DE2313482B2

DE2313482B2 - Tubenverschluss mit einer kappe

Info

Publication number: DE2313482B2
Application number: DE19732313482
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Pavlov, Todor, Dipl.-Ing, 6100 Darmstadt
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1973-03-19
Publication date: 1977-08-11
Also published as: DE2313482C3; DE2313482A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tubenverschluß mit einer Kappe aus elastischem, biegsamen Kunststoff, die eine den Tubenhals umgreifende Umfangswand und eine gewölbeartige, zur Mitte hin dünner werdende, in ihrem mittleren Bereich mit kleiner Krümmung und in ihrem Randbereich mit großer Krümmung ausgebildete Stirnwand aufweist, in der mehrere, insbesondere sechs, durch Diagonalschlitze getrennte Lippen vorgesehen sind, die in der Ruhelage längs der Schlitze aneinanderliegen und beim Druck auf die Tube vom Tubeninhalt unter elastischer Verformung in eine Öffnungslage spreizbar sind.
Bei derartigen Verschlußkappen sollen sich die

Lippen zur Bildung eines Öffnungsquerschnitts spreizen, wenn aus der Tube ein pastenförmiges Produkt herausgequetscht wird, und anschließend selbsttätig in ihre Ruhelage zurückkehren, in der sie einander berühren. Hierbei traten aber in der Praxis Schwierigkeiten auf, weil es nicht gelang, die Forderungen nach einem ausreichend großen Öffnungsquerschnitt und nach einem dichten Schließen in der Ruhelage zu erfüllen.

Bekannt ist ein Tubenverschluß der eingangs beschriebenen Art (DT-Gbm 70 09 863) aus einem nicht näher bezeichneten Kunststoff, dessen Umfangswand den Tubenhals erheblich überragt und bei dem zur Bildung der Lippen von der Kappenmitte ausgehende Radialschlitze über die gesamte Stirnfläche und über den daran anschließenden Abschnitt der Umfangswand geführt sind. Die dreidimensional gekrümmten Lippen sind verhältnismäßig steif, so daß der Öffnungsquerschnitt begrenzt ist. Außerdem ergibt sich eine schlechte Abdichtung in der Ruhestellung.

Es ist ferner bekannt (GB-PS 1046518, Fig. 5), in einer ebenen Scheibe aus elastischem Material acht, durch Diagonalschnitte getrennte Lippen vorzusehen und die Scheibe in eine Öffnung kleineren Durchmessers einzusetzen, so daß sie radial gestaucht wird. Bei Anwendung auf eine Tube sind die Lippen sehr kurz. Unter dem Druck des Tubeninhalts würde sich nur eine verhältnismäßig kleine öffnung ergeben.

Derselbe Nachteil gilt auch für solche bekannten Tubenverschlüsse, bei denen nur ein einziger Schlitz vorhanden ist, dem ein keilförmiger Raum vorgeschaltet ist. Hierbei wird entweder eine Stauchung quer zur Schlitzrichtung oder eine Längsspannung in Schlitzrichtung ausgeübt. Dies geschieht durch Verwendung eines Spannringes und Wandverdickungen zu beiden Seiten des Schlitzes (DT-PS 887 770), durch eine aufschraubbare Kappe mit sich nach unten erweiternder, ellipseniförmigen Umfangswand oder einer zweiten Kappen-Umfangswand, die sich auf der Tu-

benschulter abstützt, wenn die Kappe bis nahe an die Stirnwand auf den Tubenhals aufgeschraubt ist (DTPS K95 274), oder an der Innenseite der Kappe angebrachte Vorsprünge, die sich beim Aufschrauben an die Stirnfläche des Halses anlegen (US-PS 2738907).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tubenverschluß der eingangs beschriebe.ien Art anzugeben, der bei ausreichendem öffnungsquerschnitt in der Ruhestellung gut dichtet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schlitze etwa an der inneren Umfangsiläche der Kappe enden, daß die Umfangswand praktisch über ihre gesamte Höhe den Tubenhals umfaßt, daß die Stirnwand der am Tubenhals angebrachten Kappe ringsum radial gestaucht ist und daß der elastische, biegsame Kunststoff eine so große Weichheit hat, daß sich die Lippen unter dem Druck des Tubeninhalts bis in eine Stellung aus der Kappenstirnfläche heraus aufbiegen können, in der die inneren Enden der Lippen nahezu achsparallel verlaufen.

Bei dieser Konstruktion ist zwar die Länge der Lippen begrenzt. Da aber das Kappenmaterial außerordentlich weich ist, lassen sich die Lippen unter dem Druck des austretenden Produkts sehr weit aufbiegen, so daß sich ein ausreichend großer Öffnungsquerschnitt ergibt. Diese leichte Verformbarkeit wird noch dadurch begünstigt, daß die nur in der Stirnfläche liegenden Lippen praktisch nicht durch Bereiche mit dreidimensionaler Krümmung ausgesteift sind.

Auf der anderen Seite ergibt sich im Ruhezustand eine gute Abdichtung längs der Schlitze, weil die Rückstelleigenschaften des elastischen Kappenmaterials wegen der begrenzten Länge der Lippen voll zur Geltung kommen. Da die Umfangswand vom Tubenhals bis nahe an die Stirnwand geführt ist, wirkt sich die gesamte Stauchkraft nur auf die Stirnwand aus. Sie wird infolge der gewölbeartigen, also dreidimensionalen Krümmung und der vergrößerten Wandstärke der Stirnwand im Bereich der Umfangswand sicher auf die Lippen übertragen. In der Regel reichen die auftretenden Kräfte nicht nur aus, um den Tubenstrang abzuschneiden und die Lippen aneinanderzuführen, sondern auch um die Lippen unter einer gewissen Vorspannung aneinanderzuhalten. Infolge der Weichheit des Materials genügt schon eine geringe Vorspannung, um die Lippen zu verformen und insbesondere eine flächige Anlage längs der Berührungslinie zu erhalten. Die Lippen berühren dann einander schon in einem der Ruhelage vorgelagerten Bereich. Dies ist dann von Interesse, wenn der Druck des Tubeninhalts auf die Lippen nicht ganz auf null zurückgeht. Außerdem sind Kunststoffe verwendbar, bei denen bleibende Verformungen infolge häufigen Aufbiegens der Lippen in einem gewissen Umfang zugelassen werden können.

Die Umfangswand kann an ihrem den Tubenhals übergreifenden Teil einen Haltering aus einem weniger weichen Material als die übrige Kappe tragen. Durch diesen Haltering kann die gewünschte Stauchung hervorgerufen werden. Der Haltering erlaubt es auch, das sehr weiche und durch mechanische Kräfte nicht allzu hoch belastbare Material sicher am Tubenhals zu befestigen.

Zweckmäßigerweise ragen die Schlitze höchstens geringfügig in den Randbereich der Kappe. Hierdurch werden zwischen den Schlitzen Lippen mit geringer Wölbung erzeugt, die sich entsprechend leicht in die Öffnungsstellung biegen lassen.

Ferner empfiehlt es sich, wenn die Schlitzenden etwa achsparallel verlaufen. Auf diese Weise können die Schlitzenden, soweit es gehl, nach außen verlagert werden, aber noch innerhalb der Kuppenstirnflüchc verlaufen.

Die Umfangswand der Kappe kann im Anschluß an die Stirnwand nach innen verjüngt sein und erst durch den Tubenhals und/oder den zumindest nahe der Stirnwand angeordneten Haltering etwa achsparallel gerichtet werden. Beim Aufsetzen auf den Tubenhals bzw. beim Aufschieben des Halleringes ergibt sich ein Staucheffekt in der Stirnwand.

Hierbei kann die Umfangswand der Kappe zumindest nahe der Stirnwand einen größeren Durchmesser als der Tubenhals haben und durch einen zumindest dort angreifenden Haltering auf den Durchmesser des Tubenhalses zusammengestaucht sein.

Bei der Auswahl des Materials empfiehlt es sich, daß der Kunststoff eine Shore-A-Härte von weniger als 50, vorzugsweise weniger als etwa 40, hat. Insbesondere empfiehlt sich ein Kunststoff mit einer Shore-A-Härte von etwa 20 bis 22. Des weiteren sollte der Kunststoff eine Stoßelastizität von mehr als etwa 30%, vorzugsweise mehr als etwa 40% und insbesondere etwa 65 bis 70% haben. Im einzelnen richtet sich die Auswahl der Materialeigenschaften nach der Form der Lippen und ihrer Einspannung.

Als Material, das den vorgenannten Bedingungen genügt, kommt beispielsweise ein kaltvernetzter Zweikomponenten-Silikonkautschuk in Betracht. Von den zahlreichen bekannten elastischen, biegsamen Kunststoffen läßt sich ein solcher Silikonkautschuk am leichtesten auf die gewünschten Härte- und Elastizitätswerte bringen.

Als besonders geeignet hat sich ein Silikonkautschuk erwiesen, der durch eine mittels eines Gemisches aus Alkoxysilanen und dem Zinnsalz einer organischen Säure vernetzte Mischung eines OH-funktionellen Polydimethylsiloxans mit mineralischen Füll-Stoffen, wie z. B. Kreide, Quarz, Kaolinit oder Diatomeenerde, gebildet ist.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand in der Zeichnung näher veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine auf einen Tubenhals aufgeschraubte Verschlußkappe im Längsschnitt längs der Linie A-A in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Verschlußkappe der Fig.1 und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Kappe der Fig. 1, bevor sie auf den Tubenhals aufgesetzt wordeη ist.

In dem Ausführungsbeispiel ist eine Verschlußkappe 1 auf einen Hals 2 einer Tube 3 aufgesetzt. Die Tube kann pastenartige Produkte, wie Zahnpasta, Majonäse, Bohnerwachs und dergleichen enthalten. Der Tubenhals trägt ein übliches Schraubgewinde 4. Er kann jedoch auch eine andere Profilierung haben oder sogar glatt sein.

Die Verschlußkappe 1 besteht aus einer Stirnwand S und einer Umfangswand 6. Die Stirnfläche 7 der Kappe weist einen mittleren Bereich α großer Krümmung und einen Randbereich b kleiner Krümmung auf. Die Wandstärke der Stirnwand 5 nimmt radial von innen nach außen zu.

In der Stirnwand sind sechs Radialschlitze 8 vorgesehen, die von der Mitte ausgehen und jeweils um 60° versetzt sind. Die Schlitzenden 9 befinden sich

am Übergang zwischen dem Bereich α kleiner Krümmung und dem Randbereich b großer Krümmung. Die Enden verlaufen etwa achsparallel in Verlängerung der inneren Umfangsfläche der Umfangswand 6 (Fig. 1). Zwischen den Schlitzen 8 verbleiben Lippen 10; die Schlitze ergeben Berührungslinien.

Die Umfangswand 6 hat im entspannten Zustand der Verschlußkappe die in Fig. 3 veranschaulichte Konusform mit sich zum offenen Ende hin verkleinerndem Durchmesser. Beim Aufsetzen der Verschlußkappe auf den Tubenhals 2 wird die Umfangswand 6 in eine zylindrische Form gebracht. Hierbei wird der im Übergangsbereich 11 befindliche Krümmungsradius aufgeweitet. Dies führt zu einer Stauchung des Materials in der Stirnwand. Außerdem ist die Umfangswand etwa über ihre gesamte Länge von einem Haltering 12 umgeben, durch den das Kappenmaterial ebenfalls gestaucht, im übrigen aber sicher auf dem Tubenhals 2 festgehalten wird. Zweckmäßigerweise ist der Innendurchmesser der Umfangswand nahe der Stirnwand 5 etwas größer als der Außendurchmesser des Tubenhalses 2.

Das Material der Verschlußkappe bestand in einem Ausführungsbeispiel dieser Art aus einem kaltvernetzbaren Zweikomponenten-Silikonkautschuk.

Hierbei handelte es sich um eine Mischung eine; OH-funktionellen Polydimethylsiloxans mit mineralischen Füllstoffen, wie z. B. Kreide, Quarz, Kaolini oder Diatomeenerde. Als Vernetzer diente ein Ge misch aus Alkoxysilanen und dem Zinnsalz einer organischen Säure. Die erstgenannte Mischung wurde mit 1,5 Gewichtsprozent des Vernetzers verarbeitet Nach 24stündiger Lagerung ergaben sich die folgen den mechanischen Eigenschaften:

ίο Zugfestigkeit (DIN 53504) 12-15 kp/cnr
Bruchdehnung (DIN 53504) 180-200%
Shore-A-Härte (DIN 53504) 20-22
Stoßelastizität (DIN 53512) 65-70%
Dichte (DIN 53550) 1,15 g/cm'

Wenn aus einer Tube mit einer solchen Verschlußkappe das pastenförmige Produkt ausgequetscht wird verformen sich die Lippen 10 in der in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Art. Obwohl die Lippen verhält nismäßig kurz sind, biegen sie sich wegen der großer Weichheit des Material weit auf. Umgekehrt führt die Kürze der Lippen dazu, daß sich die Rückstelleigen schäften voll auswirken können und in der Ruhelage ein dichtes Aneinanderliegen der Lippen unter einei gewissen Vorspannung und entsprechender Verfor mung des Lippenmaterials gewährleistet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tubenverschluß mit einer Kappe aus elastischem, biegsamen Kunststoff, die eine den Tubenhals umgreifende Umfangswand und eine gewölbeartige, zur Mitte hin dünner werdende, in ihrem mittleren Bereich (a) mit kleiner Krümmung und in ihrem Randbereich (b) mit großer Krümmung ausgebildete Stirnwand aufweist, in der mehrere, insbesondere sechs, durch Diagonalschlitze getrennte Lippen vorgesehen sind, die in der Ruhelage längs der Schlitze aneinanderliegen und beim Druck auf die Tube vom Tubeninhalt unter elastischer Verformung in eine Öffnungslage spreizbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (8) etwa an der inneren Umfangsfläche der Kappe (1) enden, daß die Umfangswand (6) praktisch über ihre gesamte Höhe den Tubenhals (2) umfaßt, daß die Stirnwand (5) der am Tubenhals angebrachten Kappe ringsum radial gestaucht ist und daß der elastische, biegsame Kunststoff eine so große Weichheit hat, daß sich die Lippen (10) unter dem Druck des Tubeninhalts bis in eine Stellung aus der Kappenstirnfläche heraus aufbiegen können, in der die inneren Enden der Lippen nahezu achsparallel verlaufen.

2. Tubenverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (6) an ihrem den Tubenhals (2) übergreifenden Teil einen Haltering (12) aus einem weniger weichen Material als die übrige Kappe trägt.

3. Tubenverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (8) höchstens geringfügig in den Randbereich der Kappe

(1) ragen.

4. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzenden (9) etwa achsparallel verlaufen.

5. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Umfangswand (6) der Kappe im Anschluß an die Stirnwand (5) konisch nach innen verjüngt und erst durch den Tubenhals (2) und/oder den zumindest nahe der Stirnwand angeordneten Haltering (12) etwa achsparallel gerichtet ist.

6. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand (6) der Kappe zumindest nahe der Stirnwand (5) einen größeren Durchmesser als der Tubenhals

(2) hat und durch den zumindest dort angreifenden Haltering (12) auf den Durchmesser des Tubenhalses zusammengestaucht ist.

7. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Shore-A-Härte von weniger als 50, vorzugsweise weniger als etwa 40, hat.

8. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Shore-A-Härte von etwa 20-22 hat.

9. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Stoßelastizität von mehr als etwa 30%, vorzugsweise mehr als etwa 40%, hat.

10. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff eine Stoßelastizität von etwa 65-70% hat.

11. Tubenverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein kaltvernetzter Zweikomponenten-Silikonkautschuk ist.

12. Tubenverschluß nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Silikonkautschuk eine mittels eines Gemisches aus Alkoxysilanen und dem Zinrisalz einer organischen Säure vernetzte Mischung eines OH-funktionellen Polydimethylsiloxans mit mineralischen Füllstoffen, wie z. B. Kreide, Quarz, Kaolinit oder Diatomeenerde, ist.