausguß aufzuklappen. Die Größe und Gestalt der Membran bestimmte, wieviel Kraft der Benutzer zum Öffnen und Schließen des Verschlusses aufwenden mußte. Während des Schwenkens des Ausgusses wird die Membran vorübergehend deformiert, damit sie durch den Totpunkt, die Symmetrieebene hindurch geht. Der Prozentsatz der Länge der Membran, der vorübergehend verformt werden muß, hängt daher von der Gestalt der Membran ab. Je größer der Prozentsatz an erforderlicher Verformung der Membran, desto größer ist die Kraft, die erforderlich ist, um sie zu biegen. Beispielsweise betrug die prozentuelle Verformung einer langen Membran mit einem flachen Winkel in bezug auf die Totpunkt-Symmetrieebene 14%, während der Prozentsatz bei einer kurzen Membran mit einem größeren Winkel 20% betrug. Wenn alle anderen physikalischen Eigenschaften gleich sind, ist die Kraft, die der Benutzer zum Öffnen des letzteren Verschlusses aufwenden muß, größer.
Ein einfacher Weg, die zum Betätigen des Verschlusses erforderliche Kraft zu verringern, ist die Verwendung eines weicheren und biegsameren Kunststoffmaterials für seine Konstruktion. Das kann zwar eine akzeptable Lösung für viele Anwendungen sein, es steht jedoch manchmal im Widerspruch zum gesamten Verschlußsystem. Ein Verschluß aus weicherem Kunststoff ist zwar leichter zu biegen, wird aber beim Aufschrauben des Verschlusses auf die zugehörige Flasche auch leichter deformiert. Eine solche Deformierung kann bewirken, daß der Ausguß aufklinkt, was zu Undichtheit führt.
Wie nachstehend angeführt, betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung die Überwindung dieser Schwierigkeit, ohne daß Ersetzen durch ein weicheres Kunststoffmaterial erfolgt. Gemäß vorliegender Erfindung kann steiferer Kunststoff verwendet werden, bei dem Deformation weniger wahrscheinlich ist und der keine übermäßige Kraftanstrengung zum Betätigen des Verschlusses erfordert. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Membran für den Verschluß bereitzustellen, die kompakt ist, die aber dennoch die Struktur der invertierbaren Membran beibehält und nicht so viel Kraft erfordert, um den Ausguß anzugeben, wodurch der Verschluß leichter geöffnet und geschlossen werden kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des im Dark-Patent beschriebenen Verschlusses ist eine Klinke vorgesehen, um den Ausguß geschlossen zu halten. Das vordere Ende des Ausgusses kann gegen eine feste Wand der Verschlußbasis eingeklinkt werden, wodurch eine axial gerichtete Druckkraft auf den Ausguß erzeugt wird, die dazu dient, die Dichtung am unteren Ende des Ausgusses weiter zusammenzudrücken, wodurch die Dichtwirkung erhöht wird. Bei nach außen konisch erweiterten Dichtungen, wie jenen in der Gestalt einer Bellview-Feder, dienen Druckkräfte, die innerhalb des Behälters erzeugt werden, an dem der Verschluß angebracht ist, wie sie durch Verdampfen eingeschlossener Fluids verursacht werden können, dazu, die Dichtung weiter abzudichten.
Bei der praktischen Anwendung wurde auch entdeckt, daß das Einklinken des Ausgusses am vorderen Ende, wie im Dark-Patent vorgeschlagen, nicht immer wirksam war. Bei jenen Anwendungen, bei denen der jeweilige Verschluß durch Schraubengewinde, die an den Innenfläche der Verschlüsse ausgebildet sind, an Behältern angebracht ist, wobei der Verschluß dazu ausgebildet ist, ihn auf eine Flaschenöffnung mit Gewinde zu schrauben, löst sich manchmal die vordere Klinke und läßt Auslaufen zu. Der Verschluß wird bei dieser Anwendung am mit Gewinde versehenen oberen Ende einer Flasche angeordnet und wird dann durch automatische Maschinen zum Zusammenbauen gedreht, um den Verschluß vollständig in Position zu schrauben, bis der Verschluß nicht mehr gedreht werden kann. Die zum Drehen aufgewendete Kraft wird jedoch manchmal nicht rasch genug gelockert und ist manchmal groß genug, um Überdrehen und vorübergehendes Verformen des Verschlusses zu bewirken. Es wird festgestellt, daß durch Überdrehen des Kunststoffverschlusses seine Geometrie vorübergehend deformiert wird, wodurch die Klinke vorne freigegeben wird. Da die mit Kappe versehene Flasche mit Flüssigkeit gefüllt ist, kann es beim Ausklinken des Ausgusses daher zum Ausfließen kommen, was natürlich eine unerwünschte Konsequenz darstellt.
Um das Problem mit dem Einklinken zu beseitigen, sieht Komischke im am 29. August 1989 erteilten Patent Nr. 4.860.934 mit dem Titel "Closure for Receptables", das der Schmalbach-Lubeca AG, einem Lizenznehmer, übertragen wurde, ein Paar Seitenklinken vor, um den Ausguß in der geschlossenen Position zu halten, wobei sich jeder auf einer Seite des schwenkbar montierten Abgabeausgusses befindet.
Im allgemeinen umfaßt eine solche Seitenklinke einen nach oben ragenden elastischen Stiel oder Steg, der sich auf der Seite des Ausgusses befindet, die einen sich seitlich erstreckenden Vorsprung oder Riegel umfaßt, um zwei Bezeichnungen zu nennen, und die angrenzende Seite des schwenkbaren Ausgusses umfaßt eine(n) Klinkenrippe oder - streifen. Der Riegel liegt im Weg, den die Ausgußrippe beschreibt, wobei der Riegel des Stegs und die Rippe ineinandergreifen, um dadurch eine lösbare Klinke zu bilden. Wenn der Ausguß von seiner aufrechten Abgabeposition in die geschlossene Position geschwenkt wird, trifft die Rippe zunächst auf den Riegel auf und liegt an ihm an, was es erforderlich macht, daß der Benutzer auf den Ausguß eine größere Kraft ausübt und dadurch den nach oben ragenden Steg durch Kraft, die auf den starren Klinkenriegel ausgeübt wird, dazu zwingt, sich vorübergehend durchzubiegen und zur Seite nach außen, vom Ausguß weg zu biegen, wodurch die Rippe am Riegel vorbeibewegt werden und der Ausguß seine geschlossene Position erreichen kann. Aufgrund seiner Elastizität schnappt der Steg in seine normale aufrechte Position zurück, wobei der Riegel in Klinkeneingriff über der entsprechenden Rippe auf dem Ausguß liegt und sich in arretierendem Kontakt damit befindet, wodurch der Ausguß in der geschlossenen Position eingeklinkt wird, und verhindert dadurch, daß sich der Ausguß vorzeitig öffnet. Alle derartigen Klinken werden vom Benutzer unter Ausübung angemessener Kraft zum Hochheben des Ausgusses gelöst. Detailliertere Angaben sind dem Komischke-Patent zu entnehmen. Derartige Seitenklinken werden vorzugsweise in Verbindung mit der vorderen Klinke verwendet, wie im älteren Patent des Erfinders des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes, US-Patent Nr. 4.400.327 geoffenbart.
Die Drehkraft, die ausgeübt wird, um das Verschlußelement auf die Flasche zu schrauben, wie oben beschrieben, kann manchmal bewirken, daß sich eine Seitenklinke vorübergehend löst, die andere Seitenklinke jedoch dennoch wirksam bleibt und hält. So bleibt der schwenkbare Ausguß in der geschlossenen Position, und, wenn die Drehkraft aufgehört hat, kehrt die eine Seitenklinke wieder in ihre Position zurück, in der sie am Ausguß festgeklinkt ist, und verbindet sich mit der kontinuierlichen Klinkenfunktion der anderen Seitenklinke, während der vorübergehend verformte Kunststoff- Verschluß unter der Wirkung der gespeicherten Elastizitätskraft wieder in seine ursprüngliche Gestalt zurückkehrt. Obwohl es eine Lösung für das beschriebene Problem bietet, ist, wie aus der Zusammenfassung des Komischke-Patents hervorgeht, die Werkzeugbestückung zur Herstellung des Verschlusses schwieriger und komplexer.
Der im Komischke-Patent dargestellte Klinkenmechanismus kann nur als Hinterschneidung in die stationäre Hälfte der Form eingearbeitet werden. Um eine Form zu bilden, die fähig ist, eine solche Hinterschneidungsgestalt zu erzeugen, ist es notwendig, in der stationären Hälfte der Form zurückziehbare Kernstifte vorzusehen. Während des Formens müssen diese Kernstifte aus dem Formhohlraum zurückgezogen werden, bevor sich die Form öffnet. Auf diese Weise kann der Hinterschneidungsabschnitt im Hohlraumstahl seitlich aus seiner Position herausgebogen werden. Im spezielleren muß sich die nach oben stehende Wand, auf der der Klinkenvorsprung ausgebildet ist, durchbiegen, wenn die Form bewegt wird, wodurch zugelassen wird, daß der Vorsprung die Hinterschneidung in der Form verläßt, in der der Vorsprung ausgebildet wurde. Die nach oben stehende Wand kann sich jedoch nur durchbiegen, wenn sich hinter dieser Wand ein hohler Bereich befindet. Ein solcher hohler Bereich wird durch die zurückziehbaren Kernstifte in der stationären Hälfte der Form gebildet. Die Stifte können zurückgezogen werden, bevor sich die Form öffnet, wie zuvor beschrieben, wodurch der notwendige Raum freigemacht wird, um einen hohlen Bereich zu erzeugen.
Ein Ansatz, dessen sich der Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes zuvor bedient hat, um teuere Werkzeugbestückung zu vermeiden, die zusätzliche bewegliche Stäbe des Typs umfaßt, der für die in Komischke geoffenbarte Seitenklinke erforderlich ist, besteht darin, die Geometrie des Klinkenelementriegels und des zugeordneten Stegs sorgfältig so zu formen, daß sich der tragende Steg von seinem breiteren unteren Ende nach oben verjüngt und der vorspringende Riegel ebenfalls verjüngt ist. Das ermöglicht es, daß der Vorsprung elastisch in den Abschnitt des Hohlraums im Werkzeug umgebogen wird, den der Stegabschnitt freigibt, wenn die Werkzeugbestückung für den Hohlraum zurückgezogen wird. Obwohl der Einsatz des obigen Verfahrens im allgemeinen erfolgreich war, wurden die Vorsprünge bei diesem Verfahren in vielen Fällen beschädigt, was beim Herstellungsverfahren zu einer geringeren Ausbeute an akzeptablen Verschlüssen als erwünscht und somit zu weniger günstigen Herstellungskosten führt. Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht darin, eine neue Seitenklinkenkonstruktion für den einteiligen Verschluß bereitzustellen, durch die die Klinke während der Herstellung nicht beschädigt wird, wodurch höhere Ausbeuten im Herstellungsverfahren erreicht werden, sowie in einem neuen Herstellungsverfahren.
Die Erfindung stellt auch eine neue Konstruktion für die Struktur von Seitenklinken bei einem einteiligen Kunststoff-Verschlußelement und ein damit verbundenes neues Verfahren zur Herstellung dieser Elemente bereit. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung einteiliger Verschlüsse, die Seitenklinken umfassen, mit besseren Ausbeuten bei der Herstellung und damit zu geringeren Herstellungskosten als bisher; ein ausgeprägter praktischer Vorteil.
Verschlüsse werden verwendet, um Flaschen mit Gewinde zu verschließen. Bei Verschlüssen des im Dark-Patent gezeigten Typs können die Membran und die Stützstruktur so konstruiert sein, daß sie auf das obere Ende der Flasche passen und/oder können so konstruiert sein, daß sie in den Hals der Flasche passen. Oft wird eine bestimmte Verschlußkonstruktion angestrebt, um eine gewünschte physikalische Eigenschaft, ein "Feeling" für einen bestimmten Ausguß und eine bestimmte Membran, wie Größe und besonders einfache Handhabung, zu erzielen, wie sie bisher nur erzielt werden konnten, indem es in der Folge erforderlich war, daß sich die Membran in den Hals der Flasche hinein erstreckte. Üblicherweise sollte das kein Hindernis darstellen, weil üblicherweise zu erwarten ist, daß der Innendurchmesser der Flasche auf eine entsprechende Toleranz festgelegt ist.
Unglücklicherweise läßt die Flaschenerzeugungsindustrie eine große Toleranz der "I"- Abmessung, der Innenabmessung des Flaschenhalses, zu, und dessen Größe kann beträchtlich variieren. Wenn die Membran so groß sein müßte, daß sie in den Hals der Flasche hinunterragt, paßt sie möglicherweise nicht immer und kann an die Innenfläche des Flaschenhalses stoßen, eine natürlich unerwünschte Situation.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Notwendigkeit eines kleinen Verschlusses des im Dark-Patent geoffenbarten Basistyps ab, der zum Einsatz für Schraub-Flaschen bestimmt ist, bei denen die Geometrie eine solche ist, daß die Membran des Verschlusses und die dazugehörige Verschlußstruktur, die eine solche Membran trägt, nicht in den Flaschenhals hinunterreicht, und der Verschluß dennoch insgesamt das gewünschte Feeling der einfachen Betätigung aufweist.
Ein damit in Zusammenhang stehendes Ziel ist die Bereitstellung eines einteiligen Kunststoffverschlusses, bei dem eine Membran mit geringerer Länge eingesetzt wird. Ein Vorteil der kürzeren Konstruktion besteht darin, daß sie es ermöglicht, eine Abgabekappe zu konstruieren, bei der sich die Membran oberhalb der Oberseite der Flaschenkappe befindet, ohne daß die Kappe dadurch zu hoch wird. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß das obere Ende der Flasche mit einem dünnen Manipulationen anzeigenden Film oder Siegel versehen werden kann, wobei der Verschluß über das Manipulationen anzeigende Siegel geschraubt ist. So muß der Käufer dieses Getränks feststellen, ob Manipulationen vorgenommen worden sind, indem er den Verschluß abschraubt und das Siegel durchbricht, bevor er den Verschluß wieder aufsetzt und den Flascheninhalt verbraucht.
Es wird auf das am 3. April 1984 erteilte ältere Dark-Patent Nr. 4.440.327 mit dem Titel "Fluid Dispensing Closure with Integral Valve" Bezug genommen, das durch Verweis vollständig hierin eingeschlossen ist, um die Struktur, Geometrie und Bildung des Basisverschlusses, die Betätigungsmechanismen und die Vielzahl von Gestalten zu beschrieben, in denen das invertierbare Membran für solche Verschlüsse nach Wunsch ausgebildet werden kann.
Es wird auch auf den Inhalt des am 29. August 1989 erteilten Komischke-Patents US- 4.960.934 für einen "Verschluß für Behälter", das an die Schalbach-Lubeca AG übertragen wurde, einschließlich Zeichnungen verwiesen, das durch Verweis vollständig hierin eingeschlossen ist, um die zusätzlichen Konfigurationen des Verschlusses der Art, die im älteren US-Patent Nr. 4.440.327 des Erfinders des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes beschrieben sind, und die Seitenklinken umfassende Struktur zu zeigen.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine neue Membran für Verschlüsse bereit. Die Erfindung stellt eine Verbesserung des im Dark-Patent präsentierten einteiligen geformten Verschlusses bereit, indem die Gestalt der Membran modifiziert wird, wodurch leichte Betätigung bei Verschlüssen mit kleinen Abmessungen erzielt wird. Es kann gesagt werden, daß zwischen dem Ausguß und der invertierbaren Membran der älteren Verschlußkonstruktion eine sekundäre Membran hinzugefügt wird und die Länge und die Oberfläche der ersteren verringert werden. Die resultierende Membran ist zusammengesetzt und weist tatsächlich zwei Membranabschnitte auf, einen oberen elastisch verformbaren, flexiblen, faltbaren Abschnitt, wie er an verschiedenen Stellen genannt wird, und einen unteren Abschnitt, der eine invertierbare Eigenschaft beibehält, und die Abschnitte erfüllen ihre Funktion nacheinander.
Der faltbare Abschnitt wird geschwenkt und geschoben und durch den schwenkenden Ausguß gezogen, eine "Schiebe-Zieh"-Membranbetätigung, die bewirkt, daß sich der faltbare Membranabschnitt windet und aufwindet und der invertierbare Membranabschnitt geschwenkt wird und sich umdreht. Dadurch, daß sie vom Ausguß bewegt wird, wenn der Ausguß manuell in die geschlossene Position geschwenkt wird, bewirkt die Schiebe-Zieh-Membran zunächst, daß die invertierbare Membran über den Totpunkt geschoben, geschwenkt wird und sich dadurch umkehrt, und dann wird die faltbare Membran elastisch verformt, zusammengedreht oder um sich selbst gewickelt, wenn sie vom Ausguß in eine andere Richtung gezogen wird, wodurch sie sich während der Bewegung auf sich selbst in eine Position faltet, in der sie unter dem Ausguß liegt, wenn der Ausguß in die geschlossene Position geschwenkt ist. Die gesamte Verschlußmembran hat eine kompaktere Größe als die Konstruktion nach dem Stand der Technik es zuließ, und ihre Abschnitte erfüllen ihre Funktion nacheinander.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine verbesserte Ausgußklinke. Diese Klinkenanordnung umfaßt einen Wandabschnitt, der die obere und die untere Ausgußoberfläche trennt. Auf einer Seite der Wand befindet sich das starre Klinkenelement, der Stab, der mit der komplementären Klinkenrippe auf dem Ausguß ineinandergreifen soll, und auf der gegenüberliegenden Seite ist die Wand einem Hohlraum an der Unterfläche des Ausgusses zugewandt. Die Wand kann als Reaktion auf seitliche Kraft, die durch manuelles Drücken des Ausgusses für den Ein- und Ausklinkvorgang ausgeübt wird, leicht in diesen Hohlraum gebogen werden.
Die bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusses umfaßt sowohl die verbesserte Klinke als auch die zusammengesetzte Membran.
Die obigen und zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung gemeinsam mit ihren strukturellen Eigenheiten, die in den obigen Ausführungen nur kurz zusammengefaßt wurden, werden Fachleuten durch das Lesen der detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform, die in dieser Beschreibung folgt, in Verbindung mit einer Darstellung davon, wie sie in den beiliegenden Zeichnungen veränschaulicht wird, klarer werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In den Zeichnungen:
ist Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines einteiligen Verschlusses gemäß vorliegender Erfindung, wobei sich der Abgabeausguß in der angehobenen offenen Position befindet;
ist Fig. 2 die gleiche perspektivische Ansicht des Verschlusses von Fig. 1, wobei sich der Abgabeausguß jedoch in der abgesenkten geschlossenen Position befindet;
veranschaulichen die Fig. 3 und 4 den Verschluß von Fig. 1 in Draufsicht von oben bzw. im Aufriß von unten, wobei sich der Ausguß in der aufrechten Abgabeposition befindet;
veranschaulicht Fig. 5 einen Aufriß von unten, wobei sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet;
ist Fig. 6 eine seitliche Schnittansicht des Verschlusses von rechts entlang Linie 6-6 in Fig. 1;
ist Fig. 7 die gleiche Schnittansicht von rechts wie in Fig. 6, in einem vergrößerten Maßstab gezeichnet, die aber eine Darstellung mit dem Ausguß in geschlossener Position zeigt;
ist Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Ausgusses und der Membranabschnitte des Verschlusses von Fig. 1, in vergrößertem Maßstab gezeichnet;
sind die Fig. 9A, 9B, 9C und 9D bildliche Schnittansichten des Ausgusses, wobei die hintere Dichtung weggelassen ist, und der Membran, die den Ausguß in offener, zwei teilweise geschlossenen Zwischenpositionen bzw. in geschlossener Position, sowie die elastische Verformung zeigen, die an der Membran auftritt, wenn sich die Falte die Membran entlang bewegt, während sich die Membran umdreht;
ist Fig. 10A eine Teilschnittansicht von vorne des Ausgusses von Fig. 1 entlang Linie 10- 10 von Fig. 1, um die Klinkenelemente besser zu veranschaulichen, und Fig. 10B die gleiche Teilschnittansicht von vorne wie in Fig. 10A in vergrößertem Maßstab, wobei der Ausguß jedoch in der geschlossenen Position eingeklinkt ist, die weiters die Klinkenelemente veranschaulicht;
veranschaulichen die Fig. 11A und 11B das Verfahren zur Herstellung des neuen Verschlusses mit Klinke;
ist Fig. 12 eine Teilschnittansicht wieder einer anderen Ausführungsform des Verschlusses, die eine neue Doppeldichtung enthält, wobei der Verschluß-Ausguß in der Abgabeposition gezeigt wird; und
ist Fig. 13 die gleiche Teilschnittansicht wie in Fig. 12, wobei der Ausguß in der geschlossenen Position gezeigt wird.

ARTEN DER DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Auf die Fig. 1 bis 8 Bezug nehmend wird ein Kunststoff = Verschluß gezeigt, der eine relativ starre Basis 3 mit einer allgemein zylindrischen Seitenwand, einen starren Auslaß-Ausguß 5, der einen Ausgußdurchgang 9 und eine verlängerte Deckfläche 6 umfaßt, wobei letztere breiter ist als der den Ausgußdurchgang definierende Abschnitt, ein "lebendes" Schwenklinien-Scharnier 7 und eine zusammengesetzte Membran 11 umfaßt, die an zwei Abschnitten besteht, die eine faltbare Membran 13 und eine invertierbare Membran 15 umfassen.
Wie besser in Fig. 6 gezeigt, erstreckt sich der Ausguß durch die Membran, und der Eingang zum Ausgußdurchgang 9 für den Zugang zum abzugebenden Material befindet sich an der Unterseite des gebildeten Verschlusses. Eine Dichtung 19 ist am unteren Ende des Ausgusses ausgebildet und umgibt den Eingang zum Ausgußdurchgang 9. Eine Wand, die eine Dichtfläche 21 bildet ist in der Verschlußbasis ausgebildet und führt von der Verschlußdeckfläche in einer Position unmittelbar hinter der Schwenklinie 7 nach unten. Die Anordnung ist eine solche, daß, wenn der Ausguß in die geschlossene Position geschwenkt wird, wie besser in Fig. 7 gezeigt, Dichtung 19 an der Dichtfläche 21 anliegt, so daß für dichtes Abschließen gesorgt wird indem sie auf geeignete Weise gegen die Dichtfläche gedrückt wird.
Dichtung 19 hat vorzugsweise eine nach außen konisch erweitere Geometrie und ähnelt einem Saugnapf und/oder einer Belleville-Feder, die sich gegen die Dichtfläche ausbreitet, wenn sie zusammengedrückt wird, wie es im Detail besser im ältereren US- Patent Nr. 4.440.327 des Erfinders des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes dargestellt und beschrieben ist, auf das nach Wunsch bezug genommen werden kann. Kurz gesagt drückt das vordere Ende von Ausguß 5 an der Rückseite von Wand 4 gegen die Vorderwand der Verschlußbasis, wodurch eine Axialkraft erzeugt wird, die auf den Ausguß drückt und somit die Dichtung zusammenpreßt.
Das vordere Ende des Ausgusses enthält vorzugsweise eine abgefaste Oberfläche 8, um über das vordere Klinkenelement in Nockeneingriff zu kommen, wie weiter unten beschrieben. Drei Versteifungsstrebenabschnitte 12, 14 und 16, die in den Unteransichten der Fig. 4 und 5 dargestellt werden, sind zwischen der Dichtfläche 21 und einer davon abhängigen Wand des Verschlusses ausgebildet, um der Dichtfläche zusätzliche Starrheit zu verleihen. Die Anzahl der verwendeten Versteifungsstreben hängt von der Größe des Verschlusses ab.
Wenn sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet, wie in Fig. 2, wird der Ausguß in einem Abteil 17 aufgenommen, das als Ausnehmung von der Deckfläche 1 der Basis innerhalb von Basis 3 ausgebildet ist. Der Deckabschnitt 6 des Ausgusses paßt auf geeignete Weise fluchtend mit der Deckfläche 1 der Basen zusammen. Ein Ausnehmungsabschnitt oder eine Vertiefung ist in der zylindrischen Seitenwand der starren Basis 5 ausgebildet, so daß man einen Finger an die Vorderkante von Ausgußabdeckung 6 pressen kann, um den Ausguß 5 in die Abgabeposition zu schwenken, und für bessere Hebelkraft zu sorgen, um den Ausguß manuell aus den Vorder- und Seitenklinken auszuklinken. Basis 3 umfaßt ein Innengewinde 18, um das Befestigen an einem getrennten zugeordneten Behälter, wie einer Flasche, zuzulassen, wie teilweise in Fig. 6 dargestellt.
Im speziellen auf Fig. 8 bezug nehmend, die die Membran und den Ausgußabschnitt des Verschlusses in der Perspektive in einem vergrößerten Maßstab zeigt, sind die Details von Membran 11 besser zu verstehen. Das untere Ende oder die Basis von Auslaßausguß 5 ist an der faltbaren Membran 13 an einer einstückig ausgebildeten Biegungslinie oder flexiblen Verbindung befestigt, wie sie verschiedentlich genannt wird, die durch strichlierte Linie 28 dargestellt ist. Membran 11 enthält den invertierbaren Membranabschnitt 15 und den faltbaren Membranabschnitt 13 in einer mechanischen Folgebeziehung zueinander. Die beiden Membranabschnitte sind in bezug aufeinander in einem flachen Winkel angeordnet.
Der faltbare Membranabschntit 13 ist entlang einer flexiblen Verbindung 29 mit der invertierbaren Membranabschnitt 15 verbunden, die eine Falte zwischen diesen beiden Membranabschnitten bildet. Die flexible Verbindung 29 ist ausgebildet an und kann definiert werden als Ort von Schnittpunkten zwischen einer Ebene, die sich durch das Schwenkscharnier 7 in einem flachen Winkel von der Horizontalen nach unten neigt und schneidet die zusammengesetzte Membran 11, die durch die strichlierte Linie 29A in Fig. 9A dargestellt ist, wie später erörtert. In diesem Kontext wird die flexible Verbindung 29 als eine Art Scharnier betrachtet, jedoch nicht als "lebendes" Scharnier, wie es beim früher beschriebenen Scharnier 7 verwendet wird.
Der faltbare Membranabschnitt 13 ist durch eine als strichlierte Linien dargestellte flexible Verbindung 29 mit dem unteren Ende des Ausgusses verbunden, und definiert das obere Ende eines solchen Membranabschnitts und der Membran insgesamt. Wie gezeigt, erstreckt sich das obere Ende der Membran an Verbindung 28 horizontal über die Basis des Ausgusses von der rechten Seite von Ausgußabdeckung 6 zu ihrer linken Seite. Das unter Ende von Membranabschnitt 13 ist durch Falte 29 begrenzt, die eine Kurve definiert. In dieser Ansicht in seinen Umrissen der Unterlippe eines Menschen zu ähneln. Es ist anzumerken, daß bei dieser Ausführungsform die Oberfläche von Membranabschnitt 13 kleiner ist als die Oberfläche des invertierbaren Membranabschnitts 15.
Bei dieser Ausführungsform hat die invertierbare Membran 15 Facettengestalt und weist drei im wesentlichen gerade Seiten a, b und c auf, wobei die ersten zwei parallel und die letzte senkrecht dazu verläuft, wodurch ein Rechteckssegment gebildet wird, durch welche Seiten die Membran mit der Verschlußbasis verbunden ist, wie in den vorherigen Figuren, einschließlich der Fig. 3, 4 und 5, dargestellt. Diese Verbindung mit der Verschlußbasis hält die Membran, während diese beim beschriebenen Verfahren gemäß vorliegender Erfindung gebogen wird. Diese periphere Grenze der Membran kann so als flexible Verbindung oder Gelenk betrachtet werden, wie sie verschiedentlich genannt wird. Das obere Ende von Membran 15 erscheint als konkav gekrümmte Gestalt, die durch Falte 29 definiert ist, wobei sich die Grenze, an der diese Membran mit der faltbaren Membran 14 verbunden ist, unmittelbar darüber befindet.
Während die Seitenkanten der Membran a, b und c, mit denen sie bei dieser Ausführungsform an der Basis befestigt ist, gerade sind, ist anzumerken, daß bei anderen praktischen Ausführungsformen die Seitenkante dieser Membran statt dessen eine von vielen alternativen Geometrien aufweisen kann, beispielsweise eine kontinuierliche Kurve, wie einen Kreis- oder Ellipsenabschnitt, oder Kante c kann gekrümmt sein, etwa kreisförmig, während die Kanten a und b gerade gehalten werden.
Während der Schwenkbewegung des Auslaßausgusses 5 um das Schwenklinienscharnier 7 zwingt die Ausgußbasis, während der Ausguß in die geschlossene Position bewegt wird, die zusammengesetzte Membran dazu, daß sie sequentiell nach innen zusammenfällt. Zunächst dreht sich die invertierbare Membran 15 durch die Symmetrieebene 22 hindurch um, wie in den Fig. 6 und 9a gezeigt, und ihr folgt die sich faltende Membran 13, wenn der Ausguß weiter in die geschlossene Position geschoben wird. Die sich faltende Membran 13 verwindet sich, wenn sich die invertierbare Membran 15 umdreht, so daß ihre Bewegung nur sehr geringen Einschränkungen unterliegt. Dann bewegt sich die sich faltende Membran in einer sich ein- und auswickelnden Bewegung, während der Ausguß weiter in die geschlossene Position geschwenkt wird. Die Betätigung der zusammengesetzten Membran 11 und ihre Betätigungsabfolge werden nachstehend detaillierter erörtert. Im Gegensatz dazu wird die im Dark-Patent US. 4.400.327 beschriebene Membran auf eher zufällige Weise gebogen und geschlossen.
Der Abgabeverschluß hat eine solche Konfiguration, daß, wenn sich der Ausguß in der Abgabeposition befindet, er senkrecht zur Oberseite des Verschlusses steht; wenn der Ausguß vertikal steht, ist die Oberseite des Verschlusses horizontal. Wenn der Ausguß um das Scharnier 7 an der Rückseite des Ausgusses geschwenkt und in die geschlossene Position gebracht wird, beschreibt der Ausguß einen Bogen von 90º und wird parallel zur Oberseite des Verschlusses ausgerichtet. In der letzteren Position ist seine Achse, wie die Verschlußoberseite, horizontal ausgerichtet.
Um eine positive Druckdichtung zu bewirken, liegen beim Schließen beide Enden des Ausgusses vorzugsweise an der starren Basis 3 an, wie in Fig. 7 gezeigt. Die Schalendichtung 19 an der inneren Bodenfläche von Ausguß 5, die den Durchgang umgibt, drückt die Dichtung, die auf Art einer Belleville-Feder wirkt, zusammen und verformt sie, wenn das Abgabeende von Auslaßausguß 5 an der starren Basisklinkenoberfläche 10 angreift, wodurch für einen festen Sitz an der inneren Dichtfläche 21 und positives Abdichten gesorgt wird.
Fig. 9a, 9b, 9c und 9d zeigen mit geringfügiger künstlerischer Übertreibung die Membran 11 in einer Schließsequenz dar, wenn Ausguß 5 aus der vertikalen Abgabeposition in Fig. 9a in die geschlossene Dichtungsposition in Fig. 9d geschwenkt wird. Diese Sequenz wird beim Öffnen umgedreht. In diesen vier Darstellungen wird die Dichtung, die sich an der Basis des Ausgusses befindet, weggelassen, um die Betätigung der Membran klarer zu zeigen. Die Abfolgenmembran 11 enthält den invertierbaren Abschnitt 15 und einen sich faltenden Abschnitt 13, die an der flexiblen Verbindung 29 miteinander verbunden sind.
Fig. 9a stellt die Membran in ihrer geformten Position dar, die die Abgabeposition ist. In dieser Position befindet sich befindet sich der invertierbare Membranabschnitt 15 über der Symmetrieebene 22. Die Symmetrieebene ist als eine Ebene definiert, die durch das "lebende" Scharnier 7 und die äußeren Umfangskanten von Membran 15 geht, die an der Verschlußbasis befestigt sind, hier Kanten a, b und c, die Biegeverbindungen von der zusammengesetzten Membran zur starren Verschlußbasis darstellen. Diese Symmetrieebene dient als "Totpunkt" für den invertierbaren Membranabschnitt.
Dreidimensional gesehen, wie früher in Fig. 8 dargestellt, kann gesagt werden, daß die Membran in dieser Position eine konvexe Konfiguration aufweist und sich zumindest leicht über die Symmetrieebene nach oben ausbeult und eine nach oben gerichtete Kraft erzeugt, die den Ausguß aufrecht hält; das heißt, die Membran setzt der Schwerkraft, die versucht, den Ausguß aus der aufrechten Position zu kippen, Widerstand entgegen.
Die flexible Verbindung oder Falte 29, die die beiden Membranabschnitte miteinander verbindet, die durch die Schnittebene 29A definiert werden, wie zuvor beschrieben, bewegt sich, wenn der Ausguß zugedreht wird. Es sei daran erinnert, daß Schnittebene 29a, in dieser Ansicht orthogonal zur Ebene des Papiers gesehen, Membran 11 überquert und durch beide Enden des Scharniers 7 hindurchgeht. Wenn sich der Ausguß in der offenen Position befindet, wie in Fig. 9a, ist die Schnittebene 29A und Falte 29 über Symmetrieebene 22 angeordnet. In der in Fig. 9d gezeigten abgedichteten Position haben sich Schnittebene 29A und Kante durch die Symmetrieebene 22 hindurch in eine Position unter der Symmetrieebene geschwenkt.
Wie in Fig. 9b gezeigt, dreht sich, wenn der Ausguß anfänglich in dieser Darstellung gegen den Uhrzeigersinn um Scharnierachse 7 bewegt wird, der invertierbare Abschnitt der Membran 15, wobei sich die faltbare Membran 13 verwindet, was es ermöglicht, daß die invertierbare Membran 15 leicht umdreht oder nach innen schnellt. Mit der Schwenkbewegung des Ausgusses in die geschlossene Position werden beide Membranabschnitte in Position geschwenkt. Wenn der Ausguß weiter nach unten geschoben wird, wie in Fig. 9c gezeigt, faltet sich der faltbare Abschnitt 13 in einer Aufwickel/Auswickel-Bewegung weiter zusammen, bis sich die Membran und der Ausguß in der vollständig geschlossenen Position befinden, wie in Fig. 9d gezeigt. Das aufeinanderfolgende Biegen schafft eine leichter zu betätigende Membran und daher einen vielseitigeren Verschluß.
Es ist anzumerken, daß sich die faltbare Membran 13 in der Höhe weiter hinauf erstreckt als die Deckfläche 1 der Verschlußbasis, wie in der offenen Position, wie in Fig. 9a gezeigt, gesehen, wodurch ein Ausnehmungsbereich 2 unter der Basis des Ausgusses geschaffen wird. An der Verbindung zwischen der Unterseite des Ausgusses und der Membran 13 befindet sich eine weitere flexible Verbindung 28. Diese Verbindung und der Ausnehmungsbereich lassen der faltbaren Membran mehr Raum, in den sie sich hinein falten kann.
Es kann kurz auf Fig. 4, die eine Unteransicht der zusammengesetzten Membran 11 mit dem Ausguß in aufrechter Position zeigt, und auf Fig. 5 verwiesen werden, die die gleiche Ansicht zeigt, wobei sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet. Durch Vergleichen der beiden Figuren kann die Änderung in der Membrangestalt an der Unterseite festgestellt werden, die aus dem Biegen der faltbaren Membran 13 und um Umdrehen der invertierbaren Membran 1 S beim Erreichen der geschlossenen Position resultiert, in der sich Dichtung 19, die sich an der Rückseite des Ausgusses befindet, im Dichtungsangriff mit der Dichtfläche 21 befindet.
Während die Membran in der obigen Ausführungsform Facettengestalt hatte, ist festzustellen, daß die invertierbare Membran viele verschiedene Gestalten haben kann. Sie kann konisch oder kuppelförmig sein. Sie kann eine vielfacettige Gestalt, wie die einer Pyramide, haben. Membranen mit dieser Gestalt können umgestülpt und auf sich selbst invertiert werden.
Die invertierbare Membran ist als Segment einer hohlen Gummikugel vorstellbar. Die Innenfläche hat eine kleinere Oberfläche als die Außenfläche. Wenn dieses Segment umgedreht, d. h. umgestülpt wird, wird die Innenfläche zur Außenfläche und muß sich daher dehnen, und die Außenfläche wird die Innenfläche und muß sich daher zusammendrücken. Diese Rollenumkehr kann aufgrund der physikalischen Einschränkungen, denen das Material unterliegt, nicht vollständig erreicht werden. Daher hat die Membran durch Verlängert der invertierbaren Membran nach oben, wie bereits beschrieben, mehr Raum, in den hinein sie sich falten kann, und diese physikalischen Einschränkungen können dadurch ausgeglichen werden.
Ebenso kann der faltbare Membranabschnitt jede gewählte Gestalt haben, solange dieser Abschnitt auf die hier beschriebene Weise mit dem invertierbaren Membranabschnitt kooperiert. Und die faltbare Membran ist als dünner flexibler Abschnitt vorstellbar, der um sich gewickelt und ausgewickelt werden kann.
Wenn die in der US-PS-4.440.327 an Dark dargestellte Verschlußstruktur im Querschnitt durch die Mitte des Ausgusses und der Membran betrachtet wird, ist ein Dreieck zu sehen, in dem die Symmetrieebene die längste Seite oder Hypotenuse ist, sich der starre Ausguß an der "gegenüberliegenden Seite" und die invertierbare Membran an der angrenzenden Seite befindet. Um eine leicht zu aktivierende Membran zu erreichen, sollte der Winkel zwischen der Hypotenuse und der "angrenzenden Seite" nicht größer als 15º sein. Starre Ausgüsse mit großem Durchmesser erfordern es jedoch, daß er Schenkel an der gegenüberliegenden Seite der Hypotenuse eine größere Länge aufweist, um eine solche 15º-Grenze beizubehalten. Diese Erhöhung der Länge begrenzt daher seine Anwendung.
Wenn alternativ dazu ein starrer Ausguß mit großem Durchmesser mit einer kurzen Hypotenuse verwendet wird, verkürzt sich auch die angrenzende Seite, und der Winkel zwischen der Hypotenuse und der angrenzenden Seite nimmt zu, und auch die zum Aktivieren der Membran erforderliche Kraft nimmt zu. Die Membran, die sich an der angrenzenden Seite der Hypotenuse befindet, erfordert beim Umkehrvorgang einen größeren Prozentsatz an elastischer Verwindung, weil der Benutzer den Ausguß manuell mit größerer Kraft schiebt, um den Ausguß zu öffnen und zu schließen.
Bei den meisten Anwendungen ist der Einsatz größerer manueller Kraft unerwünscht. Es wurde festgestellt, daß sich die Membran durch das Einschließen eines Scharniers in Form einer Falte durch die Membran mit geringerer Größe leichter biegen oder falten lies. Daher können mit der verbesserten Membran Verschlüsse mit geringeren Größen als zuvor ohne den Nachteil hergestellt werden, daß zusätzliche manuelle Kraftaufwendung zum Öffnen und Schließen des Ausgusses erforderlich ist.
Es ist anzumerken, daß aus den obengenannten Gründen der Grad des Invertierens in dieser Ausführungsform und die damit verbunden Kräfte, die am Ausguß hervorgerufen werden, geringer sind als sie bei einem Ausguß mit entsprechender Größe erzeugt werden, der die im älteren US-Patent-4.440.327 geoffenbarten Membranstrukturen aufweist. Die durch die invertierbare Membran erzeugte abwärtsgerichtete Kraft ist, nachdem die Membran umgedreht wurde, wenn der Ausguß aus der Abgabeposition in die geschlossene Position bewegt wird, geringer, und der invertierbare Membranabschnitt kann nicht selbst die Kraft erzeugen, um den faltbaren Membranabschnitt zu falten. Bei der vorliegenden Verbindung bleibt daher, wenn der Benutzer aufhört, in der in Fig. 9b dargestellten Position auf den Ausguß zu drücken, der Ausguß in der gekippten aus der Vertikalen versetzten Position und schließt nicht vollständig. Dieses Merkmal könnte bei einer Verschlußkonstruktion von Vorteil sein, bei der Verschluß so arbeiten soll, daß der Ausguß in einem solchen Winkel ausgerichtet ist.
Es ist anzumerken, daß alle Zeichnungen die Erfindung im geformten und erstmals aktivierten Zustand zeigen. Wie bei allen Produkten, die sich beim Betrieb biegen, ist jedoch häufig festzustellen, daß sich in der Oberfläche Knitter ausbilden. Derartige Knitter ändern das Aussehen der Membran leicht, beeinträchtigen die Funktion der Membran jedoch nicht.
Um die in der geoffenbarten Ausführungsform enthaltene verbesserte Ausgußklinke besser darzustellen, wird auf die Vorderschnittansichten der Fig. 10A und 10B verweisen, die Schnitte des Verschlusses entlang der Linien 10-10 in Fig. 1 bzw. 11-11 in Fig. 2 sind. Wie in Fig. 10A gezeigt, umfaßt der starre Ausguß 5, der in der vertikalen Abgabeposition dargestellt ist, zwei sich axial erstreckende Rippen 23 und 25 auf der linken bzw. rechten Seite, die einstückig auf dem starren Ausguß 5 ausgebildet und symmetrisch um ihn herum angeordnet sind. Ein erster Riegel 24 wird innerhalb der Ausnehmung in der Verschlußbasis auf der linken Seite durch eine Stützwand 20a gehalten, und ein zweiter Riegel 26 wird von einer ähnlichen Stützwand 20b auf der rechten Seite gehalten, wobei die Riegel 24 und 26 geeigneterweise symmetrisch in der Ausnehmung angeordnet sind.
Stützwände 20a und 20b sind mit anderen Wandelementen verbunden, die Teil der Ausnehmung oder des Abteils 17 sind. Obiges umfaßt die Wand, die den Boden der Ausnehmung bildet und die beiden Wände 20a und 20b verbindet; die sich horizontal erstreckende Wand, die sich in der Figur vom oberen Ende von Wand 20a nach links erstreckt; und eine ähnliche sich horizontal erstreckende Wand, die sich in der Figur vom oberen Ende von Wand 20b seitlich nach rechts erstreckt. Die Seite von Wand 20a, die der das Klinkenelement enthaltenden Seite gegenüberliegt, ist einem Hohlraum 24a in der Unterseite der Verschlußbasis zugewandt. Ebenso ist die gegenüberliegende Seite von Wand 20b einem ähnlichen Hohlraum 26a zugewandt.
Diese Stützwände weisen angemessene Elastizität auf. Durch seitliches Drücken auf den Klinkenelementriegel 24 nach links gibt die Stützwand 20a leicht elastisch nach und bewegt sich in den angrenzenden Hohlraum 24a und geht dann nach dem Aufheben der Druckkraft wieder zurück. Dasselbe geschieht durch seitliches Drücken nach rechts auf Klinkenelementriegel 26, der sich in Hohlraum 26a bewegt. Die Riegel sind innerhalb des Bewegungswegs der Rippen 23 und 25 angeordnet, wenn der Ausguß manuell aus der gezeigten vertikalen Position bewegt wird. Die Rippen treffen auf die Riegel auf und liegen gegen sie an, wodurch seitlich Kraft auf die Riegel ausgeübt wird, um sie auseinander zu bewegen, wenn der Ausguß manuell gedrückt und in die geschlossene Position eingeklinkt wird, wie in Fig. 10B dargestellt, auf die Bezug genommen wird.
Wenn sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet, sind die Stützwände 20a und 20b in ihre normale Position zurückgekehrt und die Klinkenriegel 24 und 26 sind in Position angeordnet und liegen über den Rippen 23 bzw. 25 in Klinkeneingriff und dienen als Hindernis gegen das Hochheben des Ausgusses. Die Gestalt der Klinkenriegel und der entsprechenden Rippen auf dem Ausguß ist eine solche, daß für eine Nockenwirkung an den Riegel gesorgt wird, wenn der Ausguß in die geschlossene Position gesenkt wird, so daß die Bewegung in die eingeklinkte Position und eine Senkwirkung erleichtert wird, wenn sich de Ausguß in der geschlossenen Position befindet, so daß eine größere Schiebekraft auf den Ausguß erforderlich ist, um ihn auszuklinken. Die Festigkeit der Klinke ist zumindest größer als die Kraft, die durch das Zusammendrücken auf die hintere Dichtung des Ausgusses und durch die Biegung in der elastisch verformbaren Membran ausgeübt wird, die am Fuß des Ausgusses auftritt, so daß der Ausguß geschlossen bleibt. Idealerweise ist die Klinke auch stark genug, um zusätzlichen Druck auszuhalten, wie er zu erwarten ist, wenn der Behälter zusammengedrückt würde.
Auf Fig. 11A Bezug nehmend ist das Verschlußelement so ausgebildet, daß es durch Spritzguß in der Abgabeposition geformt ist und während des Formungszyklus in die abgedichtete Position bewegt wird. Der Formungszyklus umfaßt die Formverschlußoberfläche, die als Teilungslinie 93 von Hohlraum 90 bekannt ist, die eine Abstreifplatte berührt, die eine Oberfläche 92 und eine Auswerferhalbfläche 94 aufweist, die eine Auswerferfläche 95 berührt, wodurch eine weitere Trennlinie erzeugt wird. In dieser Position wird heißer geschmolzener Kunststoff in Hohlraum 89 eingespritzt, um beim Abkühlen einen einstückig geformten Verschluß aus Kuntstoffmaterial zu bilden.
Bei dieser Formkonfiguration wird die Trennlinie 92-93 zunächst so geöffnet, daß der geformte Verschluß an den Kernen 86 und 96 befestigt ist. Nachdem, sich die Auswurfhälfte der Form ausreichend geöffnet hat, damit der geformte Verschluß aus dem Hohlraum 89 befreit ist, hören die Platten 87a, 87b, 87c auf, sich zu bewegen, und die Platten 84 und 85 bewegen den sich zurückziehenden Kern 96 weiter aus dem Inneren des Verschlusses, so daß der Ausguß und die Membran hohl sind und durch einen Riegel 88 in den geschlossenen Zustand gebogen werden können, der die Fläche der Form quert, um den Ausguß zu schließen. Nachdem Riegel 88 in seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist, bewegt sich Platte 97 nach vorne und streift dem Verschluß vom Kern 86 ab.
Die obige Formungsabfolge, bei der die Trennlinie 92-93 zuerst geöffnet wird und die Trennlinie 94-95 als zweites geöffnet wird, wurde früher im Dark-Patent beschrieben. Dieses Verfahren kann bei jenen Ausführungsformen der Erfindung eingesetzt werden, die nicht die zuvor beschriebene Klinkenstruktur umfassen. Für die dargestellten Ausführungsformen, die die neue Klinke umfassen, wird jedoch das folgende Verfahren eingesetzt.
Fig. 11B zeigt eine ähnliche Formkonstruktion, die in einer anderen Sequenz aktiviert wird. Heißer geschmolzener Kunststoff wird in den Hohlraum eingespritzt und auf etwa 120ºC abkühlen gelassen, um den Verschluß zu bilden. Die als erstes zu öffnende Trennlinie ist 94-95; die als zweites zu öffnende Trennlinie ist 92-93. Diese Formungssequenz ermöglicht es, daß der Klinkenvorsprung 24 und 26, der in Fig. 10A besser dargestellt wird, geformt wird, ohne daß die Vorsprünge beschädigt werden, wenn sich die Form öffnet. Die Klinkenvorsprünge 24 und 26 werden in Ausnehmungsbereichen des Hohlraums ausgebildet, die einen Unterschnitt bilden. Um diesen Abschnitt des Verschlusses vom Hohlraum zu entfernen, ist es erforderlich, daß sich die hochstehenden Wände 20a und 20b des Verschlusses, Fig. 10A, biegen, damit sich beide Klinkenvorsprünge 24 und 26 aus dem Hohlraum-Unterschnitt loslösen können, in dem sie gebildet wurden. Damit sich die hochstehenden Wände biegen, ist es notwendig, daß hinter dieser Wand hohle Bereiche 24b und 26b erscheinen. Diese hohlen Bereiche werden durch Kerne 24c und 26c gebildet, die Teil des Ausgußkerns 96 sind. Bei dieser Formungssequenz öffnet sich zuerst die Trennlinie 94-95, wodurch der Ausgußkern 96 und die Kerne 24c und 26c zurückgezogen werden, wodurch hohle Bereiche 24b und 26b gebildet werden. Dann öffnet sich die Trennlinie 92-93, wodurch der Verschluß aus dem Hohlraum herausgezogen wird. Während des Öffnens der Trennlinie 92-93 biegen sich die hochstehenden Stützwände des Verschlusses, die in dieser Figur nicht numeriert, aber in Fig. 10A als 20a und 20d identifiziert sind, wodurch es ermöglicht wird, daß die Klinkenvorsprünge 24 und 26 aus den Hohlraum- Unterschnitten 24u und 26u entfernt werden, in denen die Vorsprünge im Spritzgußverfahren gebildet wurden. Der gebildete Verschluß bleibt, obwohl er aus dem geschmolzenen Zustand abgekühlt ist, ziemlich heiß, heiß genug, damit sich die beschriebene Seitenwand biegt. Nachdem der Verschluß aus der Form entfernt wird, kühlt der Verschluß schließlich auf Raumtemperatur ab.
Wie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bekannt ist, kann der Verschluß gemäß der Erfindung aus einem beliebigen einer Vielzahl bekannter Kunststoffmaterialien geformt werden, und wenn in der Zukunft neue Kunststoffmaterialien entwickelt werden, können diese neuen Material für die geoffenbarten Verschlüsse ebenfalls verwendet werden. Während einige Spritzguß-Kunststoffmaterialien geeignete Biegeeigenschaften aufweisen, eignen sich einige solche Materialien möglicherweise nicht für eine spezifische Anwendung, für die der spezielle Verschluß bestimmt ist. Einige Kunststoffmaterialien werden von Seifen, Waschmitteln/Detergenzien und anderen Chemikalien angegriffen, und diese sollten daher zur Verwendung bei Verschlüssen, die zum Einsatz mit diesen Chemikalien bestimmt sind, nicht gewählt werden. Viele Materialien sind von den zuständigen Behörden für Nahrungsmittel-, Getränke und Arzneimittel-Anwendungen einfach nicht genehmigt worden und können ohne eine solche Genehmigung einfach nicht verwendet werden. Andere Kunststoffmaterialien sind einfach zu teuer. Wie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung klar sein wird, sind diese Überlegungen bekannt, und es ist festzustellen, daß sie außerhalb der Erfindung und ihrer Durchführungsart liegen. Daher müssen diese Auswahlkriterien über eine kurze Anmerkung hinaus nicht weiter erörtert werden.
Das bevorzugte Kunststoffmaterial ist ein Polypropylen-Copolymer, im spezielleren ein kautschukmodifiziertes Copolymer. Polypropylen gehört zur Familie der Polyolefine, von denen viele für die geoffenbarten Verschlüsse verwendet werden können. Die Eigenschaften von Polypropylen sind so, daß dicke Abschnitte relativ starr sind, dünnere Abschnitte flexibel sind und sehr dünne Abschnitte als Scharniere verwendet werden können. "Lebende" Scharniere werden während des oder unmittelbar nach dem Formen gebogen. Durch das Biegen werden die Moleküle im Material gerichtet, und als Folge kann das "lebende" Scharnier seine Funktion kontinuierlich erfüllen.
Der obige Verschluß gemäß vorliegender Erfindung kann für das Abgeben eines jeden fließfähigen Materials eingesetzt werden, das üblicherweise allgemein durch Verschlüsse abgegeben wird, gleichgültig, ob es sich dabei um ein Fluid, Granulatmaterial oder dergleichen handelt, und für jede zukünftige Abgabeanwendung. Lotionen, Balsampräparate, Detergenzien, Seifen, Zahnpasta, Honig, Salz, Pfeffer und andere Gewürze, Getränke, sogar kleine Pillen sind Beispiele für Materialien, die abgegeben werden können.
Wie zuvor angeführt, biegt und verwindet sich die Membran während ihrer Verwendung, wodurch Knitter und leichtes Verziehen im Aussehen der Membran verursacht werden. Das beeinträchtigt ihre Funktion nicht. Nach der Verwendung hat sie jedoch ein etwas anderes Aussehen als das im frisch geformten Zustand, wie in diesen Zeichnungen gezeigt.
Die Fig. 12 und 13 stellen eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Teilschnittansicht dar, worin eine Doppeldichtung mit einer anderen Struktur verwendet wird. Als zusätzliches Merkmal enthält die Ausführungsform auch eine neue Nockenstruktur am vorderen Ende des Ausgusses, um Abnutzung an der vorderen Dichtung zu vermeiden. Fig. 12 stellt den Ausguß in der Abgabeposition dar, und Fig. 13 stellt die gleichen Elemente in der geschlossenen abgedichteten Position dar. Diese Figuren zeigen den Ausguß, die Membran und einen Teil der Verschlußbasis. Andere Abschnitte des Verschlusses, wie die in den vorherigen Ausführungsformen früher gezeigten, werden aus Gründen der Klarheit und zum leichteren Verständnis der neuen Dichtung weggelassen. Es versteht sich jedoch, daß die in den Fig. 12 und 13 beschriebene hintere Dichtungsanordnung vorzugsweise innerhalb eines einteiligen im Spritzgußverfahren hergestellten Verschlusses der vorherigen Ausführungsformen als Alternative zu den früher dargestellten Dichtungen eingesetzt wird und bei solchen Ausführungsformen getrennt und/oder gemeinsam mit der nachstehend beschriebenen neuen Nockenanordnung eingesetzt werden kann.
Der Ausguß 100 und die Membran 101 kooperieren mit dem Schwenklinien-Scharnier 109, um sich auf die gleiche Weise wie zuvor beschrieben aus einer offenen Position in eine geschlossene Position umzudrehen. Der Abgabedurchgang 106 geht durch den Ausguß und erstreckt sich in einem rohrförmigen Abschnitt 107 unter das obere Ende des Verschlusses. Das Ende des rohrförmigen Abschnitts ist in einem Winkel zum oberen Ende des Verschlusses ausgerichtet, wobei letzterer in horizontaler Position dargestellt ist.
Die Dichtungswand 108 ist in einem Winkel von 90ºC in bezug auf das Ende des rohrförmigen Abschnitts ausgerichtet, so daß, wenn der Ausguß in einem Winkel von 90º in die geschlossene Position bewegt wird, der rohrförmige Abschnitt 107 an der Dichtungswand 108 anliegt. Ein Stöpsel 104 befindet sich an der Dichtungswand 108. Stöpsel 104 paßt dicht in die verschlossene/abgedichtete Oberfläche 105 und ist an der unteren Innenfläche des Abgabedurchgangs 106 angeordnet und hat eine geeignete Größe und Gestalt, eine geeignete Konfiguration, um dicht über den Stöpsel zu passen.
Die Seitenwände des Stöpsels 104 verlauten schräg. Wie in der Querschnittansicht dargestellt, erscheint die schräge Seitenwand des Stöpsels an der oberen Kante vertikal, parallel zur Achse des Ausgusses. Daher sind keine Unterschnitte oder überhängende Abschnitte am Stöpsel vorhanden, was es ermöglicht, daß das Formungswerkzeug, das zum Formen des Verschlusses verwendet wird, nach der Bildung des Verschlusses leicht entfernt werden kann, ohne den Stöpsel zu beschädigen.
Als nächstes wird die neue Nockenstruktur für den Ausguß betrachtet. Der vordere Stöpsel 102 befindet sich an einer hochstehenden Wand und ist mit dem Auslaßabschnitt des Abgabedurchgangs 206 des Ausgusses ausgerichtet, wenn sich der Ausguß in der geschlossenen Position befindet. Nocke 110 befindet sich an der nach oben stehenden Wand angrenzend an den vorderen Stöpsel 102 und ragt seitlich in den Ausnehmungsbereich über eine größere Distanz als der vordere Stöpsel. Wenn Ausguß 100 in die geschlossene Position geschwenkt wird, greift die Rampenoberfläche 103 mit der Nocke 110 ineinander und fährt an dieser hinauf und darüber, ohne den vorderen Stöpsel 102 zu berühren. Nachdem die Rampe über Nocke 110 gelangt ist, tritt die Nocke in eine in strichlierten Linien dargestellte Nockenausnehmung 111 ein, die sich in der Seite des Ausgusses an Ausgußdurchgang 106 angrenzend befindet.
Die Nockenausnehmung kann eine taschenartige Öffnung sein, die in der Ausgußwand nur von vorne zugänglich ausgebildet ist, oder es kann sich um eine Einkerbung in der Seitenwand handeln, die sich durch die Vorderseite des Ausgusses erstreckt. Sobald die Nocke in Ausnehmung 111 eingetreten ist, kann der vordere Stöpsel 102 vom vorderen Ende des Ausgusses in den Abgabedurchgang 106 eintreten und ihn abdichten. Als Folge wird der vordere Stöpsel nicht abgenutzt, wie es bei einer weniger bevorzugten Ausführungsform der Fall wäre, bei der die Rampenfläche jedesmal, wenn das Abgabesystem verwendet wird, über den Stöpsel bewegt werden müßte.
Die Länge des Ausgusses und des rohrförmigen Abschnitts 107 ist etwas größer als die Distanz zwischen Stöpsel 104 und vorderem Stöpsel 102, wodurch die Druckkraft auf den Ausguß erhöht wird, so daß der Ausguß in der abgedichteten Position fest in Position gehalten wird.
Bei anderen Ausführungsformen des obigen Verschlusses, bei denen die Abnutzung des vorderen Stöpsels 102 kein ernsthaftes Problem darstellt, können die Nockenausnehmung 111 und Nocke 110 weggelassen werden. Wenn der Ausguß bei einer solchen alternativen Ausführungsform in die geschlossene Position bewegt wird, geht die Rampenfläche 103 an der vorderen Unterkante des Ausgusses den vorderen Stöpsel 102 hinauf und darüber, wodurch der Stöpsel 102 in den Abgabedurchgang 106 gelangen kann. Wie Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung klar sein wird, können, obwohl die obige hintere Dichtung und vorderen Nockenstrukturen in Zusammenhang mit einem einteiligen einheitlichen Abgabeverschluß beschrieben worden sind, diese Strukturen auch in andere Verschlüsse aufgenommen werden, nämlich die aus mehreren Teilen bestehenden, auch wenn damit weniger Nutzen verbunden ist.

Claims

1. Einteiliger, im Spritzgußverfahren hergestellter Kunststoffverschluß, umfassend eine Verschlußbasis (3), einen beweglichen Ausguß (5), der relativ zur Basis (3) um eine Schwenkachse (7) zwischen einer Abgabeposition und einer geschlossenen Position schwenkbar ist, sowie eine Membran (11), die einen ersten peripheren Abschnitt, der mit dem Ausguß (5) verbunden ist, und einen zweiten peripheren Abschnitt, der mit der Verschlußbasis (3) verbunden ist, aufweist, wobei der zweite periphere Abschnitt der Membran (11) in der größten Entfernung von der Schwenkachse (7) einen Kantenbereich aufweist, wobei eine gemeinsame Ebene durch die Kante und die Schwenkachse (7) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß eine Falte (29) in der Membran (11) so ausgebildet ist, daß sie sich in einem Zwischenbereich davon, der gegenüber dem Verbindungsbereich der Membran (11) mit dem Ausguß (5) verlagert ist, über die gesamte Breite der Membran (11) erstreckt, wobei die Falte (29) zwischen der Falte (29) und dem ersten peripheren Abschnitt der Membran (11) einen flexiblen Membranabschnitt (13) und zwischen der Falte (29) und dem zweiten peripheren Abschnitt der Membran einen invertierbaren Membranabschnitt (15) definiert, wobei die jeweiligen Oberflächen des flexiblen und des invertierbaren Membranabschnitts (13) relativ zueinander in einem Winkel geneigt sind, wobei die Anordnung eine solche ist, daß eine Bewegung des flexiblen Membranabschnitts (13) eine Bewegung des invertierbaren Membranabschnitts (15) verursacht, wodurch sich bei der Verwendung und bei Schwenkbewegung des Ausgusses (5) aus der Abgabeposition zur geschlossenen Position hin der invertierbare Membranabschnitt (15) elastisch durch die gemeinsame Ebene hindurch umkehrt und sich danach der flexible Membranabschnitt (13) biegend so auf sich selbst faltet und auffaltet, daß er unter dem Ausguß (5) in seiner geschlossenen Position zu liegen kommt.

2. Verschluß nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche des flexiblen Membranabschnitts (13) kleiner als die Oberfläche de umkehrbaren Membranabschnitts (15) ist.

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der invertierbare Membranabschnitt (15) zwei gerade laterale Seitenkanten (a, b), die parallel zueinander verlaufen, eine vom flexiblen Membranabschnitt (13) entfernte gerade Kante (c), die senkrecht zu den Kanten (a, b) verläuft, und eine den flexiblen Membranabschnitt (13) begrenzende Kante (29) mit konkav gekrümmter Form aufweist.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, der Riegelmittel (23 bis 26) umfaßt, um den Ausguß (5) lösbar in der geschlossenen Position zu halten.

5. Verschluß nach Anspruch 4, bei dem das Riegelmittel ein Paar einander gegenüberstehender Rippen (23, 25) umfaßt, von denen eine zumindest entlang eines Teils jeder Seite des Ausgusses (5) verläuft, sowie ein Paar einander gegenüberstehender Stäbe (24, 26), die auf beiden Seiten einer Ausnehmung in der Basis (3) auf zugehörigen Wandabschnitten (20a, 20b) der Basis (3) einstückig ausgebildet sind, um den Verschluß (5) in seiner abgedichteten Position aufzunehmen, wobei jeder Stab (24, 26) aus einer Seite der zugehörigen Wand (20a, 20b) herausragt, und ein Hohlraum (24a, 26a) in der Basis (3) zur anderen Seite jeder Wand (20a, 20b) hin ausgebildet ist, wobei die Anordnung eine solche ist, daß die Stäbe (24, 26) beim Bewegen des Ausgusses (5) in seine geschlossene Position durch die zugehörigen Rippen (23, 25) auf dem Ausguß (5) seitlich gebogen wird, um zu ermöglichen, daß der Ausguß (5) in den Hohlraum gelangt, wobei die Stäbe daraufhin mit den Rippen (23, 25) zusammenwirken, um den Ausguß (5) in seiner geschlossenen Position zu halten.

6. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Verschlußbasis (3) eine Oberfläche (21) darin umfaßt, mit der das innere Ende (19) des Ausgusses (5) in dichtenden Eingriff kommt, wenn sich der Ausguß (5) in seiner geschlossenen Position befindet.

7. Verschluß nach Anspruch 6, bei dem ein erster Stöpsel (104) so auf der Oberfläche innerhalb der Verschlußbasis (3) ausgebildet ist, daß er aus dieser herausragt, wobei das innere Ende des Ausgusses (100) entsprechend geformt ist, um darin den ersten Stöpsel (104) aufzunehmen, wenn sich der Ausguß (100) in der geschlossenen Position befindet, und eine Dichtung zwischen dem Ausguß (100) und der Verschlußbasis (3) zu bewirken.

8. Verschluß nach Anspruch 7, bei dem das innere Ende des Ausgusses (100) ein röhrenförmiges Element (107) umfaßt, das eine Endfläche (105) aufweist, die in einem Winkel zur Achse des Ausgusses (100) ausgerichtet ist, wobei der erste Stöpsel (104) eine Endfläche aufweist, die so angeordnet ist, daß sich die Endfläche des ersten Stöpsels (104), wenn sich der Ausguß (100) in seiner geschlossenen Position befindet, parallel zur Endfläche (105) des röhrenförmigen Elements (107) verläuft, wobei der erste Stöpsel (104) so im offenen Ende des röhrenförmigen Elements (107) aufgenommen ist, daß dichtender Kontakt damit hergestellt wird.

9. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, der einen zweiten Stöpsel (102) umfaßt, der auf der Verschlußbasis (3) ausgebildet und so angeordnet ist, daß der zweite Stöpsel (102), wenn sich der Ausguß (100) in seiner geschlossenen Position befindet, im äußeren Ende des Ausgusses (100) aufgenommen ist, um dieses zu verschließen.

10. Verschluß nach Anspruch 9, bei dem die Verschlußbasis (3) eine Nockenfläche (110) aufweist, die darauf zu einer Seite des zweiten Stöpsels (102) hin ausgebildet ist und von der Basis (3) weiter vorragt als der zweite Stöpsel (102), wobei am äußeren Ende des Ausgusses (100) eine zulaufende Rampe (103) ausgebildet ist, die beim Bewegen des Ausgusses (100) aus der Abgabeposition in die geschlossene Position in die Nockenfläche (110) eingreift, und der Ausguß (100) weiters eine Nockenausnehmung (111) zum Aufnehmen der Nockenfläche (110) umfaßt, wobei sich die Ausnehmung (111) am vorderen Ende des Ausgusses (100) zur Seite der Öffnung am vorderen Ende hin befindet, wobei die Anordnung eine solche ist, daß sich der Ausguß (100) als Reaktion darauf, daß die Nockenfläche (110) in der Nockenausnehmung (111) aufgenommen wird, in dichtenden Eingriff mit dem zweiten Stöpsel (102) bewegt.