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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlusskappe zum Verschließen eines Behältnisses mit einem hohlzylinderförmigen Verschlusskappenhauptkörper, auf dessen Innenseite ein Gewinde zum Aufschrauben der Verschlusskappe auf das Behältnis ausgebildet ist, wobei das Gewinde im Querschnitt ein Gewindeprofil aufweist und in einem sich über mindestens 360° erstreckenden Abschnitt durchgängig ausgebildet ist.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Verschlusskappen zum Verschließen eines Behältnisses mit einem Gewinde auszuführen, um die Verschlusskappe auf eine mit einem entsprechenden Gewinde ausgeführte Öffnung des Behältnisses aufschrauben zu können. Im einfachsten Fall ist in der Verschlusskappe ein Innengewinde ausgebildet, welches einen sich über mehrere Umdrehungen erstreckenden Gewindegang aufweist.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 10 2008 014 952 A1 , der
DE 10 2007 005 594 A1 und der
DE 696 30 596 T2 sind Verschlusskappen bekannt, die ein Gewinde aufweisen, welches entlang seiner Erstreckungsrichtung mehrfach unterbrochen ist. Auch die
DE 693 09 324 T2 zeigt eine derartige Flaschenkappe, bei welcher das Gewinde Unterbrechungen aufweist, um Spalten auszubilden, welche eine rasche Dekompression eines unter Druck stehenden Produktes in der Flasche ermöglichen. In den Bereichen der Unterbrechungen, d. h. in den Spalten ist kein Gewinde ausgebildet. Daher ist in diesen Bereichen die innere Mantelfläche der hohlzylinderförmigen Verschlusskappe präsent.
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Die
DE 60 2004 006 255 T2 zeigt in
1 eine Verschlusskappe mit einem Gewinde, welches ebenfalls unterbrochen ist. Bei diesem Gewinde schließt sich an die Unterbrechungen beidseitig ein Übergangsbereich an, in welchem das Profil des Gewindes allmählich stärker wird. In einem schmalen Bereich zwischen den Übergangsbereichen fehlt das Gewindeprofil jeweils vollständig.
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Die angeführten Lösungen aus dem Stand der Technik mit Unterbrechungen im Gewinde weisen den Nachteil auf, dass durch die Unterbrechungen die Steifigkeit der Verschlusskappe gemindert ist. Bei Verformungen kann dies dazu führen, dass sich die Kappe von der Flasche löst oder zumindest undicht wird. Bei größeren Belastungen, beispielsweise wenn die Kappe zu fest auf die Flasche aufgeschraubt wird, kann die Kappe an den mangels Gewindeprofil geschwächten Positionen aufreißen.
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Die
DE 696 22 745 T2 zeigt eine Behälterverschlussanordnung mit profilierten Schraubgewindegängen. Die profilierten Schraubgewindegänge erstrecken sich jeweils nur über einen Abschnitt von beispielsweise 180° des Umfanges der Behälterverschlussanordnung.
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Die
EP 0 263 699 A2 zeigt eine Verschlusskappe mit vertikalen Nuten auf der Innenseite. Die Nuten verlaufen senkrecht zum Innengewinde, wobei das Gewinde an den Kreuzungspunkten nicht vollständig unterbrochen ist, sondern mit einem verringerten Querschnitt ausgebildet ist. Die Nuten dienen dem kontrollierten Abbau eines Überdruckes in dem zu verschließenden Behältnis. Durch die Nuten wird jedoch die Steifigkeit der Verschlusskappe vermindert, was nur dadurch ausgeglichen werden kann, dass die Materialstärke der Verschlusskappe insgesamt vergrößert wird, wodurch mehr Material erforderlich ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, eine Verschlusskappe zum Verschließen eines Behältnisses bereitzustellen, welche eine hohe Steifigkeit aufweist und dennoch einfach und mit einem geringen Materialaufwand herstellbar ist.
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Die genannte Aufgabe wird durch eine Verschlusskappe gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Verschlusskappe dient zum Verschließen eines Behältnisses, in welchem beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas bevorratet ist. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Verschlusskappe zum Verschließen eines Behältnisses, in welchem ein Getränk, beispielsweise ein kohlensäurehaltiges Getränk bevorratet ist. Das Behältnis kann beispielsweise in Form einer Getränkeflasche oder eines Getränkekartons ausgebildet sein. Die Verschlusskappe weist ein Gewinde auf, um sie auf das Behältnis aufschrauben zu können. Die Verschlusskappe kann insbesondere mit einem Innengewinde ausgeführt sein, welches auf ein an einer Öffnung des Behältnisses ausgebildetes Außengewinde aufschraubbar ist. Das Gewinde weist in seinem Querschnitt ein Gewindeprofil auf, wobei der Zwischenraum zwischen gegenüberstehenden Abschnitten des Gewindeprofils einen oder mehrere Gewindegänge bildet. Weiterhin weist das Gewinde einen sich über mindestens 360° erstreckenden Abschnitt auf, in welchem das Gewinde durchgängig ausgebildet ist. Die Winkelangabe von 360° sowie die weiteren folgenden Winkelangaben beziehen sich auf die Drehachse des Gewindes. Somit kann die Winkelangabe von 360° auch als eine Umdrehung des Gewindes bezeichnet werden. Die durchgängige Ausbildung des Gewindes in dem genannten Abschnitt führt dazu, dass das Gewinde in diesem Abschnitt keine Unterbrechungen aufweist. Folglich ist in jedem Punkt dieses Abschnittes des Gewindes das Gewindeprofil vorhanden, d. h. das Gewindeprofil ist in jedem Punkt dieses Abschnittes größer als Null. Das Gewinde und sein Gewindeprofil können innerhalb dieses Abschnittes jedoch unterschiedliche Ausbildungen aufweisen. Der Abschnitt des durchgängig ausgebildeten Gewindes erstreckt sich bevorzugt über ein mehrfaches von 360°; d. h., dieser Abschnitt umfasst mehrere Umdrehungen des Gewindes. Das Gewinde kann weitere Abschnitte aufweisen, beispielsweise besondere Abschnitte, welche der Abdichtung oder der Verwendung als Erstöffnungsgarantie oder als Kindersicherung dienen. Bevorzugt ist das gesamte Gewinde durchgängig ausgebildet, wodurch das Gewinde ausschließlich aus dem genannten Abschnitt besteht.
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Erfindungsgemäß weist das Gewinde in dem genannten Abschnitt mindestens ein sich über weniger als 360° erstreckendes geschwächtes Gewindesegment sowie ungeschwächte Gewindesegmente auf. In dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten ist das Gewindeprofil im Vergleich zu dem in den ungeschwächten Gewindesegmenten ausgebildeten Gewindeprofil in seiner Fläche verkleinert. Folglich ist das Gewindeprofil in dem einen bzw. in den mehreren Gewindesegmenten flächenmäßig kleiner als das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten ist vollständig ausgebildet; d. h., das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten ist derart ausgeführt, dass es seiner Funktion als Gewinde vollständig gerecht wird. Hingegen ist das Gewindeprofil in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten derart ausgeführt, dass es seiner Funktion als Gewinde nur noch teilweise oder gar nicht mehr gerecht wird, d. h. nur noch teilweise oder gar nicht mehr in das komplementäre Gewinde am Behältnis einzugreifen vermag. Jedoch führt die durchgängige Ausbildung des Gewindes in dem sich über mindestens 360° erstreckenden Abschnitt dazu, dass es jedenfalls zu einer Unterstützung der Steifigkeit der Verschlusskappe kommt. Hierzu tragen die geschwächten Gewindesegmente in einem nahezu gleichen Maße wie die ungeschwächten Gewindesegmente bei.
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Für die resultierende Steifigkeit der Verschlusskappe ist es entscheidend, dass das Gewinde in dem sich über mindestens 360° erstreckenden Abschnitt nicht unterbrochen ist. Unterbrechungen, wie sie bei Gewinden gemäß dem Stand der Technik vorhanden sind, führen zu einer deutlichen Minderung der Steifigkeit der Verschlusskappe. Die Funktion des Gewindes als Gewinde wird erfindungsgemäß im Wesentlichen durch die ungeschwächten Gewindesegmente gewährleistet.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Verschlusskappe besteht darin, dass das eine bzw. die mehreren geschwächten Gewindesegmente zu einer in der Massenproduktion spürbaren Materialersparnis führen, ohne dass es zu einer verringerten Stabilität bzw. Steifigkeit der Verschlusskappe kommt. Die Funktion des Gewindes wird weiterhin in ausreichendem Maße über die ungeschwächten Gewindesegmente gewährleistet. Zudem können die geschwächten Gewindesegmente ebenso wie die aus dem Stand der Technik bekannten Unterbrechungen eines Gewindes für einen schnellen Druckabbau in dem zu verschließenden Behältnis genutzt werden, falls ein Überdruck auftritt.
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Das Gewindeprofil, d. h. sowohl die geschwächten Gewindesegmente als auch die ungeschwächten Gewindesegmente können unterschiedlichste geometrische Formen aufweisen. Übliche Gewindeprofile weisen beispielsweise die Form eines Dreiecks, eines Trapezes oder eines Halbkreises auf. Grundsätzlich lässt sich das Gewindeprofil durch eine Profilhöhe und durch eine Profilbreite charakterisieren. Die Profilhöhe wird in radialer Richtung des Gewindes gemessen. Die Profilbreite wird in axialer Richtung des Gewindes gemessen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlusskappe ist die Profilhöhe in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten kleiner als die Profilhöhe in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere zum Verschließen von Behältnissen, in welchen ein kohlensäurehaltiges Getränk bevorratet ist, sodass die geschwächten Gewindesegmente dem schnellen Druckabbau dienen können.
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Die Profilhöhe in dem einen bzw. den mehreren geschwächten Gewindesegmenten beträgt bevorzugt mindestens 0,1 mm. Eine derartige Profilhöhe führt zu einer deutlichen Steigerung der Steifigkeit der Verschlusskappe im Vergleich zu einem Gewinde gemäß dem Stand der Technik, welches Unterbrechungen aufweist.
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Die Profilhöhe in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten ist bevorzugt mindestens 0,1 mm kleiner als die Profilhöhe in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Die Verringerung um mindestens 0,1 mm führt bei einer Massenproduktion bereits zu einer deutlichen Materialersparnis.
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Die Profilhöhe in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten beträgt bevorzugt zwischen einem Viertel und drei Viertel der Profilhöhe in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Beispielsweise kann die Profilhöhe in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten grundsätzlich die Hälfte der Profilhöhe in den ungeschwächten Gewindesegmenten betragen. Dieses Merkmal kann insbesondere bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verschlusskappe realisiert sein, bei denen sich die Profilhöhe in den ungeschwächten Gewindesegmenten stetig ändert, beispielsweise mit jeder Umdrehung des Gewindes stetig abnehmend. Bei diesen Ausführungsformen nimmt bevorzugt die Profilhöhe in den geschwächten Gewindesegmenten ebenfalls stetig ab, da sie jeweils einen definierten Bruchteil zwischen einem Viertel und drei Viertel der Profilhöhe des jeweils benachbarten der ungeschwächten Gewindesegmente beträgt.
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Die Profilbreite in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten ist bevorzugt kleiner als die Profilbreite in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlusskappe ist sowohl die Profilbreite in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten kleiner als die Profilbreite in den ungeschwächten Gewindesegmenten als auch die Profilhöhe in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten kleiner als die Profilhöhe in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Hierdurch ist die Fläche des Gewindeprofils in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten deutlich kleiner als in den ungeschwächten Gewindesegmenten, wodurch erhebliche Materialeinsparungen möglich sind.
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Die erfindungsgemäße Verschlusskappe weist bevorzugt mehrere der geschwächten Gewindesegmente auf. Entlang des Gewindes sind die mehreren geschwächten Gewindesegmente abwechselnd mit ungeschwächten Gewindesegmenten angeordnet. Dabei weisen die mehreren geschwächten Gewindesegmente und die mehreren ungeschwächten Gewindesegmente jeweils einen Mittelpunktswinkel von bevorzugt zwischen 5° und 90° auf. Der Mittelpunktswinkel ist bezogen auf die Drehachse des Gewindes.
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Die Mittelpunktswinkel in den geschwächten und ungeschwächten Gewindesegmenten sind den Anforderungen an die Verschlusskappe anzupassen. Die Mittelpunktswinkel beeinflussen die durch die geschwächten Gewindesegmente erzielbare Materialeinsparung. Im Weiteren beeinflussen die Mittelpunktswinkel der geschwächten Gewindesegmente die Breite eines Kanals, welcher dem raschen Druckabbau in dem von der Verschlusskappe zu verschließenden Behältnis dient. Daher sind die Mittelpunktswinkel der geschwächten Gewindesegmente beispielsweise in Abhängigkeit davon zu wählen, ob in dem Behältnis ein Getränk mit Kohlensäure bevorratet werden soll. Die Mittelpunktswinkel der mehreren geschwächten Gewindesegmente und der mehreren ungeschwächten Gewindesegmente sind dabei bevorzugt jeweils zwischen 25° und 35° oder alternativ bevorzugt zwischen 45° und 55° zu wählen.
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Die mehreren geschwächten Gewindesegmente und die mehreren ungeschwächten Gewindesegmente weisen bevorzugt jeweils einen gleichen Mittelpunktswinkel auf, wodurch sich eine gleich verteilte Anordnung ergibt.
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Die mehreren geschwächten Gewindesegmente sind bevorzugt gleich ausgeführt. Gleichzeitig sind bevorzugt auch die ungeschwächten Gewindesegmente jeweils gleich ausgeführt.
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Das Gewindeprofil in den einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten ist entlang des Gewindes bevorzugt jeweils konstant ausgebildet. Die konstante Ausbildung führt dazu, dass das eine bzw. die mehreren geschwächten Gewindesegmente in jedem Punkt ihrer umfänglichen Erstreckung jeweils das gleiche Gewindeprofil aufweisen. Gleichzeitig ist bevorzugt auch das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten entlang des Gewindes bevorzugt jeweils konstant ausgebildet.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlusskappe ist das Gewindeprofil in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten geometrisch ähnlich dem Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten. Die geometrische Ähnlichkeit liegt vor, wenn es eine geometrische Abbildung, insbesondere eine zentrische Streckung gibt, mit welcher das Gewindeprofil in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten in das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten überführt werden kann. Weist das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten beispielsweise die Form eines Halbkreises auf, so weist bei dieser Ausführungsform auch das Gewindeprofil in dem einen bzw. in den mehreren geschwächten Gewindesegmenten die Form eines Halbkreises auf, welcher einen kleineren Radius besitzt.
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Das Gewinde, d. h. das ausgeformte Gewindeprofil ist bevorzugt einstückig ausgebildet, sodass die ungeschwächten Gewindesegmente und das eine bzw. die mehreren geschwächten Gewindesegmente aus einem Stück bzw. Materialstrang bestehen. Dabei ist das Gewinde bevorzugt auch einstückig mit weiteren Komponenten der Verschlusskappe, beispielsweise mit einem Verschlusskappenhauptkörper ausgebildet. Beispielsweise kann das Gewinde in die Innenflächen der hohlzylinderförmigen Verschlusskappe eingeformt sein.
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Die erfindungsgemäße Verschlusskappe kann beispielsweise aus einem Metall oder einem kompostierbaren Werkstoff bestehen. Bevorzugt besteht die erfindungsgemäße Verschlusskappe aus einem Kunststoff, welcher als ein Spritzgießteil die Verschlusskappe bildet.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verschlusskappe, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
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1: eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe;
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2: eine seitliche Schnittansicht der in 1 gezeigten Verschlusskappe; und
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3: eine Detailansicht der in 1 gezeigten Verschlusskappe.
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1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe in einer perspektivischen Ansicht. Die Verschlusskappe ist als Schraubkappe ausgeführt und dient dem Verschließen eines Getränkekartons oder einer Getränkeflasche. Die Verschlusskappe besteht aus einem Kunststoff und wurde durch einen Spritzgießprozess hergestellt, sodass die gesamte Verschlusskappe einstückig ausgebildet ist.
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Die Verschlusskappe umfasst zunächst einen hohlzylinderförmigen Verschlusskappenhauptkörper 01, welcher durch einen Deckel 02 einseitig verschlossen ist. Im Deckel 02 ist eine ringförmige Dichtlippe 03 ausgebildet, über welche die Verschlusskappe gegen das zu verschließende Behältnis abgedichtet wird. Die Verschlusskappe weist an der Unterseite des Verschlusskappenhauptkörpers 01 weiterhin einen Garantiering 04 auf, welcher beim erstmaligen Öffnen des Behältnisses, d. h. beim erstmaligen Herunterschrauben der Verschlusskappe vom Behältnis, vom Verschlusskappenhauptkörper 01 abreißt, sodass für den Nutzer erkennbar ist, dass das Behältnis bereits ein erstes Mal geöffnet war. Auf der Innenseite des Verschlusskappenhauptkörpers 01 ist ein Gewinde 06 ausgebildet. Das Gewinde 06 weist etwa zwei Umdrehungen auf, sodass es über etwa 720° bezogen auf die Drehachse des Gewindes ausgebildet ist. Das Gewinde 06 weist einen Gewindegang 07 auf, wobei die Erfindung nicht auf Gewinde mit einem einzigen Gewindegang beschränkt ist.
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Das Gewinde 06 ist über seine gesamte Länge durchgängig ausgebildet, d. h. das Gewinde 06 weist entlang seiner umfänglichen Erstreckung keine Unterbrechungen auf, in denen das Gewinde 06 kein Gewindeprofil besitzt. Das Gewinde 06 ist unterteilt in ungeschwächte Gewindesegmente 08 und in geschwächte Gewindesegmente 09. Die ungeschwächten Gewindesegmente 08 und die geschwächten Gewindesegmente 09 erstrecken sich jeweils über einen Teil des umfänglichen Verlaufs des Gewindes 06. Die ungeschwächten Gewindesegmente 08 und die geschwächten Gewindesegmente 09 weisen bezogen auf die Drehachse des Gewindes 06 jeweils einen Mittelpunktswinkel von etwa 30° auf. In den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 weist das Gewinde 06 ein vollständig ausgebildetes Gewindeprofil auf. Das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 ist so ausgebildet, wie es zur Funktion des Gewindes 06 erforderlich ist. Somit gleicht das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 dem Gewindeprofil in einem Gewinde bei einer Verschlusskappe gemäß dem Stand der Technik. Im Vergleich zu dem Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 ist das Gewindeprofil in den geschwächten Gewindesegmenten 09 verkleinert. Während das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 eine Profilhöhe von etwa 1 mm aufweist, weist das Gewindeprofil in den geschwächten Gewindesegmenten 09 eine Profilhöhe von nur etwa 0,5 mm auf. Gleichzeitig weist das Gewindeprofil in den geschwächten Gewindesegmenten 09 eine geringere Profilbreite als das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 auf.
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Das Gewindeprofil in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 und das Gewindeprofil in den geschwächten Gewindesegmenten 09 weist jeweils in etwa die Form eines Halbkreises auf, wobei das Gewindeprofil in den geschwächten Gewindesegmenten 09 eine geometrische Verkleinerung des Gewindeprofils in den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 darstellt.
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Die ungeschwächten Gewindesegmente 08 sind jeweils gleich ausgeführt. Auch die geschwächten Gewindesegmente 09 sind gleich ausgeführt. Die ungeschwächten Gewindesegmente 08 und die geschwächten Gewindesegmente 09 weisen entlang der Erstreckung des Gewindes 06 abgesehen von Übergangsbereichen 11 jeweils ein unveränderliches Gewindeprofil auf.
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2 zeigt die in 1 gezeigte Verschlusskappe in einer seitlichen Schnittansicht, welche in der Drehachse des Gewindes 06 liegt.
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3 zeigt ein Detail der in 1 gezeigten Verschlusskappe; insbesondere das Gewinde 06 mit den ungeschwächten Gewindesegmenten 08 und den geschwächten Gewindesegmenten 09. Die in den 2 und 3 verwendeten Bezugszeichen kennzeichnen dieselben Merkmale wie in 1.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Verschlusskappenhauptkörper
- 02
- Deckel
- 03
- Dichtlippe
- 04
- Garantiering
- 05
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- 06
- Gewinde
- 07
- Gewindegang
- 08
- ungeschwächte Gewindesegmente
- 09
- geschwächte Gewindesegmente
- 10
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- 11
- Übergangsbereiche
