DE2755136A1

DE2755136A1 - Verschluss fuer fluessigkeitsbehaelter

Info

Publication number: DE2755136A1
Application number: DE19772755136
Authority: DE
Inventors: Hansruedi Kessler
Original assignee: Createchnic Patent AG
Current assignee: Createchnic Patent AG
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1977-12-10
Publication date: 1978-06-29
Also published as: CH610853A5; GB1572759A; DE2755136C2; US4193519A

Description

Createchnic Patent AG ^**""
CH-8304¹ Wallisellen

Verschluss für Flüssigkeitsbehälter

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluss mit Kappe, für Flüssigkeitsbehälter.

Der Verschluss eines Flüssigkeitsbehälters hat neben der aus der Bezeichnung hervorgehenden Funktion "verschliessen" einige ebensowichtige Nebenfunktionen. Diese sind:

a) Der Verschluss soll sowohl das Auslaufen verhindern, wie auch möglichst den Inhalt vor Verdunsten schützen (gasdicht).

b) Der Verschluss soll hygienisch sein, d.h., der Aus-■ . guss soll nicht mit der Hand berührt werden müssen.

c) Der Verschluss soll gute Träufel- und Spritzeigenschaften haben.

d) Mit dem Verschluss soll die Unversehrtheit des Produktes erkennbar sein.

e) Der Verschluss soll einen hohen Bedienungskomfort haben, d.h. einfaches Schliessen und Oeffnen der Kappe muss gewährleistet sein.

f) Der Verschluss sollte eine das Publikum ansprechende, spritztechnisch vorteilhafte Form aufweisen.

g) Der Verschluss darf beim Oeffnen und Schlieasen nichts verspritzen.

h) Eventuelle "Tränenbildung darf nicht zum Verschmutzen des Verschlusses führen.

i) Der Verschluss soll nicht durch eintrocknende Restpartikel verkrusten.

Die heute auf dem Markt erhältlichen Verschlüsse erfüllen diese Funktionen nur ungenügend.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Verschluss mit Zappe zu schaffen, der die geforderten Funktionen besser, als bisher bekannte Verschlüsse erfüllt.

Der erfindungsgemässe Kunststoffverschluss mit Kappe, bestehend aus einem aufstülpbaren oder -schraubbaren gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter dichtenden Unterteil mit einer in einer Spitze angeordneten Austrittsbohrung und einer mit dem Unterteil fest verbundenen Kappe, löst

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diese Aufgabe dadurch, dass die Spitze mit der darin angeordnenten Austrittsbohrung mit einer ringförmigen Verdickimg verseilen ist, in der ein ringförmiger Kanal verläuft, in dem den Hinterteil durchsetzende Kapillarbohrungen angeordnet sind, und dass die Sappe mit einem die Verdickung umgreifenden Organ versehen ist.

In der Zeichnung sind verschiedene AuBführungeformen des erfindungsgemässen Verschlusses sowie Details dargestellt.

Fig.l zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Verschluss mit sentrischer Anordnung der Auetrittshohnmg und

Fig. 2 einen »fonT i ofa^n Verschluss mit exzentrischer Anordnung der Austrittsbohrung;

Pig.3-5 zeigen Vertikalschnitte verschiedener Verschlüsse im Bereich des Scharnieres und

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Verschlusses mit angespritzten Rondellen.

Fig.7 zeigt das Spritzverhalten des Verschlusses.

In der Figur 1 ist ein Verschluss im grösseren Masstab im Schnitt dargestellt. Kit unterbrochenen T»i?»<»^ ist dabei der geschlossene Zustand angedeutet. Im geöffneten Zu-

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stand sind die beiden Grundelemente, Unterteil 1 und Kappe 2, die mit einem Scharnier 3 miteinander verbunden sind, deutlich erkennbar. Die in einer Spitze mündende Austritt sbohrung 4 ist bei dieser Ausführung zentrisch im Verschluss angeordnet.

Der markanteste Teil des Verschlusses ist die eigenartig geformte Spitze mit der darin angeordneten Austrittsbohrung 4. Der unterste Teil der Spitze hat die Form eines geraden Kreiskegels 41. Auf dem Kreiskegel aufgesetzt ist eine Eugel 42, die durch die Austrittsbohrung 4 durchsetzt wird. Die Austrittsbohrung 4 ist in einem röhrchenförmigen Teil angebracht, welches in einer konischen Randpartie 43 endet. Im Innern der Bohrung 4 ist ein Versteifungskreuz 44 vorgesehen. Die röhrchenartige Bohrung 4 wird von einem in den kugelförmigen Teil der Spitze eingeschlossenen Hingkanal 45 umgeben. Vom Kanal 45 aus führen lapillarbohrungen 46 zum darunter liegendem Hohlraum 47- Die Kapillarbo%ungen 46 verlaufen parallel zur Richtung der Austrittsbohxung 4. Sowohl die Anzahl wie auch die Anordnung dieser Kapillarbohrungen kann beliebig sein. Der kegelförmige Teil 41 der Spitze ist von einer Sinne 11 uageben. An der Unterseite der Rinne ist eine zentrisch zur Spitze verlaufende ringförmige Versteifungsrippe 12 angeordnet. Schliesslich weist der Unterteil 1 noch eine Einbuchtung 14 zum bequemen Oeffnen der Kappe 2 und eine an der Innerseite angebrachte

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Ringwulst 13 auf. Die Ringwulst 13 dient der Halterung und Dichtung des Unterteils 1 an einem (nicht dargestellten) Flaschenhals.

Die Kappe 2, die mit einem Scharnier 3 fest mit dem Unterteil 1 verbunden ist, weist ein die Verdickung bzw Kugel 46 in Schliessstellung umgreifendes Organ 21 auf, welches im Prinzip der Negativform der Spitze mit Verdickung entspricht. In der Schliessstellung ragt die röhrchenförmige Spitze mit der Austrittsbohrung 4 in die konische Vertiefung 22 des Organes 21 und die kugelige Erhebung 23 liegt dichtend auf der konischen Randpartie 43 auf. Das Organ 21 bildet somit um die Spitze eine annähernd gasdichte Kammer. Um eine möglichst grosse Dichtheit zu erreichen, kann man entweder auf dem ringförmigen Wulst, bzw kugleförmigen Teil der Spitze oder in der Negativform des Organes 21 Dichtungsrillen 24 anbringen. Diese Dichtungsrillen, in der Zeichnung nur als künne Linien dargestellt, sind im Querschnitt V-förmige Erhebungen von geringer Höhe.

Das Oeffnen und Schliessen des Verschlusses wird einerseits durch die an der Kappe 2 angebrachten Nase 25 und andererseits durch die Einbuchtung 14 im Unterteil 1 erleichtert. Der hier dargestellte Verschluss weist keinen Schnappmechanismus auf.

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Der in Figur 2 dargestellte Verschluss scheint beim ersten Blick sich stark vom Verschluss nach Figur 1 zu unterscheiden. Tatsächlich weist er jedoch nur zwei prinzipielle Unterschiede auf. Erstens ist die Austrittsbohrung exzentrisch im Unterteil angeordnet und zweitens ist ein das Oeffnen erleichternder Schnappmechanismus vorgesehen.

Die Grundelemente Unterteil 1, Kappe 2, Scharnier 3, und in einer röhrchenförmigen Spitze angeordnete Austrittsbohrung 4 sind gleich. Der untere Teil der Spitze hat sich jedoch wegen der exzentrischen Anordnung geändert. So ist anstelle des geraden Kegels 41 jetzt ein schiefer Kreiskegel 41' getreten mit einer senkrechten Maräellinie. Auch die Form der Rinne 11 hat sich geändert. Die Rinne 11· umgibt zwar noch immer den Kegel, verläuft jedoch nicht mehr horizontal und ändert auch seine Breite. Anstelle der Wulst 13 ist hier eine die gleiche Funktion ausübende Ringnut 15 vorgesehen. Gleich geblieben ist jedoch die mit circa 15° Neigung verlaufende Trennebene zwischen Unterteil und Kappe. Diese Neigung der Trennebene hat den Vorteil ein starkes Zurückweichen der vorderen Kante 17 gegenüber der Austrittsbohrung 4 zu bewirken und gestattet eine vorteilhafte Positionierung des Scharniers 3. Schliesslich ist das Scharnier 3 bestehend aus zwei, eines vor und eines hinter der Vertikalen, mittleren Schnittebene liegenden kurzen Bändern 30, gleich ausgebildet, wie beim Verschluss nach Fig.l.

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Ein neues Element stellt der Oeffnungmechanismus dar. Der Mechanismus umfasst prinzipiell ein federelastisches Element. Im vorliegenden Beispiel sind zwei federelastische Elemente in Form von Federstäben 31,32 vorgesehen. Diese Federstäbe könnten ineiandergreifende Formteile aufweisen, wie Kugel und Pfanne (was einen definierten Oeffnungswinkel beduuten würde) oder wie im vorliegenden Fall eine einfache Kerbe 33 im am Unterteil 1 befestigten Federstab 31.

Die Figuren 3 und 4 zeigen Varianten eines Scharniers für eine Verschlusskappe im Schnitt. Gleich wie in Figur 1 und 2 sind hier die Scharniere durch Bänder 30, die nicht in der Schnittebene liegen, dargestellt. Im Gegensatz zur Figur 2 handelt es sich hier nicht nur um Oeffnungsmechanismen, sondern um Oeffnungs- und Schliessmechanismen mit Schnappwirkung. Die beiden Varianten sind funktionell identisch, weisen jedoch gestalterische Unterschiede auf. Kappe 2 und Unterteil 1 sind in den vorliegenden Fällen durch drei Bänder miteinander verbunden, einerseits zwei Scharnierbänder 30, andererseits durch ein Dehnungsband 34«

Die kurzen Scharnierbänder 30 bilden eine Scharnierachse 35 für die Kappe. Am Unterteil 1 ist ein vorspringender Ansatz 36 angebracht. Zwischen diesem Ansatz und der Stelle 37 der Kappe erstreckt sich ein dehnbares Band 34.

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Durch die Dimensionierung der Bänder und der geeigneten Wahl der Ansatzpunkte 36' und 37 des Dehnungsbandes am Unterteil 1 und Kappe 2, wird die für die Schnappwirkung erforderliche Schliess- bzw. Oeffnungskraft erreicht. In den beiden Endlagen, ganz geöffnet und geschlossen, ist das Dehnungsband 34 jeweils entspannt. Beim Oeffnen der Kappe 2 wird das Dehnungsband bis zum Moment, dass das Dehnungsband in Richtung der Verbindungslinie zwischen den Punkten 35,36 verläuft, gespannt und springt dann selbsttätig in den ungespannten, sollständig geöffneten Zustand. Analog wird beim Schliessen die Kappe von Hand soweit geschlossen, bis das Dehnungsband seine grösste Ausdehnung erhalten hat, wonach sich der "Verschluss selbsttätig schliesst.

Eine geeignete Materialwahl ist für derartige Verschlüsse mit Dehnungsband-Schnappmechanismen von ausschlaggebender Bedeutung. Als ein geeignetes Material hat sich Polypropylen erwiesen.

Figur 5 zeigt gleich wie Figur 2 einen reinen Federmechanismus, der die einmal geöffnete Kappe in dieser Lage hält. Unterteil 1 und Kappe 2 sind hier mit etwas längeren Scharnierbändern 30' und mit einem im geschlossenen Zustand gespannten federelastischen Element 38 versehen. Dieses federelastische Element 38 ist bogenförmig ausgebildet. Prinzipiell entspricht die Wirkungsweise zwei

Federstäben, die scharnierend miteinander verbunden sind.

In der Figur 6 ist schliflsslich ein Verschluss in perspektivischer Darstellung gezeigt. Die Trennebene 16 zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 verläuft waagrecht. Deutlich erkennbar sind auch die Nase 25 und die Einbuchtung 14.

Vom Unterteil 1 und der Kappe 2 führen Stege 5 je zu einer Rondelle 6. An den Stegen sind Kerben 51 angebracht, die ein Abdrehen oder Abreissen der Rondelle erleichtern sollen. Die Rondellen sind unlösbar miteinander verbunden. Im dargestellten Beispiel sind die Rondellen miteinander verschweisst.

Die beiden miteinander verbundenen Rondellen stellen ein Unversehrtheitsnachweis für das Produkt dar. Daher ist eine irreversible Verbindung beider Rondellen eine Grundvoraussetzung. Solche irreversiblen Verbindungen sind neben dem traditionellen Verschweissen und Kleben Kunststoffverbindungen mit irreversiblen Formschlussmitteln.

Neben der Hauptfunktion der Unversehrtheitsgarantie des Inhaltes können die Rondellen auch Nebenfunktionen aus-

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üben. So kann man beispielsweise beim Zusammenschweissen der beiden Rondellen zugleich ein Haltbarkeitsdatum einprägen, so dass die Rondelle zu einem echten Garantiesiegel wird.

Bei Verschlüssen für Medizinflaschen kann auf der Rondelle neben Preisangaben auch eine spezielle Code angebracht werden für die Lagerung.

Zum Schluss sei noch die Funktionsweise des Verschlusses beschrieben. Bisher bekannte Verschlüsse dieser Art mit einem die Unversehrtheit anzeigenden Teil weisen eine geschlossene Austrittsöffnung auf, die bei der ersten Benutzung abgeschnitten wird. Dadurch werden völlig Undefinierte Ausfliessverhältnisse geschaffen. Nach dem vom rumänischen Flugzeugpionier Coanda entdeckten und nach ihm benannten Effekt, legen sich die Flüssigkeitsstrahlen einer aus einem Rohr ausströmenden Flüssigkeit an der festen Wand an und können somit Wandstrahlen ablenken. Konsequenterweise hat man daher beim vorliegenden Verschluss die Austrittsbohrung mit einer scharfkantigen genau definierten Randpartie versehen. Damit ist die unangenehme Eigenschaft bisheriger Verschlüsse, dass die Flüssigkeit in eine andere Richtung, als die gewünschte, spritzt, beholfen.

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Eine zweite unangenehme Eigenschaft vieler Verschlüsse sind die entlang der Aussenwand der Austrittsöffnung nach unten laufenden Tropfen. Das Problem . wurde bereits erkannt und neuere Verschlüsse weisen eine- sogenannten Auffangrinne auf. Durch das oftmalige Rücklaufen von Tropfen entlang der Austrittsau3senwandung sammelt sich hier einige Flüssigkeit an. Beim Oeffnen und Schliessen solches mit einem Schnappmechanismus ausgerüsteten Verschlusses wird der Benutzer beschmutzt oder angespritzt.

Beim erfindungsgemässen Verschluss fliessen diese"Tränen" in den Ringkanal 45 und durch die Kapillarbohrungen zurück in den Behälter. Die Gefahr des Verklebens der Austrittsbohrung 4» des Kanals 45 oder der Kapillare 46 wir durch die geschickte formliche Gestalt der Spitze mit Verdickung und des Organs 21 in der Kappe verhindert. Beim Schliessen legt sich das Organ 21 erst auf die Verdickung der Spitze und bildet einen Hohlraum. Die im Hohlraum befindliche Luft wird nun beim vollständigen Schliessen, bei dem sich das Organ 21 um die Verdickung legt, durch die Bohrungen 4 und 46 gebläsen und die eventuell im Kanal oder in den Bohrungen vorhandene Flüssigkeit in den Behälter gedrückt.

Die Kapillarbohrungen 46 haben aber noch weitere Vorzüge. Wird der Flüssigkeitsbehälter, beispielsweise ein Fläschchen mit Flüssigwürze, mit dem erfindungsge-

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massen Verschluss verwendet um einige Spritzer Würze an die Speise zu geben, tritt der Coanda-Effekt besonders stark in Erscheinung. Doch wird der Einfluss des Effektes reduziert, da beim Spritzen durch die Kapillare Luft nachströmt, die an der Wandung der Austrittsbohrung anliegend in Form von Microblasen wieder herausbefördert wird, die Ablösung des Strahles von der Wandung erleichtert und so das Strömungsverhalten verbessert. Dieses Strömungsverhalten sowie auch die verbesserten Ausfliesseigenschaften durch eine Schikane (44) beispielsweise in der Form eines Versteifungskreuzes, ist in der Figur 7 dargestellt.

Im Gegensatz zum Spritzen kann beim Träufeln die durch die Kapillare nachfliessende Luft im Behälter hochsteigen und das Volumen der ausfliessenden Flüssigkeit ersetzen.

Schliesslich sei noch darauf hingewiesen, dass der Verschluss sich gut eignet um mit einem Kunststoff-Flüssigkeitsbehälter verwendet zu werden. Durch leichten Druck auf den Behälter lässt sich die Flüssigkeit gut dosieren. Lässt man den Behälter los, saugt die einströmende Luft die Flüssigkeit aus dem Kanal und aus den Kapillaren, so dass diese immer offen bleiben.

Bei der Verwendung von Kunststoff-Flüssigkeitsbehälter besteht die Möglichkeit, dass die durch Druck auf den

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Flüssigkeitsbehälter ausströmende Luft eine Blase bildet, die platzt und den Benutzer bespritzt. Dies wird beim erfindungsgemässen Verschluss durch eine Schikane in der Austrittsbohrung verhindert. Das in der Figur 1 Versteifungskreuz übernimmt zusätzlich die Funktion der Schikane. Ein einfacher Steg in der Austrittsbohrung würde diese Funktion aber auch erfüllen.

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L e e r s e i t e

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Claims

Ansprüche

Kunststoff-Verschluss mit Kappe, insbesondere für Flüssigkeitsbehälter, bestehend aus einem aufstülpbaren oder -schraubbaren, gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter dichtenden Unterteil (1) mit einer in einer Spitze angeordneten Austrittsbohrung (4) und einer mit dem Unterteil fest verbundenen Kappe (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze mit der darin angeordneten Austrittsbohrung (4) mit einer ringförmigen Verdickung (42) versehen ist, in der ein ringförmiger Kanal (45) verläuft, in dem Unterteil (1) durchsetzende Kapillarbohrungen (46) angeordnet sind, und dass die Kappe (2) mit einem die Verdickung (42) umgreifendes Organ (21) versehen ist.
2. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsbohrung (4) mit einem die Ausfliesseigenschaften verbesserndes Versteifungskreuz (44) versehen ist.
3. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (42) im wesentlichen die Form einer auf die Spitze aufgesetzten Kugel entspricht.
4. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickung (42) ein ringförmiger Wulst ist.

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5. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsbohrung (4) einen scharfkantigen Rand aufweist.
6. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ringförmigen Wulst mindestens eine Dichtungsrille angebracht ist.
7. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsbohrung in eine konische Randpartie ( 43) endet.
8. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Austrittsbohrung bildenden Elemente exzentrisch im Unterteil (1) angeordnet sind (Figur 2).
9. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene (16) zwischen Unterteil (1) und der Kappe (2) ungefähr 15° zur Horizontalen geneigt ist.
10. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe an ihren, die ringförmige Verdickung in geschlossenem Zustand umfassenden Teilen mindestens eine Dichtungsrille (24) aufweist.
11. VerscELu ss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aussen an der Kappe (2) und am Unterteil (1) je eine mit einem Steg (5) verbundene Rondelle (6) angespritzt ist.

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12. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der die Rondelle (6) mit dem
Unterteil (l), bzw. der Kappe (2) verbindende Steg (5) eine Kerbe aufweist.
13. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Hondellen (6)
als Garantiesiegel ausgebildet ist.
14· Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Rondellen als
Preisschild ausgebildet ist.
15. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rondellen irreversible Verschlussmittel aufweisen.
16. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Unterteil und Kappe mittels zwei kurzen Bändern (30,30·) miteinander scharnierend verbunden sind.
17. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rondellen verschweissbar sind.
18. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rondellen verklebbar sind.

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19· Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe durch mindestens ein im geschlossenen Zustand gespannten federelastischen Element geöffnet werden kann.
20. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Unterteil (1) und der Kappe (2) verbundenes in den Endlagen ungespanntes federelastisches Element vorhanden ist.
21. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass als federelastisches Element ein Dehnungsband (34) dient.
22. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als federelastisches Element am Unterteil (1) ein Federstab (31) angespritzt ist.
23· Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als federelastisches Element an der Kappe (2) ein Pederstab (32) angespritzt ist.
24. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als federelastisches Element sowohl an der Kappe, wie am Unterteil je ein Pederstab (31,32) angespritzt ist (Figur 2).

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25. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federstäbe ineinandergreifende Formteile (33) aufweisen.
26. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 24» dadurch gekennzeichnet, dass die Federstäbe zu einem einstückigen, bogenförmigen Federelement (38) verbunden sind (Figur 5).
27. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die ineinandergreifenden Teile der Federstäbe die Form von Kugel und Pfanne aufweisen.
28. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Verdickung (42) umgreifende Organ (21) der Kappe (2 ) die negative Form der Verdickung aufweist.
29. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Organ beim Schliessen eine dichtende Kammer um die oberhalb der ringförmigen Wulst liegende Spitze bildet.
30. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

in der Kappe eine kugelige Erhebung (23) vorgesehen ist, die im geschlossenen Zustand des Verschlusses die Austritts· bohrt&g (4) abdichtet.

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31. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Polypropylen gefertigt ist.
32. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austrittsbohrung (4) eine Schikane (44) angeordnet ist.
33· Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Schikane ein Versteifungskreuz dient.
34. Verschluss nach Anspruch 1 und Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Schikane ein Steg dient.

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