DE2820207A1

DE2820207A1 - Behaelterverschluss und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2820207A1
Application number: DE19782820207
Authority: DE
Inventors: Ejvind Theodor Jarsskow; Ole Simonni Mundeling Nielsen
Original assignee: ASICOMO AS
Current assignee: ASICOMO AS
Priority date: 1977-05-09
Filing date: 1978-05-09
Publication date: 1978-12-21
Also published as: SE7805247L; NO781616L; NO150234C; SE433069B; GB1602865A; FI781438A; FI66807B; FR2390341A1; FI66807C; US4205754A; FR2390341B1; NO150234B

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behälterverschluß zum Verschließen einer Halsöffnung eines Behälters, mit einem Kappenelement, welches vorzugsweise aus Blechmetall gebildet ist und eine im wesentlichen flache ringförmige Oberwand mit einer Mittenöffnung und einen von der äußeren Peripherie der Oberwand herabhängenden unteren Rand aufweist, und einem Verschlußelement, welches vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi geformt ist und welches über der Mittenöffnung gelagert ist und einen ringförmigen Verbindungsteil aufweist, der dicht mit dem freien Rand des Randteiles des Kappenelementes in der Weise in Eingriff steht, daß es durch eine manuell ausgeübte Kraft von diesem vollständig abhebbar ist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälterverschlusses .

Derartige Verschlüsse können grundsätzlich in Verbindung mit Flaschen oder Behältern jedes anderen Typs verwendet werden. Bisher wurden sie normalerweise im Zusammenhang mit Ampullen oder Flaschen verwendet, die eine pharmazeutische Flüssigkeit enthalten. Der Verschluß wird dann teilweise für das Halten eines perforierbaren Stöpsels oder einer Scheibe in der Halsöffnung des Behälters oder der Flasche und teilweise für das Aufrechterhalten der äußeren Oberfläche des perforierbaren Stöpsels oder der Scheibe in einer Sterilbedingung verwendet, bis der Inhalt der Flasche oder des Behälters verwendet werden soll. Zu diesem Zeitpunkt soll das Verschlußdeckelelement entfernt oder von dem Kappenelement, welches auf dem Hals der Flasche oder des Behälters befestigt ist, abgerissen werden, wodurch ein Teil der perforierbaren Scheibe oder des Stöpsels offengelegt wird.

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Es sind zwei grundsätzlich verschiedene Verschlüsse des obigen Typs bekannt. So beschreibt die US-Patentschrift 3 193 128 einen Verschluß, bei dem die Verbindung zwischen dem inneren Randteil des Kappenelementes und dem entfernbaren Verschlußdeckelelement von einer solchen Art ist, daß bei Entfernen des Verschlußdeckelelementes von dem Kappenelement das Verschlußdeckelelement entlang einer inneren Kante des Kappenelementes so zerrissen wird, daß ein peripherer Teil des zwischen d^r inneren Kante des Kappenelementes und der in der Halsöffnung des Behälters angeordneten performierbaren Stöpsel oder Scheibe eingeklemmten Verschlußdeckelelementes in dem Behälter oder der Flasche bleibt. Die DE-OS 20 40 937 beschreibt einen Verschluß der anderen Art, bei der der innere Randteil des Kappenelementes mit dem Verschlußdeckelelement in der Weise verbunden ist, daß das Verschlußdeckelelement von dem Behälter vollständig abgehoben wird.

Bei dem zuletzt genannten Verschluß ist die ringförmige Oberwand oder Endwand des Kappenelementes im wesentlichen plan, und der innere Randteil der ringförmigen Oberwand wird dichtend in einem ringförmigen Kanal in dem benachbarten Teil des Verschlußdeckels aufgenommen. Flaschen oder Behälter mit solchen Verschlüssen werden oft in Autoklaven behandelt, und in diesem Fall wird der Verschluß durch einen ziemlichen überdruck in dem Behälter oder der Flasche beeinflußt. Der Überdruck bewirkt, daß sich die Oberwand oder Endwand des Verschlusses nach außen ausbeult. Bei Verschlüssen des letztgenannten Typs, bei dem die ringförmige Oberwand des Kappenelementes im wesentlichen plan ist, neigen solche Ausbeulungen nach außen dazu, den Durchmesser der Mittenöffnung in dem Kappenelement zu vergrößern und den Durchmesser der Bodenwand des ringförmigen Kanals in dem Verschlußdeckel zu verkleinern. Folglich kann die Behandlung in einem Autoklaven ein Leck in der Verbindung zwischen dem inneren Randteil des Kappenelementes und dem Verschlußdeckel bewirken, so daß der perforierbare Stöpsel

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oder die Scheibe vor dem Abbheben des Schutzdeckels unbeabsichtigt verschmutzt wird. Es kann sogar passieren, daß der Verschlußdeckel vollständig oder teilweise während oder in Verbindung mit der Bearbeitung des Inhalts oder des Herausnehmens des Behälters aus einem Autoklaven gestoßen wird. Die Tatsache, daß das Kappenelement und der Verschlußdeckel normalerweise aus verschiedenen Materialien gebildet sind, die unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten haben, wie etwas Metall und Kunststoff oder Gummi, vergrößert das Risiko eines Undichtwerdens im Zusammenhang mit dem oben beschriebenen bekannten Verschluß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Behälterverschluß der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem insbesondere die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verschluß kann der Verschlußdeckel vollständig abgehoben werden. Mit dem Verschluß soll das Risiko des Auftretens einer undichten Stelle in der Verbindung zwischen dem inneren Randteil des Kappenelementes und dem abhebbaren Verschlußdeckelelement während des Bearbeitens in einem Autoklaven oder bei einer anderen Wärmebehandlung einer Flasche oder eines Behälters, auf denen der Verschluß montiert ist, wesentlich reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch einen Behälterverschluß der eingangs beschriebenen Art gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der innere Randteil des Kappenelementes deformierbar ist und sich von der inneren Peripherie der Oberwand in derselben Grundrichtung wie der untere Rand und so gegen die Längsachse des Kappenelementes, daß er mit dieser Achse einen spitzen Winkel bildet, erstreckt.

Wird ein erfindungsgemäß ausgebildeter Verschluß auf einem Behälter oder einer Flasche montiert, in der ein Überdruck infolge Bearbeitens in einem Autoklaven oder bei einer anderen Wärmebehandlung erzeugt wird, dann biegt dieser Überdruck den sich nach innen erstreckenden inneren Randteil des Kappenelementes

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nach außen, wodurch der Durchmesser des inneren Randes des Randteiles verkleinert wird. Folglich neigt ein möglicher überdruck in den Behältern dazu, den inneren Rand des Kappenelementes und den Verschlußdeckel in einen noch festeren gegenseitigen Eingriff zu pressen. Wenn der Verschlußdeckel von Hand gegriffen und abgerissen wird, dann kann der innere Randteil des Kappenelementes weiter nach außen gebogen werden, und nach dem Abheben des Deckels kann der Randteil möglicherweise im wesentlichen plan oder sogar nach außen gebogen sein. Die von Hand aufzubringende Kraft, die notwendig ist, um den Verschlußdeckel abzuziehen, kann genau gesteuert werden, beispielsweise durch das Ändern der Wanddicke des inneren Randteiles des Kappenelementes, der radialen Weite des inneren Randteiles und/oder der Neigung des Randteiles in Bezug auf .die Längsachse des Verschlusses.

Der innere Randteil des Kappenelementes bildet vorzugsweise einen Winkel von 45 bis 70° mit der Längsachse. Ist der Winkel kleiner als 45°, dann ist es normalerweise zu schwierig, den Randteil des Kappenelementes nach außen zu biegen, wenn der Verschlußdeckel abgehoben wird, und daher ist die erforderliche Kraft zum Abheben des Verschlußdeckels unter Umständen zu groß. überschreitet der Winkel 70°, dann wird die Durchmesserverkleinerung der Mittenöffnung, die durch die Rückwärtsbiegung des Randteils des Kappenelementes erreichbar ist, normalerweise nicht groß genug, um ein festes Inexngriffbrxngen zwischen dem Randteil und dem Teil des damit zusammenwirkenden Verschlußdeckels sicherzustellen. Der innere Randteil des Kappenelementes bildet vorzugsweise einen Winkel von 55 bis 60° mit der Längsachse .

Betrachtet in einem Längsschnitt kann der Randteil des Kappenelementes eine gerade oder eine gebogene Form haben. Der Übergang zwischen dem geneigten inneren Randteil des Kappenelementes und der benachbarten ringförmigen flachen Oberwand kann verhältnismäßig scharf oder mehr oder weniger abgerundet gebogen sein.

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Wenn der innere Randteil des Kappeneleraentes infolge von überdruck in einem Behälter, auf dem der Verschluß montiert ist, oder infolge des manuellen Abhebens des Verschlußdeckels nach außen gebogen wird, dann kann der Randteil im wesentlichen gleichförmig entlang seines radialen Umfanges umgebogen werden. Der Randteil des Kappenelementes kann jedoch durch eine ringförmige Biegelinie festgelegt werden, die im wesentlichen konzentrisch mit dem inneren Rand des Randteils ist, und die Biegung des Randteiles kann kann entlang dieser Biegelinie konzentriert werden. Eine solche Biegelinie kann so praktisch eine Art "Scharnier' des inneren Randteils des Kappenelementes sein und kann beispielsweise durch Reduzieren der Wanddicke des Kappenelementes entlang dieser Biegelinie hergestellt werden. Eine solche Biegelinie liefert eine weitere Möglichkeit der Steuerung bzw. Einstellung der Kraft, die zum Abheben des Verschlußdeckels notwendig ist.

Der erfindungsgemäße Verschluß kann in einer an sich bekannten Weise hergestellt werden durch Positionieren eines getrennt hergestellten Metallkappenelementes in einer Spritzgußmaschine, in der ein Verschlußdeckel aus Kunststoff in der Weise an der richtigen Stelle angespritzt wird, daß der innere Randteil des Metallkappenelementes in einem ringförmigen Wulst eingebettet ist, der auf der Innenseite des Verschlußdeckels geformt ist. Er kann jedoch auch nach einem Verfahren zur Herstellung eines Verschlusses der oben beschriebenen Art hergestellt werden, welches gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch das Einführen des stöpselartigen Ansatzes in dem Verschlußelement in die Mittenöffnung des Kappenelementes und das gleichzeitige Umbiegen des inneren Randteiles der flachen Oberwand in die Richtung der Einführung des stöpseiförmigen Ansatzes zum Bilden eines Randteiles, welcher einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Kappenelementes bildet, und das feste Ineingriffbringen des Randteiles mit dem stöpselartigen Ansatz. Die Erfindung liefert so ein vereinfachtes Verfahren, bei dem der Randteil des Kappenelementes gleichzeitig

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mit dem Montieren des Verschlußdeckels auf dem Kappenelement gebogen wird.

Das feste Ineinandergreifen zwischen dem Kappenelement und dem Verschlußdeckel kann verbessert werden durch Erwärmen des Materials des stöpselartigen Ansatzes und Formen desselben in der Weise, daß der Randteil darin eingebettet bzw. eingeschlossen wird. Das Erweichen des Materials kann in an sich bekannter Weise durch geeignete Heizelemente oder mittels Ultraschall erreicht werden.

Wenn der Randzonenteil bzw. der Randteil des Kappenelementes in dem stöpselartigen Ansatz des Verschlußdeckels eingebettet wird, dann wird der äußere Durchmesser des stöpselartigen Ansatzes normalerweise so gewählt, daß er gleich oder ein wenig kleiner als der Durchmesser der Mittenöffnung in dem Kappenelement ist. Alternativ dazu kann der stöpselartige Ansatz einen Maximaldurchmesser haben, der größer ist als der Durchmesser der Mittenöffnung,und in diesem Fall wird die erforderliche Abdichtung zwischen dem inneren Randteil des Kappenelementes und dem stöpselartigen Ansatz des Verschlußdeckels möglicherweise ohne Erwärmen des Materials des stöpselartxgen Ansatzes erreicht. Auf diese Weise kann beispielsweise der stöpselartige Ansatz ein daran gebildetes ringförmiges Wi-derlageroder eine ringförmige Schulter zum Ineingriffkommen mit der inneren Kante des Randteils des Kappenelementes haben.

Es kann wünschenswert sein, eine verbesserte Verriegelung zwischen dem Kappenelement und dem darauf montierten Verschlußdeckel zu haben, beispielsweise, um eine erhöhte Sicherheit dafür zu haben, daß der Verschluß den Kräften widersteht, denen er während einer Wärmebehandlung des mit ihm versehenen Behälters oder der Flasche ausgesetzt ist. Gemäß der Erfindung wird das erreicht durch Deformieren eines Teiles des schürzenartigen unteren Randes des Kappenelementes radial nach außen in eine Vertiefung oder

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in Vertiefungen, die in der Innenwand des schürzenartigen unteren Randes des auf dem Kappenelement montierten Verschlußdeckels geformt sind. Die Vertiefung oder die Vertiefungen in dem Verschlußdeckel können jede passende Form haben. Beispielsweise können die Vertiefungen die Form von über die Peripherie des unteren Randes des Verschlußdeckels verteilten Punkten haben. Die Vertiefung oder Vertiefungen können jedoch vorzugsweise die Form eines Schraubengewindes haben. Zusätzlich zum besseren Verriegeln des Verschlußdeckels und des Kappenelementes dienen solche Vertiefungen auch zum erleichterten Abheben des Verschlußdeckels, wenn dieser relativ zum Kappenelement gedreht wird. Durch Verwenden von einer oder mehreren schraubenförmigen Vertiefungen mit variierender Ganghöhe kann die für das Abheben des Verschlußdeckels erforderliche Kraft vergrößert werden, wodurch es für Kinder schwieriger wird, den Verschluß zu öffnen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Teil einer Axialschnittdarstellung zur Demonstration des Anfangsschrittes des Montierens, durch den die den Verschluß gemäß der Erfindung bildenden Teile montiert werden;

Fig. 2 einen Teil einer Axialschnittdarstellung entsprechend der in Figur 1, die jedoch einen anderen Schritt des Montierens zeigt;

Fig. 3 eine Axialschnittdarstellung eines Behälterhalses mit einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlusses;

Fig. 4 eine Axialschnittdarstellung eines Behälterhalses mit einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verschlusses;

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Fig. 5 eine Teildarstellung in vergrößertem Maßstab, die die innere Wand des unteren Randes eines Kunststoff-Verschlußdeckelteiles, der Teil des Verschlusses ist, zeigt;

Fig. 6 denselben Teil wie in Figur 5, jedoch in einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 7 verschiedene Schritte eines Verfahrens zum Montieren und 8 des Verschlußteiles auf dem Kappenelement zum Bilden einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verschlusses;

Fig. 9 eine Axialschnittdarstellung eines Flaschenhalses und eines Verschlusses wie in Figuren 7 und 8, jedoch beim Montieren auf dem Hals;

Fig. 10 eine Axialschnittdarstellung des in Figur 9 gezeigten Flaschenhalses mit darauf montiertem Verschluß, wobei die Flasche einer Wärmebehandlung in einem Autoklaven ausgesetzt wurde; und

Fig. 11 eine Axialschnxttdarstellung eines Flaschenhalses wie in Figur 10, wobei der Verschlußdeckel des Verschlusses teilweise entfernt worden ist.

Die Figuren 3, 4 und 10 zeigen einen flaschenförmigen Behälter 10, der beispielsweise eine pharmazeutische oder medizinische Flüssigkeit steril verschlossen enthält. Die Halsöffnung des Behälters wird mit Hilfe eines Stopfens 11 aus Gummi, weichem Kunststoff oder einem ähnlichen elastischen und perforierbaren Material verschlossen. Ein allgemein mit 12 bezeichneter Verschluß umgibt den Stopfen 11 und hält ihn auf dem Behälter 10. Der Verschluß 12 weist ein ringförmiges Kappenelement 13 auf, welches vorzugsweise aus Metall wie Aluminium besteht und einen schürzenartigen unteren Rand hat, dessen unterer Endteil so nach innen gebogen ist, daß er mit der Unterseite eines äußeren Randwulstes 14 an dem Behälter-

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hals in Eingriff gelangt und so den Verschluß auf dem Behälter hält. Der Verschluß 12 weist auch eine eine Art Schutzhaube bildenden Verschlußdeckel 15 auf, der aus Kunststoff, Gummi oder einem ähnlichen Material gebildet sein kann.

In der in den Figuren 3 und 10 gezeigten Ausführungsform besitzt der Verschlußdeckel 15 einen ringförmigen Ansatz 16, der von seiner unteren Oberfläche aus hervorsteht. Wenn der Verschlußdeckel 15 auf dem Kappenelement 13 montiert ist, ist der innere Randteil 18 des Kappenelementes fest durch den Ansatz in Eingriff gebracht, wie es in den Figuren 2, 3, 8 und 10 gezeigt ist. Der Randteil 18 ist nach innen geneigt und erstreckt sich in einer Richtung, die einen spitzen Winkel mit der Längsachse 18a des Verschlusses bildet. Vor dem Montieren des Verschlusses 12 auf dem Behälter 10 kann der Randteil 18 vorzugsweise einen Winkel von 20 bis 45° und vorzugsweise 30 bis 35° mit der flachen oberen Wand oder Endwand des Kappenelementes, d.h. einen Winkel von 45° bis 70° und vorzugsweise 55 bis 60° mit der Achse 18a des Verschlusses einschließen. Wenn der Verschluß 12 auf dem Behälter 10 montiert wird, wird der ringförmige Ansatz 16 gegen den elastischen Stopfen 11 in der in den Figuren 3 und 10 gezeigten Weise gepreßt, so daß er eine ringförmige Dichtung bildet.

In der in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ist ein ringförmiges Widerlager bzw. eine ringförmige Schulter 17 (Figur 1) auf der äußeren peripheren Oberfläche des ringförmigen Ansatzes 16 des Verschlußelementes 15 gebildet. Das Kappenelement 13 des Verschlußdeckels 15 kann dann getrennt gemacht werden, und der Verschlußdeckel 15 kann danach auf das ringförmige Metall-Kappenelement 13 so montiert werden, daß dessen Mittenöffnung verschlossen wird. Dieser Montiervorgang kann, wie beispielsweise in den Figuren 1 und 2 gezeigt, durch Positionieren des

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Verschlußdeckels 15 und des Kappenelementes 13 in einem matrizenartigen Aufnahmeelement 19 und auf einem kolbenartigen Gegenstück 20 eines Montagewerkzeuges erfolgen. Das Gegenstück 2 0 besteht aus einem Metallteil mit einem hervorstehenden Auflager 21 und einem Ring 22 aus Gummi oder ähnlichem elastischen Material um das hervorstehende Auflager herum. Wenn das Metall-Kappenelement 13 auf das Gegenstück 20 positioniert wird, dann kann es die in Figur 2 gezeigte Form mit einem abgebogenen inneren Randteil haben. Das Kappenelement ist jedoch vorzugsweise ein Rohstück oder Stanzstück 13', welches wie in Figur 1 gezeigt eine einen rechten Winkel bildende Querschnittsform aufweist.

Wenn das Gegenstück 20 und das darauf angeordnete Stanzstück 13' in das Aufnahmeelement 19 gedrückt werden, dann wird der Gummi ring 22, der eine gewisse Übergröße aufweist, zusammengedrückt, wodurch der ringförmige Ansatz 16 des Verschlußdeckels 15 radial nach innen gedrückt wird, wie es in Figur 2 gezeigt ist. Gleichzeitig neigt das zusammengepreßte Material in dem Gummiring 22 dazu, das Stanzstück 13' so zu verformen, daß es fest mit dem benachbarten inneren Oberflächenteilen des Verschlußdeckels 15 in der in Figur 2 gezeigten Weise in Eingriff kommt.

Damit das Meta11-Kappenelement 13 und der Verschlußdeckel 15 zusätzlich zu dem Eingriff zwischen dem inneren Randteil 18 des Kappenelementes und der Schulter 17 gut ineinandergreifen, sind ein oder mehrere Vertiefungen 23 in der inneren Oberfläche des unteren Randes des Verschlußdeckels 15 geformt. Diese Vertiefungen können jede gewünschte Form haben und beispielsweise die Form eines Schraubengewindes besitzen. Die Figuren 5 und 6 zeigen Beispiele solcher schraubengewindeartiger Formen.

Ist der Verschlußdeckel 15 mit solchen Vertiefungen versehen und wird ein Gegenstück der oben beschriebenen Art mit zusammendrückbarem Material verwendet, dann kann der untere Rand des Metall-

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Kappenelementes 13 radial in die Vertiefungen 23 während des Montiervorganges verformt werden, wodurch die unteren Ränder des Verschlußdeckels 15 und des Kappenelementes 13 gegen eine relative Axialbewegung verriegelt werden. Wenn der Verschluß 12 auf dem Behälter 10 montiert ist und der Verschlußdeckel 15 später entfernt werden soll, dann kann zunächst der Verschlußdeckel 15 relativ zum Kappenelement 13 gedreht werden, vorausgesetzt, daß die Vertiefungen 23 die vorgeschlagene schraubengewindeförmige Form aufweisen. Haben die schraubengewindeförmigen Vertiefungen 23 eine variierende Steigung wie in Figur 5 gezeigt oder weisen sie eine Vergößerung 24 wie in Figur 6 auf, dann muß ein verhältnismäig hohes Drehmoment auf den Verschlußdeckel 15 angewendet werden, um eine axiale Versetzung desselben relativ zum Kappenelement 13 zu erreichen. Die Form der Vertiefungen 23 kann so angepaßt werden, daß die zum Entfernen des Verschlußdeckels 15 manuell aufzuwendende Drehkraft so groß ist, daß diese von kleinen Kindern nicht aufgebracht werden kann. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn der Verschluß im Zusammenhang mit Flaschen oder anderen Behältern verwendet wrid, welche ein Produkt, beispielsweise eine Medizin enthält, welches für Kinder gefährlich ist. Figur 4 zeigt einen Verschluß 12, bei dem der Verschlußdeckel 15 und der Stopfen 11 abgewandelt sind. Ein Mittenteil 25 der Oberwand oder Endwand des Verschlußdeckels ist nach innen in das Kappenelement 13 hinein versetzt, und eine entsprechende Ausnehmung ist in dem Stopfen 11 geformt. Das Widerlager oder die Schulter 17, die mit der Innenkante des Metall-Kappenelementes 13 zusammenwirkt, ist auf der äußeren peripheren Oberfläche dieses Mittenteiles 25 gebildet. Damit eine verbesserte Verriegelung zwischen dem Verschlußdeckel 15 und dem Kappenelement 13 erreicht wird, kann das Deckelmaterial 7 der Schulter 17 in Verbindung mit oder nach dem Montiervorgang erweicht und so deformiert werden, daß der Randteil 18 des Kappenelementes 13 darin in der in Figur 4 gezeigten Weise eingebettet wird. Das Erweichen

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des Verschlußdeckelmaterxals kann beispielsweise mit Hilfe von Wärme oder von Ultraschall erfolgen.

Flaschen der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Art werden normalerweise einer Wärmebehandlung in einem Autoklaven unterzogen, wenn der Verschluß 12 aufmontiert ist. Durch diese Wärmebehandlung entsteht ein überdruck in der Flasche 10, der zur Folge hat, daß sich die Oberwand des Verschlusses nach außen ausbeult. Ein solcher Überdruck bewirkt jedoch, daß das Widerlager bzw. die Schulter 17 noch fester gegen den inneren Rand des Kappenelementes 13 gepreßt wird, so daß die auf den Verschlußdeckel 15 einwirkenden Kräfte während der Wärmebehandlung kein Leck bewirken können. Das Risiko einer undichten Stelle bei der Verbindung zwischen den Teiles des Verschlusses 12 während der Wärmebehandlung kann weiter durch die Verriegelung, die durch den Eingriff zwischen dem Metall-Kappenelement 13 in die Vertiefungen des inneren unteren Randes des Verschlußdeckels 15 in der oben beschriebenen Weise erzielt wird, reduziert werden.

Der Verschluß 12 verhindert eine Verschmutzung der äußeren Oberfläche des Stopfens 11 während der Aufbewahrung. Wenn der Inhalt des Behälters 10 aber benutzt werden soll, dann muß der Verschlußdeckel 15 entfernt werden. Wenn der Verschlußdeckel mit schraubengewindeförmigen Vertiefungen 23 versehen ist, dann wird das Entfernen des Verschlußdeckels durch Drehen des Verschlußdeckels 15 relativ zum Meta11-Kappenelement 13 in der oben beschriebenen Weise begonnen, wodurch der untere Rand des Verschlußdeckels 15 axial nach außen versetzt und gleichzeitig radial nach außen verformt wird. Der untere Rand des Verschlußdeckels 15 kann jetzt mit der Hand gegriffen und leicht aus dem Eingriff mit der inneren peripheren Kante des Metall-Kappenelementes 13 gezogen oder herausgedrückt werden.

Die Verwendung der Technik eines zusammendrückbaren Kolbens, im vorliegenden Fall des Gummiringes 22, zum Deformieren eines Wand-

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teils in eine benachbarte Vertiefung kann nicht nur in Verbindung mit der Herstellung eines Verschlusses der hier beschriebenen Art sondern auch in anderen Bereichen verwendet werden.

Die in Figur 10 gezeigte Ausführungsform kann dadurch hergestellt werden, daß der Verschlußdeckel 15 gleich an der richtigen Stelle auf dem Kappenelement 13 im Spritzgußverfahren hergestellt wird. Das Kappenelement und der Verschlußdeckel werden aber vorzugsweise getrennt hergestellt, und der Verschlußdeckel 15 wird dann später auf dem Kappenelement 13 so montiert, daß es die Mittenöffnung in dem Kappenelement verschließt. Wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt, kann der Verschlußdeckel 15 innerhalb des Aufnahmeelementes 19 angeordnet und das ringförmige Kappenelement 13 auf dem Gegenstück 20 eines abgewandelten Montagewerkzeuges angeordnet werden. Die Endoberfläche des Gegenstückes 20 bildet einen ringförmigen Kanal, der einen Heizkörper 26 aufnimmt, welcher in der gezeigten Weise Durchgänge 27 für ein Heizmedium enthält. Der Heizkörper 26 kann jedoch auch elektrisch beheizt werden. Der Heizkörper 26 kann alternativ durch einen nicht gezeigten Körper zum Erzeugen von Ultraschall ersetzt werden. Eine ringförmige Ausnehmung 28 ist in dem Körper 26 vorgesehen. Wie in Figur 7 gezeigt ist, weist der ringförmige Ansatz 16 des Verschlußdeckels 15 ursprünglich eine zylindrische Form mit einem äußeren Durchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser der Mittenöffnung des Kappenelementes 13 entspricht, auf. Wenn das Aufnahmeelement 19 und das Gegenstück 20 in Eingriff miteinander gedrückt werden, dann wird der schürzenartige untere Rand des Verschlußdeckels 15 um das Kappenelement 13 herum gedrückt, und der Ansatz 16 wird gleichzeitig in die Mittenöffnung des Kappenelementes hineinbewegt. Die Ausnehmung 28 in dem Heizkörper hat eine solche Form, daß der durch den Heizkörper erweichte ringförmige Ansatz 16 dadurch den inneren Randteil 18 des Kappenelementes in der in Figur 8 gezeigten Weise fest umschließt.

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Dieser Randteil 18, der anfangs in der in Figur 7 gezeigten Weise im wesentlichen plan ist, wird gleichzeitig in eine nach unten geneigte Position abgebogen, so daß er in der oben ausgeführten Weise einen spitzen Winkel bildet.

Der so zusammengesetzte Verschluß kann in der in Figur 9 gezeigten Weise auf den Behälter 10 montiert werden, so daß er den Stopfen 11 umgibt und diesen festhält. Wird der Behälter 10 einer Wärmebehandlung in einem Autoklaven unterzogen, dann wird in dem Behälter oder der Flasche 10 ein überdruck in der oben beschriebenen Weise erzeugt, was dazu führt, daß sich der Verschlußdeckel nach außen durchwölbt. Wie in ^igur 10 gezeigt ist, bewirkt ein derartiges Ausbeulen, daß der innere Randteil 18 des Kappenelementes mehr oder weniger nach außen in seinen Planzustand verbiegt. Ein solches Nachaußenbiegen des Randteiles verkleinert jedoch den Durchmesser der Mittenöffnung des Kappenelementes und preßt dadurch den Randteil 18 sogar noch fester gegen den Boden des Ringkanals, der in dem Ansatz 16 gebildet ist und welcher den Randteil 18 aufnimmt. Diese Tatsache reduziert das Risiko einer undichten Stelle in der Verbindung zwischen dem Randteil 18 und dem Ansatz 16 beträchtlich. Auf diese Weise verhindert der Verschluß 12 wirksam eine Verschmutzung der äußeren Oberfläche des Stopfens 11 nach der Wärmebehandlung in einem Autoklaven. Wenn der Inhalt des Behälters 10 benutzt werden soll, wird der Verschlußdeckel 15 durch Anwenden eines Druckes von Hand auf die untere Kante der Schürze bzw. des unteren Randes des Verschlußdeckels 15 entfernt. Der innere Randteil 18 des Kappenelementes wird dann außer Eingriff mit dem Kanal in dem Ansatz des Verschlußdeckels 15 gebracht, wobei der Randteil 18 normal etwas nach oben gebogen wird, wie es in Figur 11 gezeigt ist.

Der Verschlußdeckel 15 sollte nicht so leicht entfernbar sein, daß er unabsichtlich los gemacht oder entfernt werden kann. Andererseits sollte eine normale erwachsene Person in der Lage

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sein, den Verschlußdeckel ohne größere Schwierigkeiten durch Anwenden des Fingerdruckes darauf abzuheben. Deshalb ist es wünschenswert, die notwendige Kraft für das Abheben des Verschlußdeckels genau einstellen zu können. In der beschriebenen Ausführungsform hängt diese Kraft von der Kraft ab, die zum Verbiegen des geneigten inneren Randteils des Kappenelements 13 nach außen notwendig ist, und folglich von der Wanddicke und der Neigung des Randteiles 18. Die Einstellbarkeit der notwendigen Kraft zum Abheben des Verschlußdeckels 15 ist daher bei dem erfindungsgemäßen Verschluß in einem größeren Maße möglich als bei bekannten Verschlüssen. Darüberhinaus kann, wie in den Figuren 7 und 8 gezeigt, der Randteil 18 durch eine Schwächungslinie oder Biegelinie 29 konzentrisch zur Mittenöffnung des Kappenelementes 13 begrenzt und eine Art von "Gelenk" des Randteils 18 gebildet werden.

BEISPIEL

Ein Verschluß der in Figur 9 gezeigten Art kann beispielsweise aus einem Verschlußdeckel 15 aus Polyäthylen und einem Kappenelement 13, welches aus einem Aluminiumblech gezogen ist, hergestellt sein. Die Teile 13 und 15 werden im wesentlichen in der aus Figur 7 gezeigten Weise geformt, jedoch ohne die Biegelinie 29. Das Kappenelement 13 kann dann beispielsweise eine Wanddicke von 0,3 mm und einen äußeren Durchmesser von 33 mm haben, und vor dem Biegen des inneren Randteiles 18 nach innen, kann die Mittenöffnung einen Durchmesser von 20 mm haben. Der ringförmige Ansatz 16 des Verschlußdeckels 15 kann einen äußeren Durchmesser von 19,7 mm und einen inneren Durchmesser von 19 mm haben. Wenn das Kappenelement und der Verschlußdeckel zu einem Verschluß in der in den Figuren 7 und 8 gezeigten Weise zusammengesetzt werden, dann wird der innere Randteil 18, der eine radiale Breite von etwa 1,9 mm hat, so nach innen gebogen, daß er einen

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Winkel von etwa 30 bis 35° zu seiner normalen ebenen Position hat, und das Polyäthylenmaterxal in dem Ansatz 16 wird durch Erwärmen erweicht und so deformiert, daß der Randteil darin eingebettet wird. Dadurch wird ein Verschluß mit den oben beschriebenen erwünschten Eigenschaften erhalten.

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN

PK 9-978 P/ro

Asicomo A/S, Kopenhagen/Dänemark

Behälterverschluß und Verfahren zur Herstellung desselben

PATENTANSPRÜCHE

1/ Behälterverschluß zum Verschließen einer Halsöffnung eines Behälters, mit einem Kappenelement, welches vorzugsweise aus Blechmetall gebildet ist und eine im wesentlichen flache ringförmige Oberwand mit einer Mittenöffnung und einen von der äußeren Peripherie der Oberwand herabhängenden unteren Rand aufweist, und einem Verschlußelement, welches vorzugsweise aus Kunststoff oder Gummi geformt ist und welches über der Mittenöffnung gelagert ist und einen ringförmigen Verbindungsteil aufweist, der dicht mit dem freien Rand des Randteils des Kappenelementes in der Weise in Eingriff steht, daß es durch eine manuell ausgeübte Kraft von diesem vollständig abhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Randteil (18) des Kappenelementes (13) deformierbar ist und sich von der inneren Peripherie der Oberwand in derselben Grundrichtung wie der untere Rand und so gegen die Längsachse (18a) des Kappenelementes (13), daß er mit dieser Achse einen spitzen Winkel bildet, erstreckt.

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER ■ D-SCX)O MÜNCHEN 9O . WILLROIDERSTR. 8 - TEL. (ΟΘΘ) «40840

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Cn;üii,ÄL INSPECTED
2. Behälterverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randteil (18) einen Winkel von 45 bis 70° mit der Längsachse (18a) einschließt.
3. Behälterverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Randteil (18) einen Winkel von 55 bis 60° mit der Längsachse (18a) einschließt.
4. Behälterverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Randteil (18) festgelegt ist zwischen der freien Kante und einer kreisförmicren Biegelinie (29) , die im wesentlichen konzentrisch zur freien Kante ist.
5. Behälterverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kappenelement (13) eine reduzierte Wanddicke entlang der Biegelinie (29) aufweist.
6. Behälterverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Kante des Randteils (18) zu einer auf dem aus elastischem Material geformten Verschlußelement (15) gebildeten ringförmigen Schulter hin vorgespannt ist.
7. Verfahren zur Herstellung eines Behälterverschlusses nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aus einem Verschlußelement mit einem stöpselartigen Ansatz und einem Kappenelement mit einer im wesentlichen flachen ringförmigen Oberwand mit einer Mittenöffnung und einem unteren Rand, der von der äußeren Peripherie der Oberwand herabhängt, gekennzeichnet durch das Einführen des stöpselartxgen Ansatzes in dem Verschlußelement in die Mittenöffnung des Kappenelementes und das gleichzeitige Umbiegen des inneren Randteiles der flachen Oberwand in die Richtung der Einführung des stöpseiförmigen Ansatzes zum Bilden eines Randteiles, welcher einen spitzen Winkel mit der Längsachse des Kappenelementes bildet, und das feste Ineingriffbringen des Randteiles mit dem stöpselartigen Ansatz.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das Erweichen des Materials des stöpselartigen Ansatzes und das Formen desselben in der Weise, daß der Randteil darin eingebettet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen mittels Ultraschall erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale äußere Durchmesser des stöpselartigen Ansatzes größer ist als der Durchmesser der Mittenöffnung.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des unteren Randes des Kappenelementes radial nach außen deformiert wird in eine Vertiefung, welche in der inneren Wand des unteren Randteiles des auf dem Kappenelement montierten Verschlußelementes geformt ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung die Form eines Schraubengewindes aufweist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die schrauberigewindeförmige Vertiefung eine sich ändernde Steigung aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement auf dem Kappenelement montiert wird mit Hilfe eines Montierwerkzeuges, welches zusammenwirkende Aufnahme- und Gegenelemente enthält, die zwischen eingerückten und getrennten Positionen bewegbar sind, daß ein Verschlußelement und ein Kappenelement in dem Aufnahmeelement und auf dem Gegenstück in deren auseinandergezogener Position angeordnet werden und daß die Elemente danach in ihre Eingriffsposition bewegt werden.

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15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein örtlich ausdehnbar bzw. ausweitbares Gegenelement verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenelement wenigstens teilweise aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material gebildet wird.

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