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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kunststoffverschlussteil, das an einem Behälter oder einem an dem Behälter zu befestigenden weiteren Verschlussteil befestigbar ist, mit einem rohrförmigen Entnahmestutzen, dessen Querschnitt durch eine Membran verschlossen ist, die eine über einen Umgangswinkel von mindestens 180° entlang ihres äußeren Randes verlaufende Reißlinie aufweist.
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Solche Verschlussteile sind im Stand der Technik von zahlreichen Verschlusstypen bekannt. Ein solches Verschlussteil wird direkt oder indirekt am Rand einer Behälteröffnung, wie zum Beispiel an einem Flaschen- oder Kanisterhals, gegebenenfalls zusammen mit weiteren Verschlusselementen, in einer Weise befestigt, dass es nicht ohne sichtbare Beschädigung oder Veränderung irgendwelcher Teile des Verschlusses von der Behälteröffnung gelöst werden kann, Selbst wenn dann ein Deckel oder eine Schraubkappe, die das Verschlussteil mit dem Entnahmestutzen umgibt, von dem Verschluss abgenommen wird, bleibt der Öffnungsquerschnitt des Entnahmestutzens, der zum Beispiel als Ausgießtülle ausgestaltet sein kann, noch immer durch die Membran verschlossen, die somit als Garantieelement für den unverfälschten Inhalt des Behälters dient.
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Für das Freigeben des Öffnungsquerschnitts wird die Membran entlang der Reißlinie, die ganz oder auch nur teilweise umlaufend ausgebildet sein kann, von dem Entnahmestutzen getrennt und je nach Art des Verschlusses entweder von außen nach innen durchstoßen bzw. beiseite gedrängt, oder sie wird über einen Griffring, eine Grifflasche oder sonstiges Betätigungselement, das mit der Membran verbunden ist, aus dem Entnahmestutzen herausgezogen.
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Das erfindungsgemäße Verschlussteil, dessen für die Erfindung wesentliches Element aus der den Öffnungsquerschnitt verschließenden Membran besteht. kann einen Teil eines Verschlusses bilden, für dessen Befestigung auf einem Behälterhals weitere Teil erforderlich sind, oder das noch mit einer zusätzlichen Kappe oder dergleichen zu versehen ist, oder es kann auch die zur Befestigung erforderlichen Teile umfassen, und insbesondere auch allein einen kompletten Verschluss bilden.
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Der Begriff „Membran“ ist dabei nicht auf ein scheiben- oder folienartiges Element beschränkt, sondern umfasst alle einen Öffnungsquerschnitt verschließenden Elemente, die zwar einstückig mit dem Entnahmestutzen verbunden sind, die jedoch durch eine mindestens teilweise umlaufende Reißlinie von dem den Querschnitt definierenden Entnahmestutzen ganz oder teilweise abtrennbar sind, Dementsprechend kann auch der Entnahmestutzen vielfältige Formen annehmen und kann z. B aus einem kurzen Rohrabschnitt, aber auch aus einer Platte bestehen, von der ein innerer Teil die abtrennbare Membran bildet, deren Fläche gleichzeitig den maximalen Öffnungsquerschnitt definiert.
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Dabei beziehen die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung verwendeten Begriffe „oben“, „unten“ bzw. axial „aufwärts“ oder axial „abwärts“ sich auf eine Orientierung des Verschlussteiles, wie sie vorliegt, wenn der Behälter aufrecht steht, die Behälteröffnung sich oben befindet und der Verschluss, der üblicherweise entweder ein Schraubgewinde aufweist oder als Aufprell- oder Einprellverschluss ausgebildet ist, auf den Hals des Behälters aufgeschraubt bzw. aufgeprellt oder in eine Öffnung eingesetzt,, jedenfalls an dem Rand einer Behälteröffnung abgedichtet fixiert ist.
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Der Anschauung halber wird das Verschlussteil in der vorliegenden Beschreibung überwiegend in der Variante als Verschluss für einen Großbehälter beschrieben, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Großbehälter im Sinne der vorliegenden Erfindung haben typischerweise ein Volumen zwischen 5 und 50 I, zumeist zwischen 10 und 25 I und werden häufig für Trinkwasser verwendet.
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Bei einem Verschluss für Großbehälter, der ein Verschlussteil umfasst, und der als eine mögliche Ausführungsform in den Figuren dargestellt ist, ist die Membran entlang der Reißlinie aufreißbar, indem beispielsweise das vordere Ende eines Entnahmezapfens in den Entnahmestutzen eingeführt und axial gegen die Membran gedrückt wird, so dass das Material der Membran entlang der Reißlinie zerreißt. Da die Reißlinie in diesem Fall vorzugsweise nicht vollständig umlaufend ausgebildet ist, bleibt die Membran entlang eines ungeschwächten oder weniger geschwächten Abschnittes der durch die Reißlinie definierten Umfangslinie mit dem Entnahmestutzen verbunden, so dass die Membran nur nach innen beiseite gedrängt und umgeklappt wird und den Öffnungsquerschnitt des Entnahmestutzens im Wesentlichen freigibt.
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In der praktischen Verwendung wird ein Großbehälter üblicherweise auf den Kopf gestellt, so dass sich der Verschluss (auch als Verschlusskappe bezeichnet) unten befindet, und es wird ein Entnahmezapfen bzw. ein Entnahmerohr in den Entnahmestutzen des dann unten liegenden Kunststoffverschlusses eingeführt, wobei das Entnahmerohr auf die den Querschnitt des Entnahmestutzens verschließende Membran auftrifft. Durch Aufbringen einer ausreichenden Kraft auf die Membran reißt diese entlang der Reißlinie auf und wird durch den dann den Entnahmestutzen durchgreifenden Entnahmezapfen beiseite gedrängt, dessen inneres Endes dann mit dem Behälterinneren verbunden ist.
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Entnahmestutzen und Entnahmezapfen sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass der Entnahmezapfen dicht an der Innenwand des Entnahmestutzens bzw. an der die Membran jenseits der Reißlinie umgebenden Rand anliegt.
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Der Entnahmezapfen ist im Wesentlichen ein Rohr, das im Gebrauch durch den Entnahmestutzen hindurch und mit einem inneren Ende in das Behälterinnere hineinragt, während ein äußerer Abschnitt des Entnahmezapfens mit einem Entnahmeventil versehen sein kann. In derartigen Großbehältern befindet sich üblicherweise Trinkwasser, das unter Einwirkung der Schwerkraft mit Hilfe des Entnahmezapfens aus dem über Kopf stehenden Behälter entnommen bzw. abgezapft werden kann.
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Die vorliegende Erfindung erstreckt sich jedoch auf alle Kunststoffverschlussteile mit einem Entnahmestutzen, dessen Öffnungsquerschnitt durch eine erst für den Gebrauch zu öffnende Membran verschlossen ist. Neben den erwähnten Großbehältern für Trinkwasser, werden Verschlüsse mit einer versiegelten Membran unter sondern unter anderem auch für Ölkanister und andere Behälter für technische oder chemische Flüssigkeiten wie zum Beispiel Farben und dergleichen verwendet.
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Das aus Kunststoff bestehende, spritzgegossene Verschlussteil kann als separater Ein oder Aufsatz füreine Behälteröffnung, einen Behälterhals oder auch in Form einer Schraubkappe odereiner Aufprellkappe mit einem Haltewulst ausgebildet sein. Der Verschluss wird hier in einer Stellung beschrieben, wie sie im allgemeinen vorliegt, wenn der Verschluss auf den Behälterhals des gefüllten, aufrecht stehenden Behälters aufgebracht und fixiert worden ist.
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Eine kreisringförmige Kopfplatte, wie sie zum Beispiel im Falle eines Verschlusses für Großbehälter die geschlossene Seite des Verschlusses definiert, befindet sich somit oben und beispielsweise ein den Flaschenhalsrand aufnehmender, ringförmiger Hohlraum des Verschlusses weist mit seiner offenen Seite nach unten.
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Als ein erstes Sicherheitsmerkmal bei Verschlüssen für Großbehälter kann ein Entnahmestutzen im Allgemeinen noch durch ein Verschlusssiegel verschlossen und abgedeckt sein, das aus einer dünnen Kunststofffolie bestehen kann und vor der Verbindung des Verschlusses mit einem Entnahmezapfen entweder abgezogen oder durchstoßen wird. Als weiteres Sicherheitsmerkmal kann ein solcher Kunststoffverschluss, wenn er als Schraubverschluss ausgebildet ist, üblicherweise auch ein sogenanntes Garantieband aufweisen, welches sich am unteren Rand des Kappenmantels befindet und abreißt, wenn der Verschluss von dem Behälterhals abgenommen und entfernt wird.
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Schließlich weisen Verschlussteile der in Rede stehenden Art die Membran auf, die auch als „Membransiegel“ bezeichnet wird, und die den Öffnungsquerschnitt des Entnahmestutzens, zum Beispiel einer Ausgießtülle, verschließt.
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Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, dass der Endverbraucher den Behälterinhalt, wie zum Beispiel Trinkwasser oder auch andere trinkbare oder technische Flüssigkeiten, unverfälscht in der ursprünglich abgefüllten Form erhält.
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Die Herstellung derartiger Kunststoffverschlüsse erfolgt im Allgemeinen im Spritzgussverfahren in einer Form, die typischerweise aus einer Vielzahl sogenannter Kavitäten besteht, wobei jede der Kavitäten die Negativform des Verschlusses bildet, in die bei der Herstellung dieses Verschlusses unter hohem Druck heißes, flüssiges Kunststoffmaterial, im Allgemeinen Polypropylen oder Polyethylen, eingespritzt wird. Da viele Verschlüsse, abgesehen von kleineren Details, wie z.B. dem Gewinde, eine im Wesentlichen zylindersymmetrische Form aufweisen, ist es zweckmäßig und üblich, den Anguss, d.h. die Einspritzöffnung der Kavität, welche eine Negativform des Verschlusses bildet, in das Zentrum des Verschlusses zu legen. Andere Positionen des Angusses führen leicht zu einer ungleichmäßigen Füllung der Kavität, so dass bei anderen Anordnungen des Angusses die Dauer des Spritzgussvorgangs verlängert wird und/oder entsprechende Verschlüsse nicht mit der erforderlichen Qualität und Maßgenauigkeit hergestellt werden können, oder aber der Verschluss insgesamt mit größerer Wandstärke und größerem Materialverbrauch hergestellt werden müsste.
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Bei einem Verschluss für Großbehälter, für welchen die vorliegende Erfindung unter anderem entwickelt wurde und der typischerweise einen Nenndurchmesser von 50 mm hat, befindet sich das geometrische Zentrum der Verschlusskappe gleichzeitig im Zentrum der Membran, die aber wiederum eine über mindestens 180°, üblicherweise nahezu 360°, umlaufende Reißlinie aufweist, entlang welcher die Membran bei der späteren Ingebrauchnahme aufreißen soll, damit sie über den noch verbleibenden, nicht geschwächten Abschnitt, der als eine Art Scharnier wirkt, seitlich aus dem Querschnitt des Entnahmestutzens bzw. des Entnahmezapfens heraus weggedrückt werden kann.
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In der Kavität für ein Verschlussteil mit einer herausreißbaren oder aus dem Öffnungsquerschnitt des Entnahmestutzens herausklappbaren Membran bildet die Reißlinie notwendigerweise eine Engstelle zwischen der Matrize und dem Stempel der Form, durch welche der flüssige Kunststoff, der über den Anguss im Zentrum der Membran zugeführt wird, hindurchgepresst werden muss, um die übrigen Teile der Form, welche den Entnahmestutzen, die Kopfplatte und den umlaufenden Kappenmantel, gegebenenfalls einschließlich Garantieband, sowie auch noch Dichtungselemente umfassen, auszufüllen.
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Dies erfordert zum einen ein gut fließfähiges Kunststoffmaterial und schränkt damit den zur Verfügung stehenden Kunststoff ein, und erfordert zum anderen auch sehr hohe Drücke, mit welchen der flüssige Kunststoff in die Form eingespritzt werden muss, um in die vom Anguss entlegensten Hohlräume zu erreichen. Auch hierdurch sind die Möglichkeiten einer innerhalb kleiner Toleranzen maßgetreuen Herstellung dieser Verschlüsse eingeschränkt.
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Ein weiteres Problem, welches sich im praktischen Gebrauch dieser Verschlüsse gezeigt hat, liegt in der Kraft, die erforderlich ist, die Membran entlang der Reißlinie aufzureißen und beiseite zu drängen.
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Dies gilt sowohl für Großbehälter wenn ein Entnahmezapfen in den Entnahmestutzen des Verschluss eines Behälters eingebracht werden muss., als auch dann, wenn die Membran über einen mit dieser verbundenen Griffring, in den typischerweise nur ein Finger einer Hand eingreifen kann, aus dem Entnahmestutzen herausgezogen werden muss. Andererseits ist es aber wegen der oben geschilderten Probleme beim Spritzgießen kaum möglich, die Reißlinie, entlang welcher die Wandstärke des Kunststoffmaterials typischerweise mindestens 0,15 mm beträgt, noch weiter einzuengen.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffverschlussteils mit einem Entnahmestutzen und einer den Querschnitt des Entnahmestutzens verschließenden Membran nach einem der Ansprüche 1 - 13, welches das Spritzgießen des Kunststoffverschlussteils in einer Spritzgussform umfasst
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Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verschlussteil mit den eingangs genannten Merkmalen und ein Verfahren zu dessen Herstellung dahingehend weiterzubilden, dass zumindest eines der vorstehend aufgelisteten Probleme beseitigt wird.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verschlussteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, der insbesondere dadurch gekennzeichnet ist, dass die Reißlinie aus einem nach Abschluss des Spritzgussvorgangs mit einem Schneid- oder Stanzwerkzeug in das Material der Membran eingebrachten Schnitt bzw. aus dem unter dem Schnitt verbleibenden, dünnen Wandabschnitt der Membran besteht.
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„Nach Abschluss des Spritzgussvorgangs“ bedeutet in der Praxis nach dem Auswerfen des Verschlussteils aus der Spritzgussform, wobei es aber auch denkbar wäre den Schneid- oder Stanzvorgang noch innerhalb der Spritzgussform auszuführen, selbst wenn der Kunststoff noch nicht vollständig ausgehärtet ist.
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Die Oberfläche einer durch Schneiden oder Stanzen eingebrachten Reißlinie unterscheidet sich von entsprechenden Oberflächen, die durch Engstellen einer Form erzeugt wurden, so dass die nachträgliche Herstellung der Reißlinie aufgrund der Oberflächenstruktur und in der Regel auch anhand der Querschnittsform der Reißlinie an dem fertigen Verschlussteil erkennbar ist.
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Das Kunststoffverschlussteil kann somit in der Spritzgussform zunächst ohne jede Reißlinie hergestellt werden, d.h. die Membran weist durchgehend einschließlich ihrer Verbindung mit dem Entnahmestutzen eine relativ große und zweckmäßigerweise gleich bleibende Wandstärke auf. Der im Zentrum der Membran eingespritzte flüssige Kunststoff kann daher sehr leicht durch diesen Hohlraum ohne Engstellen hindurchfließen und sich über das gesamte Volumen der Spritzgussform bzw. der jeweiligen Kavität verteilen. Erst in das so fertig gespritzte Verschlussteil wird dann in der Nähe des äußeren Randes der Membran, d.h. an oder in der Nähe zu deren Verbindung mit dem Entnahmestutzen, ein Schnitt eingebracht, der mit einer genau definierten Tiefe das Material der Membran erfasst und dieses Material bis auf eine sehr geringe verbleibende Wandstärke durchtrennt. Die verbleibende Wandstärke im Bereich dieser Trennungslinie, d.h. die Dicke des im Bereich des Schnittes verbleibenden Wand der Membran, kann dabei sehr genau eingestellt werden, und insbesondere weniger als 0,15 mm betragen und sie kann vorzugsweise auf maximal 0,1 mm Dicke reduziert sein. In einer Ausführungsform beträgt die unter dem Einschnitt verbleibende Wandstärke der Membran zwischen 0,06 und 0,1mm, insbesondere 0,08 mm.
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Die Schnitttiefe kann aber insbesondere mit einem Stanzwerkzeug entlang des Umfangs der Membran auch variabel eingestellt werden, um zum Beispiel entlang eines kurzen Abschnitts in Umfangsrichtung eine größere Materialstärke zu behalten, so dass der betreffende Abschnitt als Scharnier dienen kann, oder um einen Anfangsabschnitt der Reißlinie, in dessen Nähe beispielsweise ein Griffring ansetzt, besonders dünn auszuführen, da sich die Membran entlang der verbleibende Reißlinie relativ leicht auftrennen lässt, wenn ein Anfangsabschnitt bereit aufgerissen ist.
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Die Ausgestaltung der Reißlinie in Form eines nachträglich in die Membran eingebrachten Einschnittes hat mehrere Vorteile. Zum einen kann, wie bereits erwähnt, beim Herstellen des Verschlusses in der Spritzgussform der Kunststoff ungehindert im Bereich der Reißlinie fließen, da dort zunächst noch eine ausreichend große Wandstärke der Membran vorliegt. Dadurch können die beim Einspritzen verwendeten Drücke reduziert werden und man hat auch eine größere Freiheit in der Auswahl des verwendeten Kunststoffmaterials. Auch der Formenbau wird vereinfacht, weil erheblich weniger Aufwand erforderlich ist, als in dem Fall, in dem für die Reißlinie zwischen Matrize und Stempel ein genau definierter, sehr schmaler Fließspalt eingestellt werden muss.
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Weiterhin kann man durch die Tiefe des Einschnittes bzw. durch die verbleibende geringere Wandstärke auch die für das Aufreißen der Reißlinie erforderliche Kraft deutlich reduzieren und auf ein genau gewünschtes Maß einstellen. Die geringeren Drücke, die Vereinfachung der Formherstellung und auch die größere Freiheit bei der Auswahl entsprechender Kunststoffmaterialien führen wiederum zur besseren Einhaltung von Maßtoleranzen und lassen die Herstellung der Verschlüsse mit integrierten Dichtungselementen zu, für die keinerlei separate Dichtung mehr benötigt wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reißlinie der Membran in einem Bereich eingeschnitten ist, in welchem die Wandstärke der Membran (im Übrigen), d.h. außerhalb des durch den Einschnitt selbst verdünnten Bereichs, mindestens 0,5 mm beträgt. Weiterhin ist gemäß einer Ausführungsform die Membran im Bereich der eingeschnitten Reißlinie auf eine Dicke von weniger als 0,15 mm, vorzugsweise auf maximal 0,1 mm Dicke reduziert.
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Auch die Länge der Reißlinie entlang des Umfanges kann auf diese Weise sehr exakt eingestellt werden, wobei gemäß einer Ausführungsform vorgesehen ist, dass sich die Reißlinie über mehr als 270° und weniger als 360°, insbesondere aber über höchstens 355° und vorzugsweise mehr als 330° erstreckt.
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Bei einer Reduzierung des verbleibenden, nicht geschwächten Abschnittes der Membran, der beim Eingriff mit dem Entnahmezapfen effektiv als eine Art Scharnier wirkt, setzt die Membran einem Aufreißen keinen nennenswerten Widerstand mehr entgegen, wenn der Scharnierbereich auf weniger als 30° entlang des Umfanges beschränkt ist. Andererseits hält ein Scharnierabschnitt von 10° Umfangslänge die Membran noch immer sicher an dem Entnahmestutzen fest, so dass keine Gefahr besteht, dass die Membran vollständig von dem Entnahmestutzen abreißt und dann lose innerhalb des Behälters liegt.
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Der radiale Abstand der Reißlinie von der Innenwand des Entnahmestutzens in dessen unmittelbar an die Membran angrenzenden Bereich beträgt gemäß einer Ausführungsform zwischen 0,1 und 1 mm oder entspricht genau dem Innenradius des Entnahmestutzens, ist also dem Querschnitt des Entnahmestutzens in seinem an die Membran angrenzenden Bereich soweit wie möglich angepasst. Die Membran ist zweckmäßigerweise am unteren Ende (d.h. am zum Behälterinneren hin gewandten Ende) des Entnahmestutzens angeordnet.
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Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Einschnitt der Reißlinie von der Innenseite des Verschlussteiles her eingebracht ist. Die Membran ist von der Innenseite des Verschlussteiles her (die dem Behälterinneren zugewandt ist) im Allgemeinen leichter zugänglich, insbesondere wenn sie am unteren Ende des Entnahmestutzens angebracht ist, so dass von hier auch in einfacher weise ein entsprechendes Werkzeug angesetzt werden kann, welches den Einschnitt der Reißlinie herstellt. Der Entnahmestutzen verläuft gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zumindest abschnittsweise von der Kopfplatte zum unteren Ende hin konisch verjüngt. Diese konische Verjüngung erleichtert das Einführen eines Entnahmezapfens. Zweckmäßigerweise ist jedoch der untere, an eine Membran angrenzende Abschnitt des Entnahmestutzens zylindrisch ausgebildet, was eine dichte Anlage der Außenfläche eines Entnahmezapfens an der Innenwand des Entnahmestutzens erleichtert.
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Weiterhin weist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung das Verschlussteil einen sich zwischen dem Entnahmestutzen und dem Kappenmantel axial nach unten erstreckenden Dichtungsstutzen für den Eingriff mit der Innenwand eines Behälterhalses auf.
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Der Dichtungsstutzen bildet dann zusammen mit einem äußeren Abschnitt der Kopfplatte und dem Kappenmantel einen ringförmig umlaufenden, U-förmigen Hohlraum, der auch als „Verschlussfuß“ bezeichnet wird und in welchem der obere Rand eines Flaschenhalses abgedichtet aufnehmbar ist, wenn der Dichtungsstutzen dichtend in das Innere des Behälterhalses eingreift. Darüber hinaus können am Grund dieses U-förmigen Hohlraumes auch noch ringförmig umlaufende Dichtungselemente vorgesehen sein, die mit der Stirnseite bzw. dem oberen Rand des Behälterhalses in Eingriff treten. Der Grund des U-förmigen Hohlraumes wird in diesem Fall durch den zwischen Kappenmantel und Dichtungsstutzen liegenden Abschnitt der Kopfplatte gebildet.
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Die Dichtung kann zum Beispiel durch einen zwischen Kappenmantel und Entnahmestutzen von der Kopfplatte nach unten ragenden zylindrischen Dichtungsstutzen gebildet werden, der einen sich radial nach außen vorwölbenden Dichtungswulst aufweist, der mit der Innenfläche eines Behälterhalses in dichtenden Eingriff treten kann.
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Außerdem weist gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher der Verschluss ein Innengewinde zum Aufschrauben auf einen mit Gewinde versehenen Behälterhals hat, der untere Rand des Kappenmantels ein Garantieband auf, das über leicht brechbare Brücken mit dem Kappenrand verbunden ist.
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Die teilweise filigrane Struktur eines solchen Garantiebandes ebenso wie der betreffenden Dichtungselemente und deren Maßhaltigkeit lässt sich aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen, d.h. durch die Bereitstellung von Fließkanälen im Membranbereich mit größerem Querschnitt und gegebenenfalls auch durch Verwendung entsprechender Kunststoffmaterialien, leichter bewerkstelligen als bei herkömmlichen Verschlüssen.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe dadurch gelöst, dass nach dem Spritzgießen und mindestens teilweisen Aushärtens des Kunststoffverschlussteils ein mindestens teilweise umlaufender Einschnitt in die Membran eingebracht wird.
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Gemäß einer Verfahrensvariante wird die Reißlinie erst nach dem Spritzgießen durch einen Einschnitt mittels eines Schneid- oder Stanzwerkzeuges eingebracht wird.
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Zweckmäßiger weise kann der Einschnitt eingebracht werden, während sich das Kunststoffverschlussteil vor dem endgültigen Ausstoßen noch in der geschlossenen oder teilweise geöffneten Spritzgussform befindet.
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Das Verfahren erweist sich insbesondere dann als besonders vorteilhaft, wenn der Anguss für das Füllen der Kavitäten der Spritzgussform im Bereich der Membran, vorzugsweise in deren Zentrum erfolgt, weil dann der volle Materialquerschnitt der Membran für den Durchfluss des flüssigen Kunststoffs in alle damit verbundenen Bereiche der Kavität zur Verfügung steht und kaum noch weitere Engstellen vorliegen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Kunststoffverschlusses gemäß der Erfindung in einer Ansicht schräg von unten,
- 2 einen die Verschlussachse enthaltenden Querschnitt eines Verschlusses nach 1,
- 2A einen vergrößerten Ausschnitt aus 2
- 3 eine Ansicht des Verschlusses entlang der Verschlussachse von unten,
- 4 eine Ansicht entlang der Verschlussachse auf den Verschluss von oben.
- 5a-c einen Verschluss in verschiedenen Stadien mit geschlossener und geöffneter Membran sowie mit einem eingebrachten Entnahmezapfen und
- 6 einen Querschnitt durch den auf einem über Kopf stehenden Behälter mit einem aufgebrachten Verschluss zusammen mit einem durch den Verschluss eingebrachten Entnahmezapfen.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes Verschlussteil, in diesem Fall einen kompletten Verschluss 100 in einer perspektivischen Ansicht schräg von unten, d.h. von der Verschlussöffnung her in das Innere des Verschlusses 100. Die folgende Beschreibung bezieht sich gleichzeitig auf die 1 bis 4.
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Man erkennt vor allem in den 3 und 4 sowie in der Schnittdarstellung gemäß 2 eine kreisringförmige Kopfplatte 1, an deren äußerem Rand ein in etwa zylindrischer Kappenmantel 2 ansetzt, der sich axial abwärts erstreckt. Am inneren Rand der Kopfplatte 1 abwärts erstreckt sich ein zunächst nach unten konisch verjüngter Abschnitt eines Entnahmestutzens 3 axial abwärts, gefolgt von einem zylindrischen Abschnitt, an dessen Ende man wiederum eine den Querschnitt des Entnahmestutzens 3 verschließende Membran 7 erkennt.
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Die Membran 7 ist entlang des größten Teils ihres Umfanges nur über eine durch einen Einschnitt geschwächten Materialabschnitt 8, der hier als „Reißlinie bezeichnet wird, mit einem dünnen ringförmigen Rand der Membran 7,außerhalb der Reißlinie 8 bzw. direkt mit dem unteren Rand des Entnahmestutzens 3 verbunden. Der Einschnitt verläuft somit entlang einer Kreislinie maximalen Durchmessers innerhalb des Querschnittes des Entnahmestutzens.
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Die Reißlinie 8 ist lediglich durch einen sehr kurzen, in Umfangsrichtung etwa 10° ausmachenden Schamierabschnitt 9 unterbrochen, der die Membran an dem Entnahmestutzen festhält. An der Innenseite der Kopfplatte 1 erkennt man weiterhin zwischen dem Entnahmestutzen 3 und dem Kappenmantel 2 einen umlaufenden Dichtungsstutzen 11 sowie eine weitere, ringförmig umlaufende Dichtung 12 zwischen dem Dichtungsstutzen 11 und dem Kappenmantel 2. Der Kappenmantel weist außerdem ein Innengewinde 13 auf und ist über seinen unteren Rand mit einem umgeklappten Garantieband 14, einem sogenannten Flexband, verbunden.
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4 ist eine Ansicht auf den Kunststoffverschluss 100 von oben, in welchem man ebenfalls die Kopfplatte 1, den Kappenmantel 2, den Entnahmestutzen 3 und die Membran 7 erkennt. Der Schnitt der 2 mit dem vergrößerten Ausschnitt 2A entspricht der Schnittlinie A-A in 4.
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In 5 ist der Kunststoffverschluss 100 in einer perspektivischen Ansicht von innen in drei verschiedenen Stadien zu erkennen, nämlich in 5A in einem intakten, unbenutzten Zustand, in 5B mit einer teilweise abgetrennten und herausgeklappten Membran 7 und in 5C mit einem bei vollständig herausgeklappter Membran durch den Entnahmestutzen 3 hindurchgeführten Entnahmezapfen 20.
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6 zeigt einen die Achse enthaltenden Querschnitt in dem Zustand gemäß 5C.
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Die in den Figuren dargestellte Ausführungsform eines Verschlusses für Großbehälter weist ein Gewinde 13 auf, das auf ein passendes Gewinde eines Großbehälters aufgeschraubt wird. Der Hals eines solchen Großbehälters weist einen radial nach außen weisenden Sicherungsring auf (in 6 nur angedeutet), der von einem Flexband 14 hintergriffen wird. Das Flexband 14 ist eine nach oben umgeklappte, axiale Verlängerung des Kappenmantels 2. Stirnseitige Vorsprünge des Flexbandes 14 stützen sich an dem Sicherungsring 24 des Behälterhalses ab und verhindern so ein Abschrauben des Verschlusses 100 von dem Behälterhals, wobei im Falle eines gewaltsamen Abdrehens auch das gesamte Flexband abreißt, das durch leicht brechbare Brücken mit dem unteren Rand des Kappenmantels verbunden ist.
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Wie man in 6 erkennt, ist der obere Rand bzw. der obere Abschnitt des Behälterhalses (der in 6 unten liegt) in einem ringförmig umlaufenden Hohlraum aufgenommen, der U-förmig umschlossen wird durch den Kappenmantel 2, einen äußeren Abschnitt der ringförmigen Kopfplatte 1 und den Dichtungsstutzen 11, der die Form eines kurzen hohlzylindrischen Abschnittes mit einem nach außen vorragenden Wulst 16 hat. Eine weitere ringförmig umlaufende Lippendichtung 12 erstreckt sich zwischen dem Dichtungsstutzen 11 und dem Kappenmantel 2 von der Kopfplatte 1 abwärts und tritt mit der Oberseite des Flaschenhalsrandes in Verbindung, während der Wulst 16 abdichtend an der Innenfläche des Behälterhalses anliegt.
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Zum Verbinden des Verschlusses bzw. eines mit dem Verschluss 100 verschlossenen Großbehälters 30 mit der Außenseite des Behälters wird ein Entnahmezapfen 20 von außen, d.h. von der Seite der Kopfplatte1 her, in den Entnahmestutzen 3 eingeführt (siehe 6). Durch entsprechenden Druck des Entnahmestutzens auf die Membran 7 reißt diese entlang der Reißlinie 8 von dem unteren Rand des Entnahmestutzens 3 ab und bleibt nur noch entlang eines kurzen Scharnierabschnittes 9 an dem Entnahmestutzen hängen Die Membran kann so axial nach unten und seitlich aus dem Querschnitt des Entnahmestutzens heraus in die in 5B dargestellte Stellung geklappt werden. Dies geschieht durch Einführen des Entnahmezapfens 20, der in der Stellung gemäß 5C und 6 die Membran 7 beiseite gedrückt hat und mit seiner Außenfläche dicht an der unteren inneren Wand des Entnahmestutzens 3 bzw. eventuell einem ringförmigen Rand der Membran 7 außerhalb der Schnittlinie 8 dicht anliegt.
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Wie man anhand der 6 erkennen kann, kann die Flüssigkeit (Trinkwasser) in dem Behälter 30 durch Öffnungen am inneren Ende des Entnahmestutzens 20 durch den Entnahmestutzen abfließen, wobei im nicht dargestellten weiteren Verlauf des Entnahmezapfens außerhalb des Behälters 30 und des Verschlusses 100 ein Ventil vorgesehen sein kann, um die aus dem Behälter 30 abgezapfte Flüssigkeit in gewünschter Weise zu dosieren.
