Verschlussmittel an einem unter Überdruck stehenden Behälter, wie einer Flasche oder einem Glas
Es ist bekannt, um die Abdichtung von dem Abschluss von Flaschen, Gläsern oder dergleichen dienenden Kappen zu erhöhen, in der Kappe elastische Einlagen, wie Dichtungsscheiben oder -ringe anzuordnen. Derartige Einlagen wurden im allgemeinen dann vorgesehen, wenn die Kappe selbst nicht dichtend wirkt, was dann der Fall ist, wenn die Kappe aus in sich steifem, insbesondere hartem Werkstoff, wie Blech, Glas, Kunstharzen oder dergleichen besteht.
Dies hat den Nachteil, dass das Verschlussmittel praktisch aus zwei Teilen bestehen muss, die voneinander unabhängig zu fertigen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verschlussmittel zur Verfügung zu stellen, das die Aufgabe der zweiteiligen Abschlusskappen erfüllt, aber einteilig und geeignet ist, eine ausreichende Abdichtung auch dann zu erzielen, wenn die Kappe selbst keine Dichtwirkung ausübt.
Es sind nun elastische, aus Kunststoff bestehende Abschlusskappen bekannt, die innen einen mit der Kappe eine einstückige Einheit bildenden, trichterförmigen Ansatz aufweisen, dessen Wandstärke mit zunehmender Entfernung vom Kappenboden abnimmt und dessen Durchmesser sich mit zunehmender Entfernung vom Kappenboden vergrössert. Dieser Ansatz war so bemessen, dass er in die Mündung des abzuschliessenden Behälters einfasste, wobei dann seine äussere Mantelfläche mindestens teilweise an der Innenwand des Flaschenhalses anlag. Eine solche Abschlusskappe dichtet den Innenraum des Behälters nur dann einwandfrei ab, wenn der Aussendurchmesser des trichterförmigen Einsatzes in einem gewissen Bereich etwa dem Innendurchmesser der Flaschenhalsöffnung entsprach.
Durch den in der Flasche herrschenden Innendruck wurde der stopfenartige Ansatz gedehnt und legte sich an die Innenwand des Flaschenhalses an. Traten Toleranzen auf, dann war eine einwandfreie Abdichtung nicht zu erzielen, weil die Eigenspannung des Trichters nach innen wirkte. War der Durchmesser des trichterförmigen Ansatzes kleiner als der Durchmesser der Innenwandung des Behälters im Mündungsbereich, dann dichtete der Ansatz schlechtoder überhaupt nicht. War der Durchmesser des trichterförmigen Ansatzes in einem gewissen Bereich etwas grösser als der Durchmesser der Innenwand der Mündung des Behälters, dann bildeten sich Falten, wodurch ebenfalls keine einwandfreie Abdichtung zu erhalten war.
Wenn der Innendruck auf die innere, kegelstumpfmantelförmige Fläche einwirkt, muss er den trichterförmigen Ansatz dehnen, damit auch die äussere kegelstumpfmantelförmige Fläche des Trichters an der Innenwand der Flasche zur Anlage kommt. Innendruck und Eiger.spannung des Trichters wirken also in diesem Fall einander entgegen.
Es sind auch Verschlussmittel für Flaschen bekannt, die aus je einem Stopfen bestehen, der an seinem in die Flasche hineinragenden Ende mit einem sich quer zur Stopfenachse erstreckenden, scheibenartigen Teil versehen ist. Drückt man diesen Stopfen in eine Flaschenhalsöffnung hinein, dann wird die Scheibe topfartig verformt. Da diese Scheibe im mittleren Bereich praktisch starr ist, wirkt der Innendruck so auf den Stopfen ein, dass dieser versucht, sich aus der Flaschenhalsöffnung herauszubewegen, wenn der Innendruck nicht durch Abheben der Mantelfläche der topfartig verformten Scheibe von der Innenwandfläche der Flasche nach aussen entweicht.
Als Abschlussmittel für Behälter, wie Flaschen oder dergleichen, deren Innenraum unter erheblichem überdruck steht, lassen sich diese Verschlussmittel daher nicht verwenden.
Es sind auch Verschlussmittel bekannt, die aus einem hohlzylindrischen, stopfenartigen Teil bestehen, der an seinem in den Flaschenhals hineinragenden Ende schon bei der Herstellung umgestülpt wurde.
Ein solcher Verschluss kann dem Abdichten von Flaschen oder dergleichen dienen, in denen kein innerer Überdruck herrscht. Als Verschlussmittel für unter innerem Überdruck stehende Behälter, wie Flaschen oder dergleichen, ist er nicht verwendbar, da er infolge seiner Gestaltung allein durch den inneren Überdruck aus der Flaschenhalsmündung herausgedrückt würde.
Die Erfindung geht von einem Verschlussmittel aus gummi-elastischem Werkstoff aus, das dem Abdichten von Behältern, wie Flaschen oder Gläsern, die unter innerem Überdruck stehen, dient und innen einen mit einer Kappe eine Einheit bildenden, trichterförmigen Ansatz aufweist, dessen Wandstärke mit zunehmender Entfernung vom Kappenboden abnimmt und dessen Durchmesser sich mit zunehmender Entfernung vom Kappenboden vergrössert. Zur Lösung der eingangs erwähnten Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, den grössten Durchmesser des trichterförmigen Ansatzes um so viel grösser als den grössten lichten Durchmesser der Mündung des abzuschliessenden Behälters zu wählen, dass sich der scharfkantige Rand des Trichters beim Aufsetzen des Verschlussmittels auf den abzuschliessenden Behälter nach aussen umstülpt.
Durch diese Gestaltung wird erreicht, dass die Eigenspannung des trichterförmigen Ansatzes und der auf diesen Ansatz wirkende Innendruck in gleicher Richtung, nämlich nach aussen, wirken, sich also die beiden auftretenden Kräfte summieren, wodurch die Dichtwirkung erheblich grösser ist als bei den Verschlussmitteln, von denen die Erfindung ausging.
Die Erfindung wird an Hand dreier Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine mit einer erfin dungsgemäss gestalteten Kappe abgeschlos sene Kronenkorkflasche, deren Mündungs innendurchmesser unwesentlich kleiner ist als der grösste Durchmesser des trichterförmigen
Ansatzes
Fig. 2 einen Schnitt durch eine Flasche mit
Schraubverschluss, wobei der Mündungs innendurchmesser der Flasche etwa gleich dem kleinsten Durchmesser des trichterför migen Ansatzes ist;
Fig. 3 im Gegensatz zu den beiden Extremfällen der Fig. 1 und 2 einen Schnitt durch eine
Flasche mit Schraubverschluss, dessen Trich- ter so bemessen ist, dass er sowohl als Ober flächendichtung als auch als Stopfendichtung wirkt.
Am Kappenboden 1 einer Kappe 2 ist ein trichterförmiger Ansatz 3 vorgesehen, dessen Durchmesser sich mit zunehmender Entfernung vom Kappenboden 1 vergrössert und dessen Wandstärke sich mit zunehmender Entfernung vom Kappenboden verringert. Der Aussendurchmesser d des Ansatzes 3 im Bereich des Kappenbodens ist kleiner als der Aussendurchmesser D des Ansatzes 3 an dem dem Kappenboden 1 abgewandten Ende. Der Aussendurchmesser D des Ansatzes 3 ist grösser als der grösste Innendurchmesser des Flaschenhalses. Der trichterförmige Ansatz ist im unbeeinnussten Zustand in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 zeigt eine Schraubkappe 4, die einen trichterförmigen Ansatz 3' aufweist, der in gleicher Weise gestaltet ist wie der Ansatz 3 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.
Drückt oder schraubt man eine Kappe dieser Gestaltung auf eine Flasche oder dergleichen, so wird der Trichter, je nach der Grösse des Durchmessers der Öffnung der abzuschliessenden Flasche, mehr oder minder stark verformt, und zwar umgestülpt. Ist der Durchmesser der Flaschenöffnung grösser als der Durchmesser d so legt sich nach dem Umstülpen die innere Fläche des Ansatzes 3 an die Innenwand des Flaschenhalses an, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist. Der scharfkantige Rand des Ansatzes 3 ist bestrebt, wieder die gestrichelt eingezeichnete Lage einzunehmen, versucht also, wieder zurückzustülpen; die Eigenspannung wirkt also dichtungserhöhend.
Da nun nach dem Umstülpen des Ansatzes infolge des Hineindrückens des Ansatzes in die Flaschenhalsöffnung auch der Innendruck, der in der Flasche herrscht, auf den trichterförmigen Ansatz zur Wirkung kommt, wird der nicht umgestülpte Teil des trichterförmigen Ansatzes ebenfalls nach aussen gedrückt, wodurch sich die Dichtwirkung erhöht. Da die Kappe 2 den Flaschenhalswulst umfasst, wird die Luft, die sich in dem Ringraum befindet, der gebildet wird von dem umgestülpten Trichter, dem Kappenboden und dem Mündungsrand der Flasche, zusammengedrückt, wodurch sich der umgestülpte Teil des trichterförmigen Ansatzes im Bereich der scharfen Kante noch stärker gegen die Innenwand des Flaschenhalses anpresst.
Ist der Durchmesser der Flaschenhalsöffnung etwa gleich dem Durchmesser d des Ansatzes, dann stülpt sich der Trichter so um, dass seine äussere Fläche im Bereich der scharfen Kante am Kappenboden anliegt, während ein Teil der Innenwandfläche des Trichters auf der Mündungsbegrenzungsfläche der Flasche aufliegt, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Auch in diesem Fall wirkt das gebildete, ringförmige Luftpolster dichtungserhöhend.
Den Normalfall zeigt Fig. 3. Der Innendurchmesser des Flaschenhalses ist kleiner als der Innendurchmesser der Flasche gemäss Fig. 1 und grösser als der der Flasche nach Fig. 2. Dadurch fasst der Trichter 3" in die Flaschenhalsöffnung ein und legt sich auch auf die ringförmige Mündungsbegrenzungsfläche 5 auf, so dass gegenüber zwei Flächen eine Abdichtung bewirkt wird.
Closure means on a container under positive pressure, such as a bottle or a glass
It is known, in order to increase the sealing of the closure of bottles, glasses or the like serving caps, to arrange elastic inserts, such as sealing washers or sealing rings, in the cap. Such inserts were generally provided when the cap itself does not have a sealing effect, which is the case when the cap is made of inherently rigid, in particular hard material, such as sheet metal, glass, synthetic resins or the like.
This has the disadvantage that the closure means practically has to consist of two parts which are to be manufactured independently of one another.
The invention is based on the object of providing a closure means which fulfills the task of the two-part end caps, but is in one piece and is suitable for achieving a sufficient seal even when the cap itself does not have a sealing effect.
There are now known elastic end caps made of plastic which have inside a funnel-shaped projection forming an integral unit with the cap, the wall thickness of which decreases with increasing distance from the cap base and whose diameter increases with increasing distance from the cap base. This approach was dimensioned in such a way that it encompassed the mouth of the container to be locked, with its outer jacket surface then resting at least partially on the inner wall of the bottle neck. Such a closure cap only seals the interior of the container properly if the outside diameter of the funnel-shaped insert corresponded approximately to the inside diameter of the bottle neck opening in a certain area.
The stopper-like extension was stretched by the internal pressure in the bottle and pressed against the inner wall of the bottle neck. If tolerances occurred, a perfect seal could not be achieved because the internal stress of the funnel acted inwards. If the diameter of the funnel-shaped attachment was smaller than the diameter of the inner wall of the container in the mouth area, then the attachment sealed poorly or not at all. If the diameter of the funnel-shaped extension was somewhat larger than the diameter of the inner wall of the mouth of the container in a certain area, then wrinkles were formed, which likewise did not provide a perfect seal.
When the internal pressure acts on the inner, frustoconical surface, it has to stretch the funnel-shaped extension so that the outer, truncated-conical surface of the funnel also comes to rest on the inner wall of the bottle. In this case, the internal pressure and tension of the funnel counteract each other.
Closure means for bottles are also known which each consist of a stopper which, at its end protruding into the bottle, is provided with a disc-like part extending transversely to the stopper axis. If you press this stopper into a bottle neck opening, the disc is deformed like a pot. Since this disc is practically rigid in the middle area, the internal pressure acts on the stopper in such a way that it tries to move out of the bottle neck opening if the internal pressure does not escape to the outside by lifting the surface of the cup-shaped disc from the inside wall surface of the bottle.
These closure means cannot therefore be used as closure means for containers, such as bottles or the like, the interior of which is under considerable excess pressure.
There are also known closure means which consist of a hollow cylindrical, stopper-like part, which was turned inside out at its end protruding into the bottle neck during manufacture.
Such a closure can be used to seal bottles or the like in which there is no internal overpressure. It cannot be used as a closure means for containers that are under internal overpressure, such as bottles or the like, since, due to its design, it would be pushed out of the bottle neck opening solely by the internal overpressure.
The invention is based on a closure means made of rubber-elastic material, which is used to seal containers, such as bottles or glasses, which are under internal overpressure, and which has a funnel-shaped attachment inside that forms a unit with a cap, the wall thickness of which increases with increasing distance decreases from the cap base and its diameter increases with increasing distance from the cap base. To solve the problem mentioned at the beginning, it is proposed according to the invention to select the largest diameter of the funnel-shaped extension so much larger than the largest clear diameter of the mouth of the container to be closed that the sharp-edged edge of the funnel turns outward when the closure means is placed on the container to be closed turned inside out.
This design ensures that the internal stress of the funnel-shaped approach and the internal pressure acting on this approach act in the same direction, namely outwards, so the two forces that occur add up, whereby the sealing effect is considerably greater than with the closure means, of which the invention ran out.
The invention is illustrated by means of three exemplary embodiments. Show it:
1 shows a section through a crown cork bottle with a cap designed according to the invention, the inner diameter of which is insignificantly smaller than the largest diameter of the funnel-shaped
Approach
Fig. 2 shows a section through a bottle with
Screw cap, the mouth inner diameter of the bottle is approximately equal to the smallest diameter of the funnel-shaped approach;
3, in contrast to the two extreme cases of FIGS. 1 and 2, a section through a
Bottle with screw cap, the funnel of which is dimensioned so that it acts both as a surface seal and as a stopper seal.
A funnel-shaped extension 3 is provided on the cap base 1 of a cap 2, the diameter of which increases with increasing distance from the cap base 1 and the wall thickness of which decreases with increasing distance from the cap base. The outside diameter d of the extension 3 in the region of the cap base is smaller than the outside diameter D of the extension 3 at the end facing away from the cap base 1. The outside diameter D of the extension 3 is larger than the largest inside diameter of the bottle neck. The funnel-shaped extension is shown in broken lines in FIG. 1 in the unaffected state. The embodiment according to FIG. 2 shows a screw cap 4 which has a funnel-shaped extension 3 ′ which is designed in the same way as the extension 3 of the embodiment according to FIG. 1.
If a cap of this design is pressed or screwed onto a bottle or the like, the funnel is, depending on the size of the diameter of the opening of the bottle to be closed, deformed to a greater or lesser extent, namely upside down. If the diameter of the bottle opening is greater than the diameter d, the inner surface of the extension 3 rests against the inner wall of the bottle neck after it has been turned inside out, as can be seen from FIG. The sharp-edged edge of the approach 3 strives to take the position shown in dashed lines again, so tries to turn back again; the internal stress thus increases the seal.
Since now, after the neck has been turned inside out, as a result of the neck being pushed into the bottle neck opening, the internal pressure in the bottle also has an effect on the funnel-shaped neck, the part of the funnel-shaped neck that has not been turned inside out is also pressed outwards, which results in the sealing effect elevated. Since the cap 2 encompasses the bead of the bottle neck, the air that is located in the annular space that is formed by the inverted funnel, the cap base and the mouth edge of the bottle is compressed, causing the everted part of the funnel-shaped extension in the area of the sharp edge presses even more against the inner wall of the bottle neck.
If the diameter of the bottle neck opening is approximately equal to the diameter d of the neck, then the funnel turns inside out so that its outer surface rests against the bottom of the cap in the area of the sharp edge, while part of the inner wall surface of the funnel rests on the mouth delimiting surface of the bottle, like this from Fig. 2 can be seen.
In this case too, the ring-shaped air cushion that is formed has the effect of increasing the seal.
The normal case is shown in Fig. 3. The inside diameter of the bottle neck is smaller than the inside diameter of the bottle according to FIG. 1 and larger than that of the bottle according to FIG Muzzle boundary surface 5, so that a seal is effected with respect to two surfaces.