DE2340647A1

DE2340647A1 - Verschlusskappe

Info

Publication number: DE2340647A1
Application number: DE19732340647
Authority: DE
Inventors: Dietmar Aichinger
Original assignee: Albert Obrist AG
Current assignee: Albert Obrist AG
Priority date: 1973-08-10
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1975-02-20

Description

80C3 München 22 WidenmayerstraSe

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

Talafon (0811) 225300 Telegramm· palamua mOnchan

ALBERT OBRIST & CO
P 070 01

Verschlußkappe

Die Erfindung betrifft eine Verschlußkappe aus Kunststoff zum dichten Abschluß von insbesondere gashaltige Flüssigkeiten beinhaltenden Behältern mit einer lösbaren Halterung zwischen Kappe und Behälterhals, insbesondere einem Gewinde, und einem zentral vom Kappenboden wegragenden Fortsatz kreisringförmigen Querschnitts, der in den zu verschließenden Behälterhals paßt und im Bereich seines vom Kappenboden entfernten Endes einen in einem vorbestimmten Abstand vom Kappenboden nach außen abgewinkelten Dichtabschnitt aufweist.

Bei einer bekannten Verschlußkappe dieser Art (CH-PS 407 786) ist der biegsam ausgebildete Dichtabschnitt unmittelbar nach der Formung der Verschlußkappe, also vor dem erstmaligen Einsetzen der Verschlußkappe in den Behälterhals, nach rückwärts umgefaltet, so daß er sich mit seinem freien Rand am Kappenboden abstützt und die Gestalt eines Konus bildet. Beim Einsetzen der Verschlußkappe in den Behälterhals schiebt sich die Knickstelle zwischen den Fortsatz und den von dem Dichtabschnitt gebildeten rückwärts gefalteten Konus in den Behälterhals ein wenig hinein, so daß die Außenwand des teilweise noch aus dem Behälterhals hin-

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ausragenden Konus sich um den oberen Rand des Behälterhalses umlegt. Mit dieser Konstruktion soll eine Abdichtung auch bei den toleranzbedingten Durchmesserabweichungen erzielt werden.

Da die bekannte Verschlußkappe am oberen Rand des Behälterhalses abdichtet, wird keine oder nur eine verschlechterte Abdichtung erzielt, wenn die Verschlußkappe nicht vollständig auf den Behälterhals aufgeschraubt ist. Ferner ist die Güte der Abdichtung von der Gestalt und der Maßgenauigkeit des Übergangs zwischen der Behälterhalsinnenwand und dem die Behältermündung umgebenden oberen Rand des Behälterhalses abhängig. Ein grundlegender Unterschied besteht schließlich darin, daß der Abdichtdruck allein durch den Widerstand gegen Biegeverformung des konischen Dichtabschnittes erzeugt wird. Der so erzeugte Dichtdruck ist notwendig ziemlich gering und vor allen Dingen von Verschlußkappe zu Verschlußkappe in Abhängigkeit von den Hersteilungstoleranzen schwankend. Es ist deshalb denkbar, daß der konische Dichtabschnitt von dem Innendruck im Behälter, der in Abhängigkeit von der Temperatur des Behälterinhaltes schwankt, abhebt, so daß die Dichtwirkung aufgehoben ist. Die Verhältnisse werden noch unüberschaubarer dadurch, daß die Dichtwirkung außerdem noch von den Herstelltoleranzen des Durchmessers der Behälterhalsinnenwand abhängt.

Es sind auch schon Verschlußkappen bekannt, die mittels eines tonnen- oder olivenförmigen Dichtzapfens innen an der Behälterhalsinnenwand dichten. Hierbei wird eine Dichtung erhalten, bevor die Verschlußkappe ihre Endlage auf dem Behälterhals erreicht hat, z.B. vollständig aufgeschraubt ist.An der Behälterhalsmündung tritt oft ein scharfer, hererellungsbedingter Grat oder sog. Brauen auf. Ein solcher Brauen kann den Dichtabschnitt der bekannten Verschlußkappe beschädigen oder ihr Eindringen in den Behälterhals sogar verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußkappe der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, daß sie innen an der Behälterhalsinnenwand auch bei großen Herstelltoleranzen des Durchmessers der Behälterhalsinnenwand ohne Beeinträchtigung durch einen evtl. an der Behältermündung vorhandenen Brauen stets zuverlässig abdichtet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Fortsatz und der Dichtabschnift so bemessen sind, daß der Dicht-·.-

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abschnitt im in den Behälterhals eingedrückten Zustand durch diesem im Querschnitt etwa U-förmig zurückgebogen ist und mit seinem äußeren Rand an der höhIzylindrischen Innenwand des Behälterhalses mit Vorspannung adichtend anliegt und daß die Ansatzstelle des Dichtabschnittes am Fortsatz in einem solchen Abstand vom Kappenboden angeordnet ist, daß die Dichtstelle in montiertem Zustand der Verschlußkappe einen Abstand vom oberen Rand des Behälterhalses hat.

Beim erstmaligen Aufsetzen der Verschlußkappe auf den Behälterhals wird der abgewinkelte Dichtabschnitt teilweise plastisch verformt, zweckmäßigerweise derart, daß er die U-Form beibehält. Der Dichtabschnitt behält jedoch eine ausreichende Elastizität, um auch beim Verschließen nach dem erstmaligen öffnen wieder eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen. Versuche haben gezeigt, daß diese Dichtwirkung auch bei sehr großen Abweichungen des Durchmessers der Behälterhalsinnenwand vom Sollmaß erzielt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der Dichtabschnitt über eine definierte Dichtstelle, nämlich eine Berührungslinie, mit der Behälterhaisinnenwand stets mit Vorspannung zusammenwirken kann. Diese Vorspannung wird mit durch eine gewisse Nachgiebigkeit des Fortsatzes erreicht. Beim Auftreffen auf einen Brauen an der Behältermündung gibt der Dichtabschnitt nach, wobei er umgebogen wird und deshalb eingeführt werden kann. Ungünstigenfalls wird eine Fläche an dem Dichtabschnitt beschädigt, die nicht zum Dichten herangezogen wird.

Zum Erzielen der gewünschten Umbiegung des Dichtabschnittes beim erstmaligen Aufsetzen der Verschlußkappe sind die richtige Anordnung und Ausgestaltung der Ansatzstelle des Dichtabschnittes am Fortsatz besonders wichtig. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Ansatzstelle als Abrundung oder als Schwächungsstelle.

Von Bedeutung ist auch die Wahl einet geeigneten Kunststoffes. Dieser Kunststoff ist zweckmäßig ein Polypropylen oder Polyäthylen mit einer Rohdichte von 0,9 bis 0,98 g/cm . Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die Verschlußkappe aus

3 "Polyäthylen-hart" mit einer Rohdichte von 0,93 bis 0,96 g/cm besteht.

Die Erfindung ist mit weiteren Einzelheiten im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Verschlußkappe nach der Erfindung, wobei die Verschlußkappe in der rechten Hälfte vor dem Einsetzen und in der linken Hälfte nach dem Einsetzen in einen Behälterhals gezeigt ist;

Fig. 2 bis 4 in kleinerem Maßstab und sonst gleicher Schnittdarsteilung lediglich

die erfindungswesentlichen mittleren Teile von abgewandelten Verschlußkappen gemäß der Erfindung, wobei jeweils links die Verschlußkappe vor dem Einsetzen in den Behälterhals und rechts die Verschlußkappe in den Behälterhals eingesetzt dargestellt ist.

Die Verschlußkappe gemäß Fig. 1 hat einen Boden 1, der leicht in die Verschlußkappe hineingewölbt ist, sowie einen zylindrischen Mantel 2, der außen mit einer Rändelung 3 und innen mit einem Gewinde 4 zum Aufschrauben auf einen ebenfalls mit Gewinde 5 versehenen Flaschenhals 6 versehen ist, dessen linke Hälfte in Fig. 1 gezeigt ist.

Vom Boden weg in die Verschlußkappe nach innen ragt ein Fortsatz 7 mit kreisringförmigem Querschnitt. Dieser Fortsatz 7 geht Über eine Abrundung 8 an seinem freien Ende in einen davon abgewinkelten, einen nach außen sich öffnenden Konus bildenden Dichtabschnitt 9 Über. Der Dichtabschnitt 9 hat einen abgerundeten Rand 10. in der linken Hälfte der Fig. 1 ist gezeigt, welche Form der Dichtabschnitt 9 bei mit dem Flaschenhals 6 verschraubter Verschlußkappe annimmt. Außerdem ist diese verformte Konfiguration des Fortsatzes 7 und des Dichtabschnittes 9 gestrichelt in der rechten Hälfte der Fig. 1 gezeigt, in der auch mit einer gestrichelten Linie 11' die Kontur der Behälterhalsinnenwand 11 gezeichnet ist, so daß noch besser der Unterschied zwischen der verformten und der unverformten Gestalt des Fortsätze· 7 und des Dichtabschnittes 9 sichtbar ist. In eingedrucktem Zustand des Fortsatzes 7 in dem Behälterhals 6 verformt sich der Dichtabschnitt etwa U-förmig. Es handelt sich dabei um teilweise plastische und teilweise elastische Verformung. Außerdem wird der Fortsatz 7 leicht nach innen gebogen. In Fig. 1 links ist besonders deutlich^ zu erkennen, daß der Rand 10 des Dichtabschnitt 9 längs einer kreisförmigen

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Berührungslinie 12 gegen die Behälterhalsinnenwand unter einer Vorspannung gedrückt ist, die sich aus der Summe der elastischen Verformungswiderstände des Fortsatzes 7 und des Dichtabschnitt 9 ergibt. Die Größe dieser Vorspannung

ist von dem jeweiligen Durchmesser der Behälterhalsinnenwand abhängig. Je größer dieser Durchmesser ist, desto kleiner ist die Vorspannung. Der Fortsatz 7 und der Dichtungsabschnitt 9 sind jedoch so bemessen, daß auch bei größtem, in der Praxis α uftretenden DurchmesserUbermaß immer noch eine ausreichende Vorspannung zum Erzielen einer ausreichenden Dichtwirkung vorhanden ist. Diese Dichtwirkung ist auch dann vorhanden, wenn die Verschlußkappe nicht vollständig auf den Behälterhals 6 aufgeschraubt ist. Die Berührungslinie 12 verschiebt sich dann lediglich in Fig. ] gesehen nach oben. Die Dichtverhälfnisse werden jedoch davon nicht beeinflußt. Schließlich ist aus Fig. 1 zu erkennen, daß sich der gewölbte Boden 1 im montierten Zustand der Verschlußkappe nach außen gestreckt hat. Einen maßgeblichen Anteil am Zustandekommen der beschriebenen Wirkung haben die Wahl der Abmessungen des Fortsatzes und des Dichtabschnittes sowie des Werkstoffes fUr die Verschlußkappe. Als günstig haben sich folgende Abmessungen erwiesen (vgl. Fig.l):

d = 1,5 a
c = 3 a
b = 0,5 a

a - Wandstärke des Fortsatzes 7

b- Wandstärke des Dichtabschnittes 9 .

c- Höhe des Fortsatzes mit Dichtabschnitt gemessen vom Kappenboden aus

d - Wandstärke des Kappenbodens 1

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Bei einem typischen Ausfuhrungsbeispiel ausgeführte Abmessungen sind:

a = 1 mm
b = 0,5 mm
c — 3 mm
d = 1/5 mm

Zum Erzielen der gewünschten Wirkung hat sich als zweckmqßig ein Polypropylen

oder Polyäthylen der Rohdichte 0,9 bis 0_Λ98 g/cm erwiesen. Besonders gute Dichtwirkung und Wiederverwendbarkeit wurde bei Verwendung von Polyäthylen-hart mit einer Rohdichte von 0,93 bis 0,96 g/cm erzielt.

Das Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 dadurch, daß der vom Kappenboden 21 wegragende Fortsatz 27 nicht zylindrisch, sondern im Querschnitt nach außen gekrümmt ist und eine vom Kappenboden weg kontinuierlich abnehmende Wandstärke hat. Der Dichtabschnitt 29 verformt sich aber ebenso beim Einsetzen der Verschlußkappe nach Fig. 2 in den Flaschenhals 26 zu einer im Querschnitt U-förmigen Konfiguration derart, daß der abgerundete Rand des Dichtabschnittes 29 an einer definierten Dichtstelle, nämlich einer Berührungslinie, gegen die Behälterhalsinnenwand gedrückt wird. Es läßt sich also die gleiche Dichtwirkung wie mit der Verschlußkappe nach Fig. 1 erzielen.

Das gleiche gilt für die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 3 und 4. Unterschiedlich ist hier, daß der Fortsatz im Gegensatz zu den Ausfuhrungsbeispielen nach Fig. 1 und 2 nicht die Gestalt eines nach innen offenen Kragens hat, sondern als napfförmige Ausbuchtung 37 bzw. 47 gestaltet ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 3 ist die napfförmige Ausbuchtung zylindrisch und hat einen geraden Boden38, der geringere Wandstärke als die zylindrische Seitenwand der Ausbuchtung hat und radial über diese hinaus zur Bildung eines ringförmigen Dichtabschnittes 39 verlängert ist.

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Bei der Ausfuhrung nach Fig. 4 1st die napfförmige Ausbuchtung 47 gewölbt, und der Dichtabschnitt 49 ragt in Form einer konischen Umfangsrippe oberhalb seines unteren Abschnittes 48 vom Körper der Ausbuchtung 47 weg.

Ansprüche:

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Claims

oCOO München 22 Widenmayerstrai3e ■■

Patentanwalt Dr.-Ing. R. Liesegang

Telefon (0811) 225300 Telegramme pat»mu» münchen

ALBERT OBRIST& CO
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Ansprüche

Verschlußkappe aus Kunststoff zum dichten Abschluß von insbesondere gashaltige Flüssigkeiten beinhaltenden Behältern mit einer lösbaren Halterung zwischen Kappe und Behälterhals, insbesondere einem Gewinde, und einem zentral vom Kappenboden wegragenden Fortsatz kreisringförmigen Querschnitts, der in den zu verschließenden Behälterhals paßt und im Bereich seines vom Kappenboden entfernten Endes einen in einem vorbestimmten Abstand vom Kappenboden nach außen abgewinkelten Dichfabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (7,-27;37;47) und der Dichtabschnitt (9;29;39;49) so bemessen sind, daß der Dichtabschnitt im in den Behälterhals eingedrückten Zustand durch diesen im Querschnitt etwa U-förmig zurückgebogen ist und mit seinem äußeren Rand an der hohlzylindrischen Innenwand (11) des Behälterhalses mit Vorspannung abdichtend anliegt, und daß die Ansatzstelle des Dichtabschnittes am Fortsatz in einem solchen Abstand vom Kappenboden (1;21;31;41) angeordnet ist, daß die Dichtste!Ie einen Abstand vom oberen Rand des Behälterhalses hat.

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2. Verschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (7;27;37;47) größere Wandstärke als der Dichtabschnitt (9;29;39;49) hat.
3. Verschlußkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Fortsatzes (7;27;37;47) etwa das Doppelte der Wandstärke des Dichtabschnitts (9;29;39;49) beträgt.
4. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz(7;37;47) größere Länge als der Dichtabschnitt (9;39;49) hat.
5. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansatzstelle des Dichtabschnitts (9) am Fortsatz(7) als Abrundung (8) oder als Schwächungsstelle gestaltet ist.
6. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polypropylen oder Polyäthylen mit einer Rohdichte von 0,9 bis Q,98 g/cm³ besteht.
7. Verschlußkappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

3 "Polyäthylen-hart" mit einer Rohdichte von 0,93 bis 0,96 g/cm besteht.
8. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (7;27) als offener Kragen mit dem Dichtabschnitt (9;29) an seinem frei en Ende ausgebildet ist.
9. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz als napfförmige Ausbuchtung (37;47) aus dem Kappenboden (31;41) mit dem Dichtabschnitt (39;49) radial außerhalb des Bodens (38;48) der Ausbuchtung gestaltet ist.

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10. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (c) des freien Endes des Dichtabschnitts (9) vom Kappenboden (1) etwa das dreifache der Wandstärke (a) des Fortsatzes (7) betrögt.
11. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (d) des Kappenbodens (1) etwa das 1,5-fache der Wandstärke

(a) des Fortsatzes (7) beträgt.
12. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt bleibend in U-Form deformiert ist.

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