Das automatische Festziehen des Flaschenverschlusses erfolgt ohne manuelle Kraftanstrengung. Welches Prinzip steckt dahinter?

Beim Stöbern im Internet bin ich auf einige interessante Kurzvideos gestoßen, in denen eine „Magic Jam“ mit automatisch drehendem Deckel gezeigt wurde.

Der Deckel des Marmeladenglases lässt sich eigentlich automatisch aufschrauben? | ktzwcrrk

Diese Marmelade stammt von der japanischen Marke „Aohata“. Das Flaschendesign soll etwas ganz Besonderes sein. Solange Sie den Deckel vorsichtig auf die Flaschenöffnung setzen, dreht und verschließt sich der Flaschenverschluss von selbst, und Sie müssen den Flaschenverschluss nicht manuell festziehen.

Dieses magische Phänomen hat auf verschiedenen sozialen Plattformen viel Aufmerksamkeit erhalten.

Funktioniert das automatische Verschrauben wirklich so reibungslos? Was ist das Prinzip dahinter? Ich beschloss, mir dieses Marmeladenglas zu besorgen und es selbst zu überprüfen.

Automatisches Verschließen, nachweislich wirksam

Tatsächliche Tests zeigen, dass bei den im Internet erwähnten Marmeladenflaschen häufig das Phänomen auftritt, dass sich der Deckel automatisch verdreht.

Solange Sie den Flaschenverschluss sanft auf die Flaschenöffnung aufsetzen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich der Verschluss automatisch nach unten dreht. Allerdings tritt dieses Phänomen nicht zwangsläufig bei jedem Aufsetzen auf und die automatische Drehung kann den Deckel auch nicht wirklich vollständig festziehen.

Solange Sie den Flaschenverschluss auf die Flaschenöffnung setzen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich der Verschluss automatisch dreht | Foto vom Autor

Gleichzeitig fand ich als Kontrollgruppe noch vier weitere ähnliche Einmachgläser aus Glas, deren Deckel sich nicht automatisch nach unten drehen ließen. Dies zeigt zumindest, dass das automatische Drehen von Einmachglasdeckeln kein weit verbreitetes Phänomen ist.

Einmachgläser aus Glas als Kontrollgruppe | Foto vom Autor

Kein cleveres Design

Eine Flasche mit Schraubverschluss mag wie eine praktische Lösung erscheinen – ist sie aber nicht.

Im Jahr 2022 berichtete die japanische Website „まいどなュース“ über dieses Phänomen und interviewte Marmeladenhersteller. Die Gegenpartei erklärte klar, dass die automatische Drehung des Deckels „kein beabsichtigtes Konstruktionsmerkmal“ sei und sie nicht wisse, warum dieses Phänomen auftrete. Die Hersteller empfehlen Verbrauchern, die Flasche dennoch von Hand festzuschrauben und die geöffnete Marmelade im Kühlschrank aufzubewahren.

Hersteller: Mir ist nichts bekannt | まいどなニュース

Aus eigener Erfahrung wissen wir auch, dass die automatische Drehung des Marmeladendeckels nicht sehr praktisch ist. Durch die automatische Drehung allein lässt sich der Flaschenverschluss nicht vollständig festziehen und abdichten, was der Konservierung der Marmelade nicht förderlich ist. Beim Tragen des Flaschenverschlusses in der Hand kann es passieren, dass der nicht vollständig festgezogene Flaschenkörper abrutscht, wodurch die Glasflasche eher zerbricht, als wenn der Flaschenverschluss gar nicht festgezogen wird.

Daraus lässt sich erkennen, dass es sich bei der automatischen Drehung des Kronkorkens lediglich um ein zufälliges Phänomen handelt. Obwohl es interessant ist, hat es keinen praktischen Wert.

Was ist das Prinzip?

Was also ist das Prinzip hinter diesem Phänomen? Die Antwort liegt tatsächlich im Gewinde der Flasche.

Durch Beobachtung lässt sich feststellen, dass der größte Unterschied zwischen dem Marmeladenglas mit automatischem Schraubverschluss und der Kontrollgruppe der Neigungswinkel des Gewindes ist: Ersteres hat einen größeren Neigungswinkel, während letzteres sanfter ist. Die automatische Drehung des Flaschenverschlusses soll durch den größeren Neigungswinkel des Flaschenmündungsgewindes bewirkt werden.

Ein automatisches Schraubverschluss-Marmeladenglas (links) im Vergleich zu einem Kontrollglas mit gleichem Durchmesser (rechts). Ersteres hat 6 Gewinde an der Flaschenöffnung, was steiler aussieht; Letztere hat 4 Gewinde an der Flaschenmündung, was sanfter wirkt. | Foto vom Autor

Genauer gesagt scheint das Gewinde des automatischen Twist-Off-Marmeladenglases aus drei Abschnitten mit unterschiedlicher Steigung zu bestehen. Nach einer groben Messung stellte sich heraus, dass die Neigungswinkel des Fadenkopfes und des Fadenendes beide über 10° lagen, während die Neigung des Mittelteils mit einem Neigungswinkel von etwa 6,5° relativ sanft war.

Das Gewinde an der Öffnung des automatischen Twist-Off-Marmeladenglases scheint aus drei Abschnitten mit unterschiedlicher Steigung zu bestehen | Foto vom Autor

Die Gewinde der Flaschen der Kontrollgruppe sahen insgesamt relativ flach aus, wobei es keine nennenswerten Unterschiede in den Neigungswinkeln der verschiedenen Teile gab. Ihr Gewindeneigungswinkel beträgt im Allgemeinen etwa 5°–6°.

Problem mit der Schieberampe

Wir können diesen Prozess mithilfe des Rampenschiebers verstehen, der häufig in Physikproblemen zu sehen ist. Bei der „automatischen Drehung“ des Flaschenverschlusses handelt es sich im Wesentlichen um den Vorgang, bei dem der Flaschenverschluss aufgrund der Schwerkraft die Reibung überwindet und entlang der durch das Gewinde gebildeten „Schräge“ nach unten gleitet.

Die Abwärtsdrehung des Kronkorkens kann man sich ungefähr so ​​vorstellen, als würde man einen Abhang hinunterrutschen. Wikipedia

Gegenstände an einem Hang rutschen manchmal nach unten und bleiben manchmal dort, wo sie sind. Die Hauptfaktoren, die diesen Unterschied verursachen, sind der Reibungskoeffizient und der Neigungswinkel. Eine Vergrößerung des Neigungswinkels erhöht die Schwerkraftkomponente in Neigungsrichtung und führt gleichzeitig zu einer Verringerung des Drucks, den das Objekt auf die Neigung ausübt, wodurch der maximal erreichbare Wert der statischen Reibung verringert wird. Wenn der Winkel einen bestimmten Wert erreicht, reicht die Reibung nicht mehr aus, um die nach unten gerichtete Kraft auszugleichen, und der Flaschenverschluss rutscht auf natürliche Weise nach unten und dreht sich.

Das Phänomen des „automatischen Verschließens“ des Aohata-Marmeladenglases tritt nicht jedes Mal auf, wenn Sie den Deckel darauf setzen. Dies dürfte mit der dreistufigen Steigung des Flaschenmündungsgewindes zusammenhängen. An den Kopf- und Schwanzteilen, wo die Neigung steiler ist, überschreitet der Neigungswinkel den kritischen Wert, wodurch der Flaschenverschluss herunterrutschen kann. während die Neigung im mittleren Teil des Gewindes relativ sanft ist, was möglicherweise nicht ausreicht, damit der Flaschenverschluss von selbst gleitet.

Die Stelle, an der der Deckel des Marmeladenglases die Schräge des Gewindes berührt, sind die kleinen Erhebungen auf der Unterseite des Deckels (wie in der Abbildung unten gezeigt). Ich habe die Position dieser Unebenheiten markiert und sie dann zur Überprüfung an verschiedenen Stellen des Gewindes platziert.

Die kleine Erhebung unter dem Kronkorken ist die Kontaktstelle zwischen Kronkorken und Gewindeschräge | Foto vom Autor

Wie erwartet ermöglichte die Platzierung des Kontaktpunkts an der steilsten Neigung des Gewindes ein einfaches, automatisches Herunterrutschen der Kappe.

Fotografiert vom Autor

Wenn der Kontaktpunkt auf der sanften Schräge in der Mitte platziert wird, kann der Flaschenverschluss an Ort und Stelle bleiben, ohne zu verrutschen.

Fotografiert vom Autor

An dieser Stelle ist das Rätsel um den automatischen Drehverschluss des Marmeladenglases gelöst. Obwohl dies nicht sehr nützlich ist, können wir ihm dennoch dafür danken, dass es uns dabei hilft, einige physikalische Kenntnisse zu wiederholen.

Verweise

[1] https://maidonanews.jp/article/14570579

[2] https://www.youtube.com/shorts/s_1C6pIW4zc

[3] https://thesmartlocal.jp/self-closing-jam-jars/

Planung und Produktion

Quelle: Guokr (ID: Guokr42)

Autor: Window Knocking Rain, Meister der Pharmazie, Chef-Isopod-Enthusiast von Guokr

Herausgeber: Yinuo

Korrekturgelesen von Xu Lai und Lin Lin

Das Titelbild und die Bilder in diesem Artikel stammen aus der Copyright-Bibliothek

Nachdruck kann zu Urheberrechtsstreitigkeiten führen