DE1607860A1 - Schraubverschluesse fuer Behaelter mit Dichtung - Google Patents

Schraubverschluesse fuer Behaelter mit Dichtung

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DE1607860A1 DE19671607860 DE1607860A DE1607860A1 DE 1607860 A1 DE1607860 A1 DE 1607860A1 DE 19671607860 DE19671607860 DE 19671607860 DE 1607860 A DE1607860 A DE 1607860A DE 1607860 A1 DE1607860 A1 DE 1607860A1
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Description

16Q7860
W, R. Grace & Co.
Cambridge, Mass., V.St.A.
' " Hamburg, 26» September
Schraubverschlüsse für Behälter mit Dichtung
Die Erfindung betrifft Verschlüsse für Flaschen und ähnliche Behälter und insbesondere Verschlüsse, welche durch ein fortlaufendes oder unterbrochenes Gewinde mit der Flasche verbunden sind, wobei das Gewinde im Verschluß entweder vor dem Verschließen oder während des Verschließvorganges in situ auf dem Behälter ausgebildet wird, sowie derartige Verschlüsse, welche gegen unbefugtes Offnen geschützt sind.
Verschlußkappen enthalten im allgemeinen Dichtungen aus beispielsweise synthetischem Kunststoffmaterial wie weichgsmachtem Polyvinylchlorid oder Polyolefin oder Polyolefinmischungen oder dergleichen, wie sie in den deutschen Patentschriften , . ... ... und . ... ... (Patentanmeldungen G 45 014 IVc/39b, G 4? 901 III/64a, und der gleichzeitig eingereichten Parallelanmeldung entsprechend Brit. 23215/66 und 18552/67) beschrieben sind. Diese Dichtungen haben die Aufgabe, einen gäs- und flüssigkeitsdichten Abschluß zwischen dem Glas und der Metallkappe zu bilden und gleichzeitig eine Berührung des Glasbehälterinhäüte mit dem Metall der Kappe zu verhüten. Die vorliegende Erfindung betrifft Dichtungen aus synthetischem Kunststoffmaterial.
009839/0021
Zur Erzielung einer Schutzschicht auf der Metalloberfläche oder der lackierten Metalloberfläche der Kappe ist nur eine wesentlich dünnere Dichtung als zur Erzielung einer ausreichenden Abdichtung erforderlich- Daher können derartige Dichtungen in der Mitte dünn und im Dichtungsbereich, d.h. am oder nahe am Außenrande, wo sie den Kontakt mit einem Teil des Behälterrandes oder mit dem ganzen Behälterrand herstellen sollen, dicker ausgebildet werden. Eine gebräuchliche Form von Dichtungen, wie sie in Kronenverschlüssen verwendet wird, besteht daher aus einem dünnen durchgehenden Film mit einer ringförmigen Verdickung bestimmter Form am Außenrand, welcher den Dichtungsbereich mit dem Glas bildet.
Zwei besonders wichtige Eigenschaften für Dichtungen in Schraubverschlüssen sind das Druckhaitevermögen und der GffnungswiVerstand. Unter Druckhaltevermögen versteht man den Innendruck, den ein verschlossener Behälter ohne Verlust von Packungsinhalt aushalten kann und unterhalb dessen sich der Verschluß von selbst wieder verschließt, nachdem er bei Überschreiten desselben eine Zeit lang undicht gewesen ist. unter dem öffnungswiderstand versteht man die zum Abdrehen der Kappe von der Flasche erforderliche Drehkraft, welche die zur überweindung der ungewöhnlich hohen Reibung zwischen ölasrand und Dichtung erforderliche Kraft einschließt.
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Da« größte Druckhaitevenaögen 1st bei der Abfüllung von Bier oder sonstigen kohlensäurehaltigen getränken in Behälter erforderlich. Bei diesen Behältern li#g& der Innendruck häufig Über 7 kg/cm2. Die einzigen Verschlußkappen, die unter derartigen Bedingungen eine ausreichende Dichtigkeit ergeben, sind zur Zelt Kronenkappen alt Kork- oder Kunststoff-
ksf««*»**»f«- *G»S**oyU- (h>l/-cn caps)
dichtungen und e Msge»'Kappenf~aTh~;
Schraubkappen mit Kunetstoffdichtungen, die in allgemeinen aus weichgeoachtem FVC bestehen und ungleichmäßig Über die Innenseite der Kappen verteilt sind, so daß sich die größere Menge Dichtungsmasse in der Seke und am senkrechten Rand der Kappe befindet.
Bin geringer Öffnungswiderstand bzw. ein leichtes Abdrehen der Kappe ist besonders bei enghalslgen Fluschen wichtig, bei denen man keine große Kraft oder Hebelwirkung zur Oberwindung der Reibung zwischen der Dichtungsmasse und dem Glas anwenden kann. Der Öffnungswiderstand kann dadurch ^e?ringert werden, - was häufig auch gesohieht, - daB «an eine wachsartige oder ölige Substanz in die Dichtungsmasse einbringt, welche dann an die Oberfläche der Dichtung wandert und die Berührungsfläche zwischen Glas und Dichtung schmiert. Hierdurch wird der Öffnungswiders tand jedoch häufig nicht so weit wie gewünscht verringert und in einigen Fällen kann dies auch aus anderen Gründen unerwünscht sein.
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00983970021
Je wurde nun überraschenderweise gebunden, äafi man msrntäü. das Druckhaitevermögen als auch den öffnu&gswideretand vorteilhaft verändern kann, wenn man (der Dichtung «fee be stimmt; e ftan gibt,, imd daß jnan ibei VerweMäung #ef jaachBte'hejüä DlcManagsf orm ein aaam TTerpacteen von itetrlnfcen ausreleiiendes SimUuxsLlfcmrmotäBimt "Hl* ee mit J^onenverschlüssen oder ^Verstfhlüeseji vom i möglich war, und glel chzeitig einen geringen errIeI ten kann, wobei man die Möh*iangen mm Omn 3aa #en Patentschriften . ... ... und . ... ... (ftnroelxiung Θ 4^ IJO IVc/39b und 0 45 014 TVc/59b) beschriehenen Dichtungamassen oder anderen. 1iJaej?mojp3jasMs<jhen oder (gunml^hniLlöton Bfotäütem. rraitt
hers tel len kann. Aufler dem wurde gefunden, daß man dur cSh ge»lgnei>e Wahl der Porm bei einer ®egel)ienea für verschiedene ^Zwecke geeignete ;Brueikiffll1sev®tnrtöjgfin mä.
erzielen kann.
Vto,%mr nPormw der Dichtung wird hler ma£H$b mwr die Öußer;e Porm oder das Profil des abdichtenden Tellee der m.cbitung an slöh Bondfiarn etuch seine Hs^s jzLum Band sailer Bale tder IPjLasiäie .©ilei· des sonstigen SAhMit»gra3 vers'taraäen^ ffit^f wjuLöhen &ssc 'Virnms^iUhviS
werden iSöHl. Die iErjnaäm® BtetbrM^t ^temBEasife -seawöhU an «Ich ,alkE awöh dSSte BäanibJIaEaiföLön ülsr
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Schraubverschluß Mit einer Dichtung, welche aus einem dünnen filmartigen Hittelteil und einem den Kontakt, mit einem Teil des Oberrandes oder dem gesamten Oberrand des zu verschließenden Behälters herstellenden ringförmigen erhabenen Teil oder Steg mit nach außen geneigten n·sea Seiten und ebener oder konvexer Oberseite und vorzugsweise noch einem gegen den Rand des Verschlusses stoßenden äußersten erhabenen ringförmigen Teil besteht. Die beiden Seiten des Dichtungsringes können auf verschiedene oder gleiche Welse geneigt oder gekrümmt sein, - natürlich in entgegengesetzter Richtung. Außerdem können beide Selten auf einer über dem Mittelteil liegenden Höhe abgestuft sein.
Obwohl der an den Verschlußrand anliegende äußerste erhabene ringförmige Teil keinen direkten Einfluß auf die Abdichtung hat und gegebenenfalls auch fortgelassen werden kann, hat es eich gezeigt, daß er eine Schutzwirkung gegen Beeinträchtigungen der Dichtigkeit duroh unvorsichtige Handhabung oder sonstigen Mißbrauch des verschlossenen Behälters hat.
Wie bereits gesagt wurde, können das Druckhaltevermögen und der Öffnungswiderstand durch Veränderung der Lage des ringförmigen erhabenen Dichtungsteiles (Dichtungssteg) in bezug auf den Oberrand des zu verschließenden Behälters variiert'
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werden. Als Beispiel für einen derartigen Oberrand wird im folgenden der Gl as ober rand einer Flasche gewählt, d.h. ein ringförmiger mehr' oder weniger flacher Oberrand oder Hals, dessen Oberseite den hauptsächlichen oder den alleinigen Kontakt rajt der Dichtung herstellt.
Die Erfindung wird im folgenden insbesondere in bezug auf die Wirkung verschiedener Anordnungen des Glasoberrandes zur Dichtung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, welche schematische Querschnitte durch Verschlüsse mit verschiedenen erfindungsge:laßen Dichtungen zeigen.
Es wurde gefinden, daß das größte Druckhaltevermögen erzielt wird, wenn d,e Außenseite des Glasoberrandes gegen die geneigte Innenseite d 5s Dichtungsringes drückt und die Oberseite des Randes entweder frei liegt oder gegen den filmförmigen Mittelteil der Dichtung oder, noch besser, gegen einen flachen Anschlag stößt, Derartige Anordnungen sind in Figur 1 und 2 gezeigt. wobei der Glisoberrand in gestrichelten Linien dargestellt ist. Das höchste Rückhalte vermögen wird mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung er sielt, bei welcher die Oberseite des Glasoberrandes nicht gegen j Ine flache Fläche stößt und der gesamte Dichtungsdruck zwischen der Außenseite des Glasoberrandes (welche im vorliegenden Fall als Teil der Oberseite desselben angesehen wird) und de.? Seite des Dichtungssteges liegt. Hierdurch werden
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-T-
In der Dichtung scheinbar Spannungen erzeugt, welche ilen normalerweise bei hohes Innendruck cu erwartenden Undlchtlgkelten Widerstand leisten. Gleichzeitig iefc der Öffnungewider st and, nenn auch etwas Ihoeh^ wo doch nicht zu Tioch.
Da die Berührungsfläche relativ schaal ist, kann die Höhe des DichtungiBteges beträchtlich variieren, z.B. zwischen •twa 1,5 tmd 2,5 an oder mehr; der Winkel oder durchschnittliche Winkel der Innenseite dee Steges xjir Horizontalen wird ohne wesentliche JtnOerung der J)lchtungsiitrkung vorzusewelse ä.m Bereich von etwa jD° bis 60° imd insbesondere von 40° bis 60° gehalten. Die JiwxiBHl breite des Stages IhKngt jsatürll©h tvon gselmer iHöhe und den durchschnittlichen Winkel ab. Ina allgemeinen Ist es sweokm&Blx, wann der "Boden" der !Achtung außerhalb des Steges höher als innerhalb desselben ist, d.h. der FMv mis (der DiohtungaaasBB dort dicker HsIt. JMLe ogenaue relative liege des Olasoberrandes zum Dlchtunjgssteg ist ebenlaills variapal, wobei die KuBersten ^Punkte In der 2eichming ■!t Ji und ZB ibexelchnet -sind.
Wenn der Slasoberrand auch an den illntfönnigen [Mittelteil wie in IKyg. S dargestellt, sen einen "yorsprung stÖSt, legt er nicht sss iffest UBn die Beils des Dichtungssteses sm} ünTDlgedeBS en
BAD ORlGWAL"
sind sowohl das Druckhaitevenßgen ale auch der öffnungsvrlderstand geringer. Es können also durch relativ geringe Veränderungen des Dichtungsprofils innerhalb der gleichen allgemeinen Form die verschiedensten Druckhaltevermögen und Öffnungsdrucke erzielt werden, so daß Verschlüsse für die verschiedensten Verwendungszwecke hergestellt werden können.
In der Praxis hat es sich gezeigt, daß das Vorhandensein eines äußeren anliegenden Ringes das Druckhaltevermögen in gewissem Orade erhöht ohne den Öffnungswiderstand zu vergrößern, was vielleicht auf die erwähnte Schutzwirkung gegen unsachgemäße Behandlung zurückzuführen ist. Das höchste Druokhaltevermögen kann also mit einem Profil erzielt werden, wie es in Pig. I gezeigt ist.
Geringere (Jffnungswlderstände, allerdings damit auch niedrigere Druckhaltevermögen, können mit hohem Präzisionsgrad erhalten werden, wenn der Olasoberrand mehr oder weniger flächig auf der Oberseite des Dichtungssteges aufliegt, welcher dann eine konvexe Oberseite mit relativ kleinen Radius haben muß; eine derartige Anordnung 1st In Pig. 3 gezeigt. Bei dieser Anordnung hat die Innenfläche des Dichtungssteges einen etwa viertelkreisförmigen Querschnitt, während die Außenseite In gerader Linie zur Höhe des Grundfilmes oder zu einem dickeren "Boden" der Dichtungsmasse abfällt (siehe Abbildung). Hierbei sind jedoch
00 9839/0021 gÄD ■ ofh&
auch geringe Abwandlungen möglich; so braucht die Außenseite nicht in einer vollkommen geraden Linie abzufallen, sondern kann In einem Bogen mit verhältnismäßig großem Radius verlaufen, überraschenderweise wird auf diese Weise eine bessere Dichtungswirkung erzielt als wenn die flache Oberseite des Olasoberrandes gegen eine flache Oberseite des Dichtungssteges stößt, was möglicherweise darauf beruht, daß bei dem erfindungsgemäßen Dichtungsprofil die Dichtungsmasse beim Deformieren durch den Druck des Qlasoberrandes gleichmäßiger Ober die Oberfläche des Qlasrandes verteilt wird. Ein Grund für solche gleichmäßigere Verteilung bei dem dargestellten Dichtungsprofil kann sein, daß der Sehllefidruck in den Flaschenverschließmaschinen nicht direkt von oben kommt sondern mehr auf die Ecke der Kappe gerichtet ist.
Bei dieser Anordnung seea eIC ea bd die Haximalhöhe der Dichtung vorzugsweise auch wieder etwa 1,5 bis 2,5 mm ' Die Breite des Steges ist von der Breite des Qlasoberrandes abhängig und sollte vorzugsweise Innerhalb von 10£ desselben auf beiden Selten liegen. Aufgrund der beim Gebrauch ausgeübten Deformation hängen das genaue Druekhaltevermögen und der genaue Öffnungswiderstand in gewissem Grade auch von der Härte der Hasse ab, wodurch eine weitere Möglichkeit gegeben 1st, diese Eigenschaften zu steuern und auf einen gewünschten Wert zu bringen.
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In Flg. 4 1st eine besonders einfache Ausfllhrungsfora der Erfindung gezeigt, bei welcher der Dlohtungssteg ein etwa halbkreisförmiges Profil hat. Bin derartiger Steg kann nahe am Verschlußrand angebracht werden, so daß er nahe an seinem obersten Teil eine der In Fig. 1 gezeigten Anordnung analoge Kantendichtung bildet und gleicherweise durch ein hohes Druokhal te vermögen und einen relativ hohen öffnungsdruck gekennzeichnet ist, oder er kann direkt über dem Glasoberrand angeordnet werden, so daß er eine Flg. 3 in For« und Eigenschaften analoge Dichtung ergibt, oder er kann noch welter nach der Mitte zu angeordnet werden, so dafi er eine Dichtung mit der Oberseite und der Innenseite des Glasoberrandes bildet, wodurch ein noch geringeres Druckhal te vermögen und ein noch geringerer Offnungswiderstand erzielt werden.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Hierbei wurden Dichtungen mit den in den Zeichnungen dargestellten Profilen verwendet, deren Abmessungen in der folgenden Übersicht gegeben sind:
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Buchstabe
Abmessung
Buchstabe
Abmessung
A 12,0 mot N {radialer Abstand) (Krümmungsradius) 1*0 mm
B 13« 5 BBS P (radialer Abstand) 11,7
O (radialer Abstand) Q •flfnmunttfiradiiie rf »τ». 2,0 mm
B (radialer Abstand) 14,6 ran 1ö Flache R
Krümmungsradius der 1,5 mm
B (radialer Abstand) 0,25 W Fläche S
0,75 «■ 0,25 mm
9 1,90 ram T
O 0,50 mm ü 1,75 mm
H y 0,25 mm
J (ΚγΠ—ι Μ igaradlua ) 6,35 «β W
TTi H—iiUjin iiiTiiin der 0,25 na X
Fliehe X Y 1,25 tflm
KrfhMungsradius der
Fliehe L 		Z 11,25 mm
2,5 ram
den Beispielen 1 bis 6 bestand die Dichtungsmasse aus 40 Teilen Polyäthylen niederer Dichte, 40 Teilen Butylkautschuk und 20 Teilen eines XthylenAinylacetat-Copolyeeren (Elvax). In einigen Beispielen enthielt die Dichtungsmasse noch IJi Oleamld als Oleit- oder Scheuermittel.
Beispiel 1
Bas Profil nach, Fig. 1 ergab bei Verwendung der Dichtungsmasse «it Gleitmittel ein Druckhai te vermögen von 8,4 bis 9,1 kg/cm und einen öffnungswiderstand von 9-16 om-kg.
009839/0021
Beispiel 2
Das Profil nach Flg. 2 ergab bei Verwendung der Dichtungsmasse mit Gleitmittel ein Druckhaltevermögen von 4,9 bis 6,3 kg/cm und einen öffnungen!derstand von 5*7-8 cm-kg.
Beispiel 3
Das Profil nach Flg. 3 ergab bei Verwendung der Dichtungsmasse ohne Gleitmittel ein Druckhaitevermögen von 2,8 bis 4,2 kg/cm und einen Öffnungswiderstand von 11,4 - 13, 7 em-kg.
Beispiel 4
Das Profil nach Fig. 4 wurde an verschiedenen Stellen .angeordnet, wobei die Dichtungsmasse ohne (Gleitmittel verwendet wurde. Die Ergebnisse waren wie folgtt
Stellung Druckhaltevermögen Öffnungewiderstand
Außenkantendiohtung 3,1-3,8 kg/cn 21,7-26,2 cm-kg Oberseitendichtung 2,1-2,8 kg/cm2 17,1-18,2 cm-kg
Innenkanten- und
0ber8eitendiehtung 1,4-2,1 kg/cm 12,5-13,7 cm-kg
Beispiel 5
Das Profil nach Beispiel 1 ergab bei Verwendung der Dichtungsmasse ohne (»leitmittel ein Druckhaltevermögen von 8,4-9,1 kg/cm2 und einen Öffnungswiderstand von 28,5-34,2 cm-kg.
BAD
009839/0021
Beispiel 6
Das Profil nach Pig. 2 ergab bei Verwendung der Dichtungsmasse ohne Gleitmittel ein Druckhaitevermögen von 4,9-6,3 kg/cm2 und einen Öffnungswiderstand von 22,8 - 28,5 cm-kg.
Beispiel 7
Bs wurde eine Dichtung mit dem Profil nach Pig» I hergestellt, woau eine Polyvinylchloridmasse bei 18O°C warm verformt wurde und in einem Ofen bei 24O0C aufgeschäumt wurde. Die Polyvinylchloridmasse war wie folgt zusammengesetzt:
Polyvinylchlorid 100 Teile Diisoootylphthalat 50 Teile Zinkstearat 3 Teile Azodioarbonamld 2 Teile Paraffinwachs 1 Teil
Das Gewicht der Dichtung betrug 650 mg« Es wurde ein Druckhaltevermögen von 6,3 kg/cm und ein Öffnungswiderstand von 5*7 cm-kg erzielt.
Beispiel 8
Es wurde eine Dichtung aus geschäumter Polyvinylchloridmasse der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel 7 mit dem Profil nach Pig. 4 hergestellt. Das Gewicht der Dichtung betrug 650 mg. Es wurde ein Druckhaitevenögen von 4,2 kg/cm und ein öffnungswiderstand von 9,12 om-kg erzfeit. ■
0 0 98 39/0 0 21 bad original

Claims (1)

  1. W. R. Grace & Co.
    Cambridge, Mass., 7.St.A.
    " Hamburg, 26. September 1967
    Patentansprüche
    X. Schraubverschluß für Behälter mit Dichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung aus einem dünnen filmartigen Mittelteil und einem den Kontakt mit mindestens einem Teil des Oberrandes des zu verschließenden Behälters herstellenden ringförmigen erhabenen Teil oder Steg mit nach außen geneigten Seiten und ebener oder konvexer Oberseite besteht.
    2« Schraubverschluß nach Anspruch 1*. dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seiten des ringförmigen erhabenen Teils oder Stegs der Dichtung den gleichen Krümmungsradius haben.
    J5. Schraubverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet^ daS der ringförmige erhabene Teil oder Steg der Dichtung einen halbkreisförmigen Querschnitt hat.
    4. Schraubverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aa.S die beiden Seiten des ringförmigen erhabenen Teils oder Stegs der Dichtung einen verschiedenen Krümmungsradius haben.
    BAD -ORJGiNAL
    009839/0021
    JIS
    5. Schraubverschluß nach den Ansprüchen I bis k, dadurch gekennzeichnet» daß eine oder beide Seiten des ringförmigen erhabenen Teils oder Stegs der Dichtung auf siner über dem Mittelteil liegenden Höhe abgestuft sind.
    6. Schraubverschluß nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet* daß die Dichtung einen zweiten ringförmigen erhabenen Teil oder Steg aufweist, welcher gegen den Rand des Verschlusses 3tößt.
    hbibb
    0 0 9838/0021 bad original
DE19671607860 1966-09-30 1967-09-28 Schraubverschluesse fuer Behaelter mit Dichtung Pending DE1607860A1 (de)

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