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Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung mit einem dichten, lösbaren Gewindeflaschenhals mit einem Gewindeverschluss, die aus gleichem Kunststoff, vorzugsweise aus PET, hergestellt sind.
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Es sind überall Flaschen, insbesondere für Getränke, bekannt, die aus elastischem PET-artigem Kunststoff hergestellt sind, wobei die Verschlüsse, die auf Gewindehalsen dieser Flaschen geschraubt werden, üblicherweise aus durchgefärbtem Polyethylen (PE) oder aus Polyethylen des Typs HDPE bestehen. Um einen Recyclingprozess durchführen zu können, müssen beide Stoffe separat sortiert werden, was die Recyclingkosten beider Stoffe wesentlich erhöht.
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Von der polnischen Patentschrift Nr.
PL178507 ist ein Gewindeverschluss für eine Flasche oder einen Behälter mit einem Gewindehals bekannt, der aus einem Kunststoff hergestellt ist und einen zylinderartigen Teil mit Innengewinde und oberem Boden aufweist, der auf dem Außengewinde des Flaschenhalses geschraubt ist, wobei eine Profildichtung dem Boden dieses Verschlusses und den oberen Frontkanten dieses Halses eingebaut ist, die auch eine axiale Bohrung dieses Flaschenhalses abdeckt. Die untere Kante des zylinderartigen Gewindeteils dieses Verschlusses ist zudem über Rippen mit einem Sicherungsring verbunden, der Befestigungsvorsprünge von der Innenseite aufweist, die einen auf dem Flaschenhals hergestellten Außenabsatz umfasst.
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Von der europäischen Patentschrift
EP2862811B1 ist auch eine Verschlussvorrichtung für Behälter, insbesondere für Flaschen mit eingebauten Markierungsmitteln für ihr Öffnen, bekannt, welche einen über eine Ausgießhülse verbundenen Innendeckel, eine Kapsel, ein Außengehäuse, ein Grundgestell sowie einen Anzeigering aufweist, wobei dieser Innendeckel aus Kunststoff an der Ausgießhülse über ein Gewinde befestigt ist und an seinen Innenflächen Dichtungsmittel in Form eines erweiterten Innenringvorsprunges aufweist, der für ein erneutes dichtes Flaschenverschließen sorgt.
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Von der Patentschrift
US 3063589 ist wiederum ein Flaschenverschließvorrichtung bekannt, welche aus einer unteren Innengewindehülse für die Verbindung mit einem Behälter (einer Flasche) sowie einer oberen Außengewindehülse besteht, um sie mit einem Verschluss zu verbinden. Beide Hülsen sind mit einem senkrecht angeordneten Ring voneinander getrennt, damit eine Fluiddichtheit gewährleistet wird.
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Nachteilig für die vorgenannten technischen Lösungen ist ihr zu komplizierter, mehrteiliger Aufbau, wodurch die Fertigungskosten wesentlich steigen. Die Erfindung hat zum Ziel, eine einfache und robuste Konstruktion eines Konstruktionsknotenpunktes für einen dichten, lösbaren Gewindeflaschenhals mit einem Gewindeverschluss zu entwickeln, welcher einen Verschluss einer Flasche oder eines Behälters darstellt, welche mit diesem Flaschenverschluss aus gleichem Werkstoff, vorzugsweise aus PET, hergestellt wird. Diese Konstruktion eliminiert die Nachteile und Unannehmlichkeiten der bekannten, vorgenannten technischen Lösungen, dabei die Notwendigkeit, den PET-Flaschenwerkstoff und den bisher für den Verschluss eingesetzten HDPE-Werkstoff separat zu sortieren und im Recyclingprozess zu verwerten.
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Das Wesen der erfindungsgemäß aus Kunststoff hergestellten Anordnung für einen dichten, lösbaren Gewindeflaschenhals mit einem Gewindeverschluss umfasst, dass diese aus einem zylinderförmigen Flaschenhals und einem auf seinem Außengewinde geschraubten Verschluss mit einem Innengewinde und einer mit dem Verschlussboden dauerhaft verbundenen Innenhülse ausgebildet ist, wobei die Außenfläche dieser Innenhülse wenigstens einen Dichtringabsatz aufweist, dessen Endstück an der zylinderförmigen Flaschenhalsfläche anliegt bzw. das Endstück wenigstens eines Ringabsatzes in wenigstens einem, in der zylinderförmigen Innenfläche des Flaschenhalses hergestellten Umlaufkanal dicht eingesetzt ist. Es ist von Vorteil, wenn der Verschluss an der Innenfläche seines hülsenförmigen Teils über seinem Gewinde angeordnete Ringabsätze aufweist, deren Endstücke in den ihnen gegenüber angeordneten, in der Außenfläche des Flaschenhalses über seinem Gewinde hergestellten Umlaufkanälen dicht eingesetzt sind, das Außengewinde des Flaschenhalses weist Profilabsätze an der unteren Oberfläche der Gewindewindungen auf, das Innengewinde des Flaschenhalses weist hingegen Profilabsätze an der oberen Oberfläche der Gewindewindungen auf, wobei ein Profilabsatz der Innengewindewindungen zwischen jeweils zwei Profilabsätzen der Außengewindewindungen eingebaut sind. Es ist von Vorteil, wenn die im Innen- und Außengewinde hergestellten Profilabsätze zwei schräg zueinander hergestellte rechteckige Wände darstellen, die von vorn gesehen die Form der gleichschenkligen Dreiecke aufweisen. Es ist auch von Vorteil, wenn die Innenhülse des Verschlusses einen Aussteifungsringabsatz oder mehrere Ringabsätze bzw. ein Aussteifungsgewinde aufweist, und die Länge (L) dieser Innenhülse 0,2 ÷ 1,2 der Länge (L1) des zylinderförmigen Außenteiles des Verschlusses beträgt, die Abdichtungsringabsätze die Dicke von g = 0,1 ÷ 1,0 mm beträgt, und die Abstände (b) dazwischen 0,1 ÷ 5 mm stark sind. Es ist auch von Vorteil, wenn die Außendurchmesser (D2) der Abdichtungsringabsätze den Innendurchmesser (D1) des Flaschenhalses überschreiten, sodass D2 = 1,05 D1 ÷ 1,15 D1 ist. Es ist von Vorteil, wenn der der Verschluss mit einem zylinderförmigen, mit seinem Boden dauerhaft verbundenen Element ausgestattet ist, und die Außenfläche dieses zylinderförmigen Elementes Abdichtungsringabsätze aufweist, und das zylinderförmige Flaschenhals sowie sein Verschluss aus Polyethylenterephtalat (PET) hergestellt sind.
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Der Einsatz einer neuen, mit einer monolithischen Innenhülse oder einem zylinderförmigen Element ausgerüsteten, mit Aussteifungs- und Abdichtungselementen ausgerüsteten Konstruktion des Flaschenhalsverschlusses sowie die Anpassung des Flaschenhalses an diese Konstruktion haben es ermöglicht, diesen Verschluss auch aus dem aus dem Recyclingprozess stammenden PET-Werkstoff wie der des Behälters oder der Flasche für den schraubbaren Verschluss herzustellen. Somit wurde die Notwendigkeit eliminiert, die bisher lästige Sortierung des Werkstoffes für die Flasche und des Werkstoffes für den Verschluss einzusetzen, sodass ihre Recyclingkosten zugleich reduziert wurden.
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Der Gegenstand der Erfindung wird mit Hilfe von sieben Ausführungsbeispiele laut 1 - 25 erläutert, worauf Teilabbildungen der oberen Flaschenteile mit den Verschlüssen dargestellt sind, wobei die erste Ausführung dieser Anordnung in den 1 - 3 gezeigt wird, dessen Verschluss mit einer länglichen, dauerhaft mit dem Verschlussboden verbundenen Innenhülse ausgerüstet ist, deren Außenfläche einen an der glatten Innenfläche des Flaschenhalses anliegenden Abdichtungsringabsatz im Axialschnitt aufweist, wobei 1 einen Ausschnitt des oberen Flaschenteils mit dem Flaschenhals und einem am Außengewinde des Flaschenhalses geschraubten Verschluss im Axialschnitt, 2 - den Verschluss im Axialschnitt, und 3 - Detail „R“ der Flaschenhals- und Verschlussverbindung im Axialschnitt in Vergrößerung darstellen. In den 4 - 6 wird die zweite Ausführung der gleichen Anordnung dargestellt, deren Innenhülse an ihrer Außenfläche fünf parallel zueinander hergestellte und auch an der glatten Innenfläche des Flaschenhalses anliegende Abdichtungsringabsätze aufweist, und ihr unteres Endstück einen internen Aussteifungsringabsatz in den axialen Schnitten aufweist, wobei 4 einen Teil des oberen Flaschenteiles mit dem Flaschenhals und dem an seinem Außengewinde geschraubten Verschluss im Axialschnitt, 5 - den Verschluss selbst im Axialschnitt und 6 - Detail „S“ der Flaschenhals- und Verschlussverbindung im Axialschnitt in Vergrößerung darstellen.
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In den 7 - 9 wird die dritte Ausführungsform der gleichen Anordnung, auch Konstruktionsknotenpunkt genannt, dessen Innenhülse an ihrer Außenfläche einen Abdichtungsringabsatz aufweist, dessen Endstück in einem gegenüberliegenden, in der glatten Flaschenhalsfläche hergestellten Ringkanal eingesetzt ist, und ihr unteres Endstück einen internen Abdichtungsringabsatz in axialen Schnitten aufweist, wobei 7 einen Teil des oberen Flaschenteils mit dem Flaschenhals und dem an seinem Außengewinde geschraubten Verschluss im Axialschnitt, 8 - den Verschluss selbst im Axialschnitt und 9 - Detail „T“ der Flaschenhals- und Verschlussverbindung im Axialschnitt in Vergrößerung darstellen.
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In den 10 - 12 wird die vierte Ausführung des gleichen Konstruktionsknotenpunktes dargestellt, dessen Innenhülse an ihrer Außenfläche fünf parallel zueinander hergestellte Abdichtungsringabsätze aufweist, deren Endstücke in fünf gegenüberliegenden, in der glatten Innenfläche des Flaschenhalses hergestellten Ringkanälen im Axialschnitt eingesetzt ist, wobei 10 einen Teil des oberen Flaschenteils mit dem Flaschenhals und dem an seinem Außengewinde geschraubten Verschluss im Axialschnitt, 11 - den Verschluss selbst im Axialschnitt und 12 - Detail „U“ der Flaschenhals- und Verschlussverbindung im Axialschnitt in Vergrößerung darstellen.
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In den 13 -15 wird die fünfe Ausführung des gleichen Konstruktionsknotenpunktes dargestellt, dessen Innenhülse an ihrer Außenfläche fünf parallel zueinander hergestellte Abdichtungsringabsätze aufweist, deren Endstücke in fünf gegenüberliegenden, in der glatten Innenfläche des Flaschenhalses hergestellten Ringkanälen im Axialschnitt eingesetzt ist, wobei 13 einen Teil des oberen Flaschenteils mit dem Flaschenhals und dem an seinem Außengewinde geschraubten Verschluss im Axialschnitt, 14 - den Verschluss selbst im Axialschnitt und 15 - Detail „V“ der Flaschenhals- und Verschlussverbindung im Axialschnitt in Vergrößerung darstellen.
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In den 16 - 18 wird die sechste Ausführung des gleichen Konstruktionsknotenpunktes dargestellt, dessen Verschluss an der Innenfläche des hülsenförmigen Teils fünf parallel zueinander in der Außenfläche des Flaschenhalses über seinem Gewinde hergestellte Abdichtungsringabsätze im Axialschnitt aufweist, wobei 16 einen Teil des oberen Flaschenteils mit dem Flaschenhals und dem an seinem Außengewinde geschraubten Verschluss im Axialschnitt, 17 - den Verschluss selbst im Axialschnitt und 18 - Detail „W“ der Flaschenhals- und Verschlussverbindung im Axialschnitt in Vergrößerung darstellen.
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In den 19 - 25 wird die siebte Ausführung des gleichen Konstruktionsknotenpunktes dargestellt, dessen Flaschenhals ein Außengewinde aufweist, das an der unteren Windungsfläche des Flaschenhalses Abdichtungsprofilelemente und der darauf geschraubte Verschluss ein Innengewinde mit den an der oberen Windungsfläche des Flaschenhalses analoge Abdichtungsprofilelemente aufweisen, wobei 19 einen Teil des oberen Flaschenteils mit dem Flaschenhals und dem an seinem Außengewinde geschraubten (zum Teil entfernten) Verschluss in Schrägansicht, 20 - Detail „F“ dieses Konstruktionsknotenpunktes in Schrägansicht, 21 - denselben Konstruktionsknotenpunkt mit auseinander gebauten Bestandteilen in Schrägansicht, 22 - den Verschluss dieses Konstruktionsknotenpunktes in Schrägansicht, 23 - denselben Verschluss im „F-F“ Axialschnitt, 24 - Detail „X“ des Verschlusses dieses Konstruktionsknotenpunktes in Vergrößerung, und 25 - Detail „Y“ des Flaschenhals-Außengewindes der auf 21 dargestellten Flasche in Schrägansicht darstellen.
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Beispiel 1
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem gleichen Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, besteht gemäß der ersten, auf 1 - 3 dargestellten Ausführung aus einem runden Flaschenhals 1 mit Außengewinde 4 sowie einem darauf geschraubten Verschluss 3 mit Innengewinde 5. Am Verschlussboden 6 ist die obere Frontseite der axial innerhalb des Verschlusses eingebauten Innenhülse 8 mit einer Verschweißung 7 befestigt, wobei der Außendurchmesser „D“ dieser Innenhülse den Innendurchmesser „D1“ des Flaschenhalses 1 derart unterschreitet, dass D = 0,7 D1 ist, und die Länge L dieser Innenhülse die Länge „L1“ des zylinderförmigen Außenteils 10 dieses Verschlusses so Überschreitet, dass L = 1,2 L1 ist. Die Innenhülse 8 des Verschlusses 3 weist im unteren Teil ihrer Außenfläche einen Abdichtungsringabsatz 11 mit der Dicke von g = 1,0 mm sowie einem Außendurchmesser „D2“ auf, der den Innendurchmesser D1 des Flaschenhalses 1 derart überschreitet, dass D2 = 1,1 D1 ist. Nachdem dieser Verschluss auf dem Flaschenhals 1 der Flasche 2 geschraubt ist, ist das Endstück dieses Ringabsatzes an der glatten Innenfläche 12 dieses Flaschenhalses bogenförmig ausgebildet, sodass beide Elemente miteinander dicht verbunden werden.
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Beispiel 2
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem gleichen Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, weist gemäß der zweiten, auf 4 - 6 dargestellten Ausführung einen identischen Aufbau wie der Konstruktionsknotenpunkt laut der Beschreibung im Beispiel 1 auf, und beide Ausführungen unterscheiden sich dadurch, dass die Innenhülse 8 des Verschlusses 3 in der zweiten Ausführung an ihrem unteren Endstück einen internen Aussteifungsabsatz 9 zusätzlich aufweist, diese Innenhülse weist zudem an der Innenfläche des unteren Teils fünf identische, im Abstand von jeweils b = 0,1 mm hergestellte Abdichtungsringabsätze 13 mit der Dicke von g = 0,1 mm auf. Nachdem dieser Verschluss auf dem Flaschenhals 1 der Flasche 2 geschraubt ist, sind alle Endstücke dieser fünf Abdichtungsringabsätze 13 dadurch an der glatten Innenfläche 12 dieser Flasche bogenartig ausgebildet, sodass die Dichtheit der gegenseitigen Verbindung dieses Flaschenhalses mit seinem Verschluss 3 erhöht wird.
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Beispiel 3
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem gleichen Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, weist gemäß der dritten, auf 7 - 9 dargestellten Ausführung einen ähnlichen Aufbau wie der Konstruktionsknotenpunkt laut der Beschreibung im Beispiel 1 auf, und beide Ausführungen unterscheiden sich dadurch, dass die Innenhülse des Verschlusses 3 in der dritten Ausführung am unteren Endstück einen internen Abdichtungsabsatz 9 aufweist, und das untere Endstück des Abdichtungsringabsatzes 11 dieser Innenhülse in dem ihm gegenüber liegenden, in der glatten Innenfläche 12 des Flaschenhalses 1 des Flasche 2 hergestellten Umlaufkanal 14 dicht eingesetzt ist, dessen Höhe h an die Dicke von g = 0,8 mm dieses Ringabsatzes angepasst ist. Nachdem der Verschluss auf dem Flaschenhals 1 geschraubt ist, führt das in diesem Umlaufkanal eingesetzte Endstück dieses Ringabsatzes eine dichte gegenseitige Verbindung beider Elemente herbei.
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Beispiel 4
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem gleichen Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, weist gemäß der dritten, auf 10 - 12 dargestellten Ausführung einen ähnlichen Aufbau wie der Konstruktionsknotenpunkt laut der Beschreibung im Beispiel 1 auf, und beide Ausführungen unterscheiden sich dadurch, dass die Innenhülse 8 in der vierten Ausführung im unteren Teil in der Außenfläche fünf identische, parallel gegeneinander im Abstand von b = 0,5 mm angeordnete Abdichtungsringabsätze 13 mit der Dicke von g = 0,3 mm aufweist, wobei alle Endstücke dieser fünf Abdichtungsringabsätze 13 in den ihnen gegenüber liegenden, in der glatten Innenfläche 12 des Flaschenhalses 1 des Flasche 2 hergestellten Umlaufkanälen 15 dicht eingesetzt sind, deren Höhe h an die Dicke g der Ringabsätze 13 angepasst ist. Nachdem der Verschluss auf dem Flaschenhals 1 geschraubt ist, führen die in diesem Umlaufkanal eingesetzten Endstücke dieser Ringabsätze 13 eine wesentlich dichtere gegenseitige Verbindung beider Elemente dieses Knotenpunktes herbei.
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Beispiel 5
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem gleichen Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, weist gemäß der vierten, auf 13 - 15 dargestellten Ausführung einen ähnlichen Aufbau wie der Konstruktionsknotenpunkt laut der Beschreibung im Beispiel 4 auf, und beide Ausführungen unterscheiden sich dadurch, dass die Innenhülse 8 des Verschlusses 3 im unteren Teil in der Außenfläche fünf identische, parallel gegeneinander im Abstand von b1 = 0,8 mm angeordnete interne Aussteifungsringabsätze 16 mit der Dicke von gl = 1,0 mm und Breite „k“ aufweist.
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Beispiel 6
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, weist gemäß der sechsten, auf 16 - 18 dargestellten Ausführung einen ähnlichen Aufbau wie der Konstruktionsknotenpunkt laut der Beschreibung im Beispiel 1 auf, und beide Ausführungen unterscheiden sich dadurch, dass die Länge L dieser Innenhülse 8 des Verschlusses 3 die Länge „L1“ des zylinderförmigen Außenteils 10 dieses Verschlusses unterschreitet, sodass L = 0,2 L1 beträgt, und dieser Verschluss mit dem Innengewinde 5 auf der Innenfläche dieses zylinderförmigen Teils 10 zudem fünf Abdichtungsringabsätze 17 mit der Dicke von g = 0,1 mm aufweist, die über diesen Gewindewindungen und parallel zueinander sowie im Abstand von b = 0,5 mm hergestellt sind, deren Endstücke in fünf ihnen gegenüber ausgebildeten Ringkanälen 18 dicht eingedrückt sind, die in der Außenfläche des Flaschenhalses 1 auch über den Windungen seines Außengewindes 4 hergestellt sind, sodass eine dichte Verbindung dieses Flaschenhalses mit dem Verschluss 3 entsteht. Die Außendurchmesser „D3“ dieser Ringabsätze 18 des Verschlusses 3 sind in diesem Konstruktionsknotenpunkt kleiner als der Außendurchmesser „D4“ des Flaschenhalses 1 ist, sodass D4 = 1,1 D3 beträgt.
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Beispiel 7
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Die Anordnung einer dichten Verbindung des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 mit dem Verschluss 3, die aus dem Kunststoff PET (Polyethylenterephtalat) hergestellt wurden, weist gemäß der siebten, auf 19 - 25 dargestellten Ausführung einen ähnlichen Aufbau wie der Konstruktionsknotenpunkt laut der Beschreibung im Beispiel 1 auf, und beide Ausführungen unterscheiden sich dadurch, dass die Länge L dieser Innenhülse 8 des Verschlusses 3 die Länge „L1“ des zylinderförmigen Außenteils 10 dieses Verschlusses unterschreitet, sodass L = 0,5 L1 beträgt, und Profilabsätze 19 zudem in den unteren Windungsflächen des Außengewindes 4 des Flaschenhalses 1 der Flasche 2 hergestellt sind, und analoge Profilabsätze 19' in den oberen Windungsflächen des Außengewindes 5 des Verschlusses 3 hergestellt sind, wobei jeder der Absätze 19 und 19' zwei schräg zueinander gerichtete rechteckige Wände 20 und 20' darstellen, die in der Frontansicht die Form eines gleichschenkligen Dreieckes 21 und 21' aufweisen. Nachdem der Verschluss 3 auf dem Außengewinde 4 des Flaschenhalses 1 geschraubt ist, führen derart ausgebildete Gewindewindungen 4 und 5 dazu, dass zwei schräg zueinander gerichtete rechteckige Wände 20' der Windungen 5 des Verschlusses 3 zwischen jeweils beiden schräg zueinander gerichteten rechteckigen Wänden 20 der Windungen 4 des Flaschenhalses 1 eingesetzt werden, um eine dichte gegenseitige Verbindung dieser beiden Elemente der Anordnung sicherzustellen.
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In den anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen, nicht abgebildeten Konstruktionsknotenpunktes wurden die in der Innenhülse 8 des Verschlusses 3 hergestellten Aussteifungsringabsätze 16 im Verschluss 3 durch ein einfach zu herstellendes Innengewinde ersetzt, das auch eine Aussteifung darstellen soll. Die zusätzliche, am Boden dieses Verschlusses befestigte Innenhülse 8 wurde mit einem zylinderförmigen Element ersetzt, dessen unteres Endstück kegelförmig, kegelstumpfförmig oder kugelig ist, wodurch dieses Element im Vergleich zu dieser Innenhülse wesentlich steifer wurde. In den anderen Ausführungen dieses Knotenpunktes betrug die Länge „L“ der Innenhülse 8 des Verschlusses 3 zudem 0,9-fache Länge „L1“ des zylinderförmigen Außenteils 10 dieses Verschlusses, und der Außendurchmesser „D2“ der Abdichtungsringabsätze betrug 1,3-fachen Innendurchmesser „D1“ des Flaschenhalses 1 des Verschlusses 3.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- PL 178507 [0003]
- EP 2862811 B1 [0004]
- US 3063589 [0005]
