DE2704454C2 - Behälterverschluß - Google Patents

Description

der Oberfläche des Halses infolge des Innendrucks im Behälter zunimmt Durch die zusammenwirkenden Formen des unteren Halsendes und des unteren Begrenzungsrands der Nut wird die Kappe gut in der Behälteröffnung gehalten und die Dichtwirkung sogar noch weiter erhöht, wenn sich die Kappe bzw. der Deckel durch innere oder äußere Kräfte aus der Behälteröffnung nach oben herauszubewegen sucht Dieser Selbst-Arretierungseffekt kann ohne jeden Nachteil optimal gestaltet werden. Die öffnung des Behälters gelingt beispielsweise durch Entfernen des oberen Kappen- bzw. Deckelteils längs einer Schwächungslinie im Material.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung in Fig.3 is und 4 im einzelnen ei läutert. Es zeigt die

F i g. 1 eine bekannte Kappe vor dem Einsetzen in eine Behälteröffnung;

F i g. 2 die Kappe nach F i g. 1 nach dem Einsetzen in eine Behälteröffnung;

Fig.3 eine Kappe gemäß Anmeldungsgegenstand vor dem Einsetzen in die Behälteröffnung; und

Fig. 4 diese Kappe in ihrer Position in der Behälteröffnung nach dem Aufsetzen der Kappe auf den Behälter.

Der erfindungsgemäße Behälterverschluß nach den F i g. 3 und 4 umfaßt, wie auch der bekannte Verschluß nach den Fig. 1 und 2, eine Kappe 1, die in eine Behälteröffnung eingesetzt werden und diese schließen soll. Die Kappe 1 hat einen oberen Teil oder einen Deckel 2 und einen unteren rohrförmigen Teil 3. Der Deckel 2, der über eine reißbare Verbindung 4 ^:n flüssigkeits- und gasdichter Weise mit dem rohrförmigen Teil 3 verbunden ist, hat an seinem Umfang einen nicht gezeigten Handgriff zum Ziehen. J5

Der rohrförmige Teil 3 ist an seinem oberen Ende mit einem Bund 5 versehen, der sich auswärts erstreckt und so angeordnet ist, daß er den Abstand begrenzt, um den die Kappe in die Behälteröffnung eingeschoben werden kann. Direkt unter dem Bund 5 des rohrförmigen Teiles *o ist die Kappe mit Dichtelementen in Form von zwei Dichtringen 6, 7 (Fig. 1, 2) versehen, die nahe beieinanderliegen. In einem Abstand unterhalb des unteren Dichtringes 7 hat der rohrförmige Teil 3 der Kappe eine ringförmige Aussparung 8, die im «5 wesentlichen trapezförmigen Querschnitt besitzt. Der rohrförmige Teil 3 der Kappe hat an seinem unteren Ende eine Eintrittsfläche 9 in Form eines Kegels bzw. Kegelstumpfes.

F i g. 2 zeigt die kappe nach F i g. 1 in ihrer Position in einer Behälteröffnung. Von dem Behälter ist nur ein oberer Teil 10 gezeigt, der so geformt ist, daß er mit der Kappe zusammenwirkt und der einen Rand oder einen Hals 11 hat, der nach innen gefaltet ist und an dessem unteren Ende ein Bund 12 ansetzt, der nach innen gerichtet ist und die Halsöffnung definiert. Der Bund \2 greift in die Umfangsnut 8 im rohrförmigen Teil 3 der Kappe ein und verhindert jede Bewegung der Kappe heraus aus der Behälteröffnung aufgrund des Innendruckes oder aus anderen Gründen. Die Figur zeigt ferner die Art und Weise, in der der Bund 5 am oberen Ende des rohrförmigen Teiles der Kappe dazu dient, den Abstand zu begrenzen, um den die Kappe 1 in die Behälteröffnung einsetzbar ist. Die zwei Dichtringe 6,7, die zwischen dem Bund 5 und der Aussparung 8 liegen, <» sind in Dichteingriff mit der Fläche des eingefalteten Teiles des Halses. Da die Kappe 1 aus einem relativ weichen Kunststoffmaterial besteht und da die Dichtringe 6, 7 relativ dünn und elastisch sind, werden sie beim Einsetzen der Kappe in die Behälteröffnung aufwärtsgebogen, wie sich aus der Zeichnung ergibt

Da der Behälterverschluß nach den F i g. 1 und 2 verwendet wird zum Schließen einer Verpackung aus einem Maierial, das die Neigung zum Kaltfließen oder Kriechen hat, bedeutet dies, wie oben erwähnt, daß der Behälterverschluß nach einer gewissen Lagerperiode zu lecken beginnt. Es wurde gefunden, daß dies davon abhängt daß die Kraft, die erforderlich ist um die Dichtringe 6, 7 sicher auf der Fläche des eingefalteten Teiles des Halses 11 aufsitzen zu lassen, ausreichend groß ist. um eine Expansion der Behälteröffnung zu erzeugen. Genauer gesagt, es ist insbesondere der obere Teil des Halses 11, der nach innen gerichtet ist, der sich ausdehnt, während die Ausdehnung im unteren Teil, wo der Bund 12 liegt beträchtlich geringer ist, was teilweise durch die Ansammlung von Material im Bund 12, teilweise dadurch erklärbar ist, daß die Beanspruchungen der Kappe im oberen Teil am stärksten sind, wo die Dichtringe 6,7 liegen.

Die erfindungsgemäße Kappe ist in F i g. 3 vor dem Einsetzen in die Behälteröffnung gezeigt, während sie in F i g. 4 in die letztere eingesetzt ist. Die Kappe hat, wie die bekannte Kappe, einen oberen Deckel 2, einen unteren rohrförmigen Teil 3 und eine ringförmige Aufreißverbindung 4. Am oberen Ende des rohrförmigen Teils der Kappe ist ferner ein Bund 5 ausgebildet der hier auch dazu dient, die Position der Kappe 1 in der Behälteröffnung zu fixieren. Direkt unter dem Bund 5 hat der rohrförmige Teil 3 der Kappe eine relativ lange zylindrische Fläche 13, an deren unterem Ende eine Umfangsnut 14 ausgebildet ist Das untere Ende des Teiles 13 ist mit einem Eintrittsteil 9 versehen.

Im Vergleich mit der bekannten Kappe fehlen also der erfindungsgemäßen Kappe die beiden Dichtringe 6, 7. Bei der erfindungsgemäßen Kappe übernimmt statt dessen der untere, an der Nut 14 gelegene Teil eine Halte- und eine Dichtfunktion. Dies wird dadurch erreicht, daß die Nut 14 einen im wesentlichen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt hat und mit einem Dichtring 15 mit etwa dreieckigem Querschnitt versehen ist, der an der oberen äußeren Grenzfläche der Nut 14 angeordnet ist, daß ferner eine untere Grenzfläche 16 vorgesehen ist, die verhältnismäßig fest und unelastisch ist und die etwas nach einwärts zum Grund der Nut 14 geneigt ist. Ferner hat der Halsteil 11 des Verpackungsbehälter eine etwas andere Form erhalten, insofern, als der Bund weggefallen ist. Statt dessen hat der eingefaltete Teil des Halses eine Materialdicke, die gleichmäßig in Richtung zum unteren Ende zunimmt und mit einer konischen Innenfläche 17 versehen ist. Der Hals endigt an seinem unteren Ende in einer konischen Endfläche 18, die auf die Innenfläche 17 trifft und zusammen mit dieser eine relativ scharfe ringförmige Linie oder Kante bildet.

Aus F i g. 4 ergibt sich, wie der Behälterverschluß nach der Erfindung funktioniert. Die Kappe 1 ist in der Position, in der der Behälter geschlossen ist, und der Rand am unteren Ende des einwärts gerichteten Halses 11 des Verpackungsbehälters befindet sich in Eingriff mit der Nut 14. Der Dichtring 15, der im oberen Grenzbereich der Nut 14 ausgebildet ist, liegt an der Fläche des einwärts gerichteten Halses 11 direkt oberhalb dem Bund 12 an und es ist zu sehen, daß der elastische Dichtring nach unten umgefaltet oder umgelegt wird. Beim Einsetzen der Kappe 1 in den Flaschenhals, wird die Kappe zuerst bis hinter ihre

äußerste Position gedrückt. Während dieses Niederpressens hat der Dichtring 15 infolge der Form des unteren Endes der Kappe keinen Kontakt mit dem einwärts gerichteten Teil 11 des Halses. Wenn die Kappe in diese untere Position hinabgedrückt wird und > die Preßkraft dann aufhört, springt die Kappe infolge ihrer Form zurück und etwas nach oben in ihre äußerste oder Endposition. Während dieser Aufwärtsbewegung gelangt die Fläche 17 des Halses 11, die die Behäiteröffnung bildet, in Kontakt mit dem Dichtring 15 κι und infolge der Reibung zwischen diesem und der Halsfläche wird der Ring nach unten in die in Fig.4 gezeigte Position gedrückt und umgelegt. Die Art und Weise, in der die Kappe und die Behäiteröffnung während des Einsetzens der Kappe zusammenwirken, i> wird nachfolgend noch im Detail beschrieben.

Wenn die Kappe 1 in die Behälteroffnung eingesetzt wird, gelangt die Eintrittsfläche 9 zuerst in Kontakt mit dem oberen Randteil des einwärts gerichteten Halses 11. Da die Kappe und der Verpackungsbehälter aus einem etwas flexiblen Material hergestellt sind, kann die Eintrittsfläche 9 während des fortgesetzten Niederpressens der Kappe die Behäiteröffnung etwas ausdehnen und zwar zur gleichen Zeit, in der der rohrförmige Teil 3 der Kappe zusammengedrückt wird. Dies erlaubt es :ϊ dem breitesten Abschnitt des rohrförmigen Teiles 3 der Kappe an dem Teil der Behäiteröffnung vorbeizugehen, der den kleinsten Durchmesser hat, d. h. dem unteren Ende des Halsteiles 11. Während dieses Abschnittes des Niederpressens wird der rohrförmige Teil der Kappe zusammengedrückt und der Teil 11 des Halses wird zur Seite gezwängt, in einem solchen Umfang, daß seine Innenfläche 17, die zur Behäiteröffnung blickt, weder auf der zylindrischen Kappenfläche 13, noch dem Dichtring 15 aufliegt, der am unteren Ende der Fläche 13 angeordnet ist. Wenn die Kappe 1 bis zum Maximum niedergedrückt ist, d. h. über ihre endgültige Dichtposition hinaus, wird jedes weitere Eindringen dadurch verhindert, daß der Bund 5, der während der Endphase auf dem oberen Rand der Behäiteröffnung aufliegt, gegen den Deckel 2 gedrückt wird. In dieser maximal eingedrückten oder eingepreßten Position ist der Außenrand der unteren Grenzfläche 16 der Nut 14 vorbeigegangen und liegt nun unterhalb der Endfläche 18 des Halses 11, was bedeutet, daß das untere Ende des Halses 11 in seine ursprüngliche Position zurückspringen kann. Wenn dies geschieht, erweitert sich auch der rohrförmige Teil der Kappe, so daß der Rand zwischen den Flächen 17 und 18 am Grund der Nut 14 aufsitzt und wenn das nicht gezeigte Einbauwerkzeug zurückgezogen wird, springt die Kappe wiederum infolge der Flexibilität des Bundes 5 aufwärts zurück, bis die untere Fläche 18 des Halses 11 an der Fläche 16 anliegt. Während dieser Aufwärtsbewegung liegt der Dichtring 15 an der Fläche 17 des Halses 18, die zur Behälteröffnung hin gerichtet ist, auf und wegen der Reibung wird der Dichtring 15 abwärts in die in Fig.4 gezeigte Position gefaltet oder umgelegt.

Aus dem obigen ergibt sich, daß im Laufe des Einsetzens der Kappe infolge ihrer speziellen Form, ihr eine solche Bewegung erteilt wird, daß der lippenförmige Dichtring 15 eine optimale Form zur Verhinderung einer Leckage aus dem Behälter heraus erhält. Es ist hierbei nur der Dichtring 15, der sich in Dichtkontakt mit der Behälteröffnung befindet. Der Inhalt kann daher zwischen das untere Ende des Halses und die Nut 14 eintreten, was vorteilhaft ist, da der erhöhte Druck von innen und außen den Dichteffekt der Lippendichtung erhöht. Diese spezielle einwärts geneigte Form der unteren Grenzfläche 16 der Nut 14 und die Form der Fläche 17 bringen es mit sich, daß ein Innendruck im Behälter, der die Kappe aus der Behälteröffnung herauszudrücken sucht, nur den Durchmesser am unteren Ende der Behäiteröffnung reduziert und die Kontaktkraft zwischen dem üichtring 15 und dem unteren Teil des einwärts gerichteten Halses 11 erhöht, so daß das obenerwähnte Problem der sukkzessiven Ausdehnung des Halsdurchmessers eliminiert worden ist. Eine solche Ausdehnung kann eventuell am oberen Ende des Halses 11 auftreten, aber diese ist ohne Bedeutung, da in diesem oberen Bereich des Halses keine Dichtflächen vorhanden sind.

Die Anordnung des Dichtringes 15 direkt am Rand der geneigten oberen Grenzfläche der Nut 14 ist von Bedeutung da hierdurch der Dichtring sehr elastisch und flexibel wird, so daß eine korrekte Abwärtsumfaltung des Dichtringes in die Nut gewährleistet ist, wenn die Kappe in der Behäiteröffnung angebracht wird.

Die untere Randfläche 16 der Nut 14 ist etwas nach innen zum Grund der Nut 14 geneigt, was dazu beiträgt, den Eingriff des Halses in der Nut zu gewährleisten bzw. zu verbessern. Selbst wenn jedoch die Fläche 16 keine solche Einwärtsneigung hat, wird das untere Ende des Halses 11 in der Nut 14 gehalten, wegen der Elastizität bzw. Federkraft des Materials und der Neigung der Fläche 18.

Um im Falle einer Beschädigung des unteren Endes der Halsfläche 17 eine Leckage zu verhindern, kann die Kappe mit einem weiteren Dichtring versehen sein, der dann zweckmäßigerweise an der Fläche 13 in der Nähe oder in einem geringen Abstand oberhalb des Dichtringes 15 angeordnet ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 Patentansprüche: (5) ist

1. Behälterverschluß für eine Behälteröffnung, mit einem nach innen gerichteten Behälterhals, mit einer in die Behälteröffnung eingeführten und diese verschließenden Kappe, die einen Deckel und einen in die Behälteröffnung einsetzbaren im wesentlichen rohrförmigen Teil und einen sich auf dem Behälter aufstützbaren Abstützteil aufweist, bei der sich an der äußeren Mantelfläche des rohrförmigen Teils eine Nut zur Abstützung des Halsinner.randes sowie ein Dichtungsring befinden, der in der Verschlußstellung im verformten Zustand an der zum rohrförmigen Teil weisenden sich konisch zum Behälterinnern verjüngenden Innenfläche des Halses dicht anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (17) des Halses (11) die untere Endfläche (18) des Halses (!1) unter einem spitzen Winkel schneidet, und die hierdurch gebildete ringförmige Schnittlinie auf der unteren Grenzfläche (16) der Nut (14) aufsitzt, und daß der lippenförmige Dichtring (!5) an der Übergangsstelle von der äußeren Mantelfläche (J3) zur oberen Grenzfläche der Nut (14) angeordnet ist.

2. Behälterverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die untere Grenzfläche (18) des Halses (11) schräg nach unten und einwärts erstreckt.

3. Behälterverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mantelfläche (13) der Kappe (1) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, am unteren Ende die Nut (14) aufweist und darunter einen Endteil mit einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt eines etwas größeren Durchmessers als die zylindrische Mantelfläche (13) und mit einer Einführungsfläche (9) aufweist.

4. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14) einen schwalbenschwanzförmigen Querschnitt hat.

5. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (15) einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt aufweist.

6. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (15) aus einem Stück mit der Kappe geformt ist.

7. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Dichtringes (15) ein weiterer Dichtring an der Mantelfläche (13) angeordnet ist.

8. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem elastischen Kunststoffmaterial hergestellt ist.

9. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Endfläche (18) des Halses (U) konisch ausgebildet ist und mit der Innenfläche (17) des Halses (11) eine relativ scharfkantige Schnittlinie bildet.

10. Behälterverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützteil ein im Abstand vom Deckel (2) angeordneter und in der Schließstellung vom Behälter gegen den Deckel (2) vorgespannter Bund Die Erfindung betrifft einen Behälterverschluß für eine Behälteröffnung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung.

Ein derartiger Behälterverschluß ist bereits bekannt ίο (DE-OS 24 18 782). Der kappenartige Behälterverschluß ist zweckmäßigerweise aus Kunststoff hergestellt und eignet sich zum abdichtenden Verschließen von beispielsweise Kunststoffflaschen für Bier oder andere kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke. Als Material für die Kunststoffflaschen oder dergleichen -behälter eignet sich vor allem Acrylnitril, Methylacrylat und Butadien, die in Kombination eine sehr gute Gasundurchlässigkeit aufweisen, daher die Lagereigenschaften des abgepackten Produktes verbessern. Nachteilig dabei ist allerdings eine gewisse Kaltfließbarkeit des Materials unter den im Betrieb auftretenden Spannungen, wodurch aufgesetzte Behälterverschlüsse nach einer gewissen Lagerzeit zu lecken beginnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln auch bei solchem nicht ganz formstabilem Material für eine ständig gute Abdichtung zu sorgen, so daß selbst unter Innendruck stehende Flüssigkeiten längere Zeit aufbewahrt werden können, ohne daß sich bei der Anbringung des Verschlusses und bei dessen öffnen Schwierigkeiten ergeben. Unter »Formstabilität« wird hierbei nicht etwa die Stabilität oder Starrheit bei Auftreten von Kräften verstanden — das Material sollte sogar elastisch verformbar sein —, sondern die sich im Laufe der Zeit beispielsweise aufgrund von Alterungserscheinungen verändernden Materialeigenschaften.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprüchen sind weitere Ausbildungen und Verbesserungen derselben beansprucht. Bei der Erfindung schneidet die Innenfläche des Halses die untere Endfläche desselben unter einem spitzen Winkel und die hierdurch gebildete ringförmige Schnittlinie sitzt dann in an sich bekannter Art (CH-PS 4 42 055) auf der unteren Grenzfläche der Nut auf. Außerdem ist der lippenförmige Dichtring an der Übergangsstelle von der äußeren Mantelfläche zur unteren Grenzfläche zur Nut angeordnet.

Mit diesen einfachen konstruktiven Maßnahmen, die herstellungstechnisch keinen Mehraufwand verlangen, gelingt die Behebung der beim Stand der Technik gelegentlich auftretenden Mängel. Der Behälterverschluß weißt eine praktisch selbsttätige Halte- und Dichtfunktion auf, was sich in der Praxis bereits hervorragend bewährt hat. Diese Funktion ist auch im wesentlichen unabhängig von der Art des verwendeten Materials. Selbst solche Kunststoffe, die im Laufe der Zeit hinsichtlich ihrer Elastizitätseigenschaften altern, führen nicht zu verschlechterten Dichtungseigenschaften.

Die Kompressionskräfte werden auf einen ringförmigen Teil am unteren Ende des nach innen gerichteten Halses konzentriert, der beträchtlich weniger empfindlich gegen solche Kompressionskräfte ist als der obere Teil des nach einwärts gerichteten Halses. Der lippenförmige Dichtring am oberen Begrenzungsrand der Nut ist relativ dünn und elastisch und wird beim Einsetzen in die Behälteröffnung niedergefaltet, worauf der Druck zwischen dem lippenförmigen Dichtring und