DE2931063A1

DE2931063A1 - Aufbrechbarer behaelterverschluss und verfahren zu seiner anwendung

Info

Publication number: DE2931063A1
Application number: DE19792931063
Authority: DE
Inventors: Davis B Dwinell; Jeremiah J Laurizio
Original assignee: American Flange and Manufacturing Co Inc
Current assignee: American Flange and Manufacturing Co Inc
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1979-07-27
Publication date: 1980-02-14
Also published as: AT381914B; YU40571B; EG14750A; NO152291C; IE48381B1; BE877899A; GB2031857A; IT1119807B; CA1123383A; AU528718B2; PT69984A; NO152291B; NZ191062A; SE7906400L; NO792364L; BR7904865A; ATA536679A; NL7905770A; ZA793872B; CH630580A5

Description

PATENTANWÄLTE ? 9 *3 1 G 8

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE 68 D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 4Θ

BERLIN: OIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER

American Flange &

MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY

Manufacturing Co. Inc. dipping, «kk.hard körner

Berlin, den 27. Juli 1979

Aufbrechbarer Behälterverschluß und Verfahren zu seiner Anwendung

(Priorität: USA, Ser.No. 928,729 vom 27. Juli 1978)

13 Seiten Beschreibung mit
7 Patentansprüchen
1 Blatt Zeichnung

MP - 27 514

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BERLIN: TELEFON (O3O) 8312088 MÜNCHEN: TELEFON (08S) 225585

KABEL: PROPINDUS · TELEX O184O57 KABEL: PROPINDUS · TELEX O5 24244

Die schnell ansteigenden Kosten für Verpackungsmaterialien haben bewirkt, daß neue Überlegungen hinsichtlich der Verschlußerfordernisse für bestimmte flüssige Produkte angestellt wurden, die in Behältern von Betriebsgröße wie Kanistern und Kübeln von etwa zwanzig Litern (five gallons) Kübeln in Verkehr gebracht werden. Da viele flüssige Produkte, wie im landwirtschaftlich-chemischen Bereich, in einem einzigen Arbeitsgang schnell in einen großen Bottich oder Lagertank abgefüllt werden, erhebt sich die Frage, ob ein herkömmlicher Gießtüllenverschluß, der immer wieder von neuem abdichtend verschlossen werden kann, notwendig ist. Überlegungen bezüglich einer Einsparung von Kosten zeigen, daß eine viel einfachere Verschlußkonstruktion diese Funktion genauso gut ausführen könnte.

Diese besonderen Behälterverschlußeigenschaften, denen auf dem vorstehend erwähnten Gebiet herausragende Bedeutung zuerkannt wird, müssen erstens eine in hohem Maße auslaufdichte Konstruktion einschließen, die einer groben Behandlung unter wechselnden Versand- und Gebrauchsbedingungen standhalten kann. Zweitens muß der Verschluß genügend verfälschungsfest sein, um den Behälterinhalt ausreichend gegen nicht entdeckte Dieberei und Austausch zu schützen. Drittens ist es wichtig, daß der Endbenutzer mit einem hohen Grad an Leichtigkeit Zugang zu dem gesamten Behälterinhalt erlangen und denselben ohne weiteres abfüllen kann. Höchst erwünscht ist eine große Ausgußöffnung, die ohne Verwendung eines Werkzeugs oder eines sonstigen Geräts freigelegt wird. Abgesehen von den vorstehend erwähnten Erfordernissen wird nach einem sehr einfachen Wiederverschluß der Spritzschutzart in den Fällen verlangt, in denen weniger als der ganze Kübelinhalt sofort ausgegossen wird.

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In Erwiderung auf die vorstehend aufgeführten Verschlußerfordernisse offenbart die vorliegende Erfindung eine kostensparende und trotzdem voll wirksame Verschlußeinrichtung für Kanister, Kübel u. dgl., bei denen in der Hauptsache eine schnelle Abgabe des Rauminhalts erwünscht ist. Der Verschluß nach der Erfindung besteht aus einem Verschlußabdichtungselement aus Kunststoff mit einer aufbrechbaren mittleren Membrane und einem peripherisch angeordneten Abdichtungskanal. Ein Umbördelungsring aus Metall überlagert den Abdichtungskanal zum festen Anbringen des Verschlusses an einem Hals, der um eine Behälterwandöffnung herum ausgebildet ist. Sobald dieser Verschlußzusammenbau mit einem geeigneten Umbördelungswerkzeug aufgebracht ist, ist der Behälter gegen ein Auslaufen und ein Verfälschen ("Frisieren") während des Versands und der Lagerung wirksam geschützt.

Damit der berechtigte Zugang zu dem Behälterinhalt erleichtert wird, ist die aufbrechbare Membrane von einem geschwächten Aufreißbereich umgeben und besitzt einen sich nach oben erstreckenden Ringzug zur leichten Zugänglichmachung. Durch das Abreißen der Membrane von dem umgebenden Abdichtungskanal wird eine Ausgußöffnung maximaler Abmessung geschaffen, die zur schnellen und vollständigen Entleerung, des Behälters vorzüglich geeignet ist.

Falls ein zeitweiliges Wiederverschließen des Behälters erwünscht ist, um ein Verspritzen u. dgl. zu verhindern, ist die Unterfläche der Herausreißmembrane mit einem herabhängenden Rand zum zusammenwirkenden In-Eingriff-Koraraen mit dem Umbördelungsring aus Metall versehen, wenn die herausgerissene mittlere Platte als einfacher Verschlußstopfen benutzt wird.

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Dementsprechend wird mit der Erfindung ein neuer und verbesserter, aus zwei Teilen bestehender, aufbrechbarer Verschluß für Behälter geschaffen, der nach dem ersten öffnen als Wiederverschluß dienen kann.

Außerdem wird ein verfälschungssicherer Verschluß vorgesehen, der einen Abschnitt aufweist, welcher bequem zum Schaffen einer Ausgußöffnung maximaler Größe abgerissen und danach zum Verpfropfen einer solchen Öffnung nach teilweiser Abfüllung des Behälterinhalts verwendet werden kann.

Schließlich ist es möglich, den Verschluß auf neuartige Waise anzuwenden bzw. aufzubringen.

Weitere Vorteile und Anwendungen der Erfindung sind nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalschnitt durch den aufbrechbaren Verschluß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Verschlußabdichtungselement von oben;

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt auf den Linien 3-3 in Fig. in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Verschluß, der an einem Hals der Behälterwandöffnung befestigt ist;

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s.

Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen Schnitt, der die als Wiederverschluß verwendete Verschluß-Herausreißmembrane veranschaulicht, und

Fig. 6 einen der Fig. 5 ähnlichen Schnitt, der eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht der allgemein mit dem Bezugszeichen "1" bezeichnete aufbrechbare Verschluß der Erfindung aus einem aus einem Stück geformten Verschlußabdichtungselement 2 aus Kunststoff und einem ümbördelungsring 3 aus Metall. Das Verschlußabdichtungselement 2 besteht aus einer mittleren Herausreißmembrane 4, die später eine Behälteröffnung auf die nachstehend beschriebene Weise verschließen kann. Von der Peripherie der Unterfläche der Herausreißmembrane hängt ein kurzer zylindrischer Rand 5 herab. Wie in Fig. 4 klar zu sehen ist, endet der Rand 5 in einem freien Ende 6 und weist eine kleine, nach innen gewandte Rippe 7 auf, die sich von der Innenfläche 8 des Randes radial nach innen erstreckt. Ein leicht zu ergreifender Zugring 9 mit einem Außendurchmesser, der etwas kleiner als der des herabhängenden Randes 5 ist, überlagert die Oberfläche der Membrane 4 und ist mit dieser durch eine aus einem Stück geformte Verbindungsrippe 10 fest verbunden. Darüberhinaus ist der Zugring 9 an der Oberfläche der Membrane 4 befestigt und wird durch einen brechbaren Steg 11, der der Verbindungsrippe lo diametral gegenüberliegt, in einer parallel zu derselben verlaufenden Stellung gehalten.

Ein über den Umfang angeordneter Dichtungsring 12 umgibt die mittlere Membrane 4 und weist eine Querschnittskonfiguration in Form eines umgekehrten Kanals auf, die von einer äußeren Wand 13, einer oberen Wand 14 und einer inneren Wand 15 ge-

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bildet wird. Die innere Wand 15 des Dichtungsrings hängt senkrecht bis unterhalb der äußeren Wand 13 herab und ist über einen geschwächten Aufreißbereich 16 mit der mittleren Herausreißmembrane 4 verbunden. In Fig. 2 und 3 ist der kreisförmige Aufreißbereich 16 als Kerblinie dargestellt, die abwechselnd von verhältnismäßig dicken Abschnitten 17 aus übrigbleibendem Kunststoff und verhältnismäßig dünnen Abschnitten gebildet ist. Des weiteren weist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, die Kerblinie 16 einen verhältnismäßig dünnen Abschnitt 19 aus übrigbleibendem Kunststoff auf, der sich über eine kurze Entfernung hinweg an jeder Seite der Verbindungsrippe 10 des Zugrings erstreckt, damit der anfängliche Reißwiderstand gemindert wird. Durch die abwechselnd dicken und dünnen Kerblinienabschnitte 17 bzw. 18 wird außerdem das fortgesetzte Reißen erleichtert, während gleichzeitig ein ausreichender Schutz gegen ein unbeabsichtigtes Zerreißen der Herausreißplatte gewährleistet ist.

Der Umbördelungsring 3 aus Metall ist so bemessen, daß er den Dichtungsring 12 überlagert, und weist, wie in Fig. 1 und 4 klar ersichtlich, ebenfalls eine Querschnittskonfiguration in Form eines umgekehrten Kanals auf, die von einer oberen Wand 20, einer äußeren wand 21 und einer inneren Wand 22 gebildet wird. Das untere Ende der äußeren Wand 21 ist radial nach innen und bei 23 nach oben gekrümmt, um das untere Ende der äußeren Wand 12 des Dichtungsrings anzugreifen und auf diese Weise den Umbördelungsring 3 und das Verschlußabdichtungselement 2 fest in montiertem Zustand zu halten. Das untere Ende der inneren Wand 22 des Dichtungsrings ist ebenfalls radial nach innen und nach oben unter gleichzeitiger Bildung eines sich nach oben

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öffnenden Kanals 24 gekrümmt. In diesem Zusammenhang sei jedoch besonders darauf hingewiesen, daß der Kanal 24, in vertikalem Querschnitt gesehen, einer im wesentlichen kreisrunden Umrißform folgt, damit ein teilweise offener Wulst geschaffen wird. Der freie Rand 25 des Wulstes oder Kanals 24 ist somit mit Bezug auf die Öffnung radial auswärts über den größten Durchmesser des Kanals 24 hinaus ausgebildet und endet an einer Stelle, die im radialen Innenabstand von der inneren Wand 22 des Umbördelungsrings liegt.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist der montierte Verschluß 1 an einem aufrechten Hals 26 befestigt, der eine Behälterwandöffnung eines gefüllten Behälters umgibt. Zwischen dem Verschluß 1 und dem Öffnungshals 26 wird durch radiales Umbördeln der äußeren Wand 21 des Umbördelungsrings 3 aus Metall nach innen eine flüssigkeitsdichte Verbindung gebildet.

Der gefüllte Behälter, dessen Abgabeöffnung wie vorstehend beschrieben abdichtend verschlossen wurde, ist für den Versand und die grobe Behandlung bereit, wie sie üblicherweise bei Behältern zur betrieblichen oder landwirtschaftlichen Verwendung anzutreffen ist. Bei Erhalt des gefüllten Behälters kann der Endbenutzer durch Untersuchung der Unversehrtheit der Abdichtungsraembrane 4 jeden Verfälschungs- und Diebstahlsversuch sofort bemerken. Ein berechtigter Zugang zu dem Behälterinhalt wird dann sehr einfach durch Ergreifen des Zugrings 9 erlangt, wodurch der brechbare Steg 11 von der Membrane 4 weggebrochen wird. Sobald der Zugring von der Membrane gelöst ist, kann sie leicht in einem Winkel herausgezogen werden, wodurch ein

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anfängliches Einreißen des Aufreißbereichs 16 an den ausgedünnten Abschnitten 19 auf jeder Seite der Verbindungsrippe Io bewirkt wird. An diesem Punkt bewirkt die überlagernde innere Wand 22 des Umbördelungsrings 3 aus Metall eine Verankerung wenigstens des oberen Abschnitts der inneren Wand 15 des Dichtungsrings, wodurch das anfängliche Einreißen des Aufreißbereichs weiter unterstützt wird. Durch ein fortgesetztes Ziehen am Ring 9 werden die dickeren Kerblinienabschnitte 17 ganz leicht gebrochen, woraufhin die gesamte Membrane 4 entfernt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die relative Biegsamkeit der Herausreißmembrane 4 und ihres zugeordneten herabhängenden Randes 5 ein leichtes Entfernen, wie vorstehend beschrieben, gestattet, selbst wenn der Außendurchraesser der Membrane 4 und des Randes 5 größer als der Innendurchmesser des Kanals 24 ist. Auf diese Weise wird eine vergrößerte Ausgußöffnung gebildet, über die der Behälterinhalt schnell abgegeben werden kann. Eine vollständige Entleerung des in Gießstellung gehaltenen Behälters wird dadurch ermöglicht, daß die unterste Ausdehnung der inneren Wand 15 des Dichtungsrings innerhalb des Öffnungshalses 26 liegt und senkrecht über der umgebenden Behälterwandfläche hängt.

Während in vielen Fällen eine vollständige und schnelle Entleerung des Behälters die gewünschte Verwendungsart ist, so ist es häufig erwünscht, den Behälter zeitweilig wieder zu verschließen, so daß er bewegt oder anderweitig gehandhabt werden kann, ohne daß der verbleibende Inhalt herausspritzt. Um diesem Bedürfnis zu entsprechen, kann, wie in Fig. 5 dargestellt, die mittlere Herausreißmembrane 4 über die Ausgußöffnung gelegt werden, so daß die Außenfläche des zylin-

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drischen Randes 5 innerhalb des Durchmessers der inneren Wand 22 des Umbördelungsrings aus Metall eng eingepaßt ist. Durch ein Drücken der Membrane um ihre Peripherie herum nach unten wird die verhältnismäßig biegsame Rippe 7 am Rand 5 an dem freigelegten Metallrand 25 vorbei und in den Kanal 24 gezwungen. Die radiale Querschnittsabmessung des Randes 5 und der Mündung des Kanals 24 sind derart gehalten, daß, während die Rippe 7 tiefer in den Kanal eindringt, der Metallrand 25 einen dichten Reibungssitz mit der Innenfläche 8 des Randes 5 bildet. Aufgrund der Krümmung am Boden des Kanals 24 bewirkt ein festes Herunterdrücken um die Peripherie der Membrane herum ein radiales Drängen des untersten Endes 6 des Randes 5 nach innen. Dieses zwingt seinerseits den Metallrand 25 dazu, sich tiefer in die Innenfläche 8 des Randes 5 einzufressen und die Rippe 7 innerhalb der Begrenzungen des Kanals 24 zu arretieren.

Die sich ergebende Zurückhaltung der herausgerissenen, jetzt als Stopfen dienenden Membrane 4 innerhalb der inneren Begrenzungen des besonders ausgebildeten Umbördelungsrings bewirkt einen wirksamen Wiederverschlufl der Behälteröffnung, damit ein Verschütten oder vergießen des flüssigen Inhalts verhindert wird. Um die Öffnung zu entpfropfen, wird der Zugring 9 einfach wieder ergriffen und nach oben gezogen, damit der Rand 5 aus dem Kanal 24 entfernt wird.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Umbördelungsring 3 aus Metall mit einem abgewandelten, eine mittlere Herausreißmembrane 34 aufweisenden Abdichtungselement 30 montagemäaig verbunden. Von der Unterfläche der

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Herausreißraembrane hängt ein zylindrischer Rand 35 herab, der radial nach innen von der Peripherie der Membrane angeordnet ist. Der untere freie Rand des Randes 35 endet in einem sich über den Umfang erstreckenden Arretierfuß 36, der sich nach oben und radial nach außen erstreckt und eine nach oben gewandte ringförmige Oberfläche 37 darbietet. Wie hinsichtlich des Ausführungsbeispiels in Fig. 1 beschrieben, weist die Membrane einen nach oben vorspringenden Zugring auf und ist von einem Dichtungsring 38 umgeben, die über einen Aufreißbereich 39 miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird die mittlere Platte 34 aus dem Dichtungsring 38 herausgerissen und kann nach teilweiser Abgabe des Behälterinhalts ebenfalls innerhalb der Gießöffnung wieder eingesetzt werden. Dadurch wird ein Gleiten des Arretierfußes 36 in einer Kurve über den Kanalrand 25 hinweg und ein anschließendes Einschnappen desselben unter dem Kanal bewirkt, so daß der Kanal zwischen der Unterfläche der mittleren Membrane um ihre Peripherie herum und der Fußoberfläche 37 fest begrenzt ist.

Aus vorstehend Gesagtem wird ersichtlich, daß ein verbesserter Behälterverschluß und ein ebensolches Verfahren zu seiner Benutzung geschaffen wurden, der bzw. das ein sicheres abdichtendes Verschließen von Kübeln und Kanistern mit hoher Aufnahmekapazität gegen Auslaufen und Verfälschung auf kostensparende Weise ermöglicht. Nach der Abgabe über eine Ausgußöffnung maximalen Durchmessers kann die sehr einfache, aus zwei Teilen bestehende Verschlußeinrichtung zur normalen Handhabung und zu Zwecken der Lagerung wieder wirksam verschlossen werden, ohne daß man sich auf verhältnismäßig kostspielige ineinandergreifende Gewindeteile verlassen muß.

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Verschiedene andere Auswechselungen oder bauliche Veränderungen bei der Verschlußkonstruktion und den verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung könnten vorgenommen werden, ohne vom Gedanken oder Umfang der Erfindung abzuweichen.

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Claims

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- 1 Patentansprüche

Aufbrechbarer Behälterverschluß mit einem Verschlußabdichtungselement aus Kunststoff und einem Umbördelungsring aus Metall, wobei das Verschlußabdichtungselement eine scheibenartige mittlere Herausreißmembrane einschließt, die von einem aus einem Stück geformten Dichtungsring umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (12) eine sich nach unten öffnende kanalförmige Querschnittskonfiguration aufweist; daß ein geschwächter Aufreißbereich (16) zwischen die mittlere Membrane (4) und den Dichtungsring (12) eingefügt ist; daß eine aus einem Stück geformte Greifeinrichtung (9) von der Oberfläche der Membrane (4) aus vorspringt; daß ein von der Unterfläche der Membrane (4) herabhängender zylindrischer Rand (5) radial nach innen vom Aufreißbereich (16) angeordnet ist und daß der Umbördelungsring (3) den Dichtungsring (12) überlagert, wodurch die Membrane (4) aus dem Dichtungsring (12) herausgerissen und danach zum WiederverschlieSen der auf diese Weise gebildeten öffnung verwendet werden kann.
2. Behälterverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufreißbereich (16) radial nach außen vom innersten Durchmesser des Umbördelungsrings (3) angeordnet ist.

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3. Behälterverschluß nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umbördelungsring (3) mit einer sich nach unten öffnenden kanalförmigen Querschnittskonfiguration ausgebildet ist, die aus einer oberen Wand (20), einer herunterhängenden äußeren Wand (21) und einer herunterhängenden inneren Wand (22) besteht, und daß an der inneren Wand (22) eine Einrichtung (24) ausgebildet ist, um den zylindrischen Rand (5) aufzunehmen, nachdem die mittlere Membrane (4) aus dem Dichtungsring (12) herausgerissen ist.
4. Behälterverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (24) sowohl ein axiales als auch ein radiales In-Eingriff-Kommeη mit dem zylindrischen Rand (5) bewirkt.
5. Verfahren zur verwendung des Verschlusses nach einem der Ansprüche 1 bis 4 durch Auflegen eines aus einem Verschlußabdichtungselement (2) aus Kunststoff und einem Umbördelungsring (3) aus Metall bestehenden Montageaufbaus auf einem eine Behälterwandöffnung umgebenden aufrechten Hals (26), gekennzeichnet durch umfangsseitiges Verformen des Umbördelungsrings (3) zur Befestigung des Montageaufbaus auf dem Hals (26); d u r c h Erlangen eines anfänglichen Zugangs zu dem abdichtend verschlossenen Behälter durch Herausreißen einer mittleren Membrane (4) aus dem Verschlußabdichtungselement (2) zum Bilden einer Ausgußöffnung; durch darauffolgendes Wiederverschließen des Behälters durch Einsetzen der herausgerissenen Membrane (4) in dem Umbördelungsring (3) und durch Halten der

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herausgerissenen Membrane (4) in einer Wiederverschließstellung gegen Verschiebung innerhalb des Behälters.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halten an einem Abschnitt des Umbördelungsrings (3) aus Metall bewirkt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, g e k e n.n-z.e i c h η e t durch axiales Herausziehen der herausgerissenen mittleren Membrane (4) über eine Öffnung im Metallring (3), der einen kleineren Durchmesser als die Membrane (4) aufweist.

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