DE4028079A1 - Kunststoffverschluss fuer metallverpackungen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluß für Metallver­ packungen mit einem Einsatzring, der in eine Öffnung eines Metallbehälters einsetzbar ist, mit mindestens einem Vorsprung an der Außenseite des Einsatz­ ringes zum Hintergreifen des Randes der Öffnung auf der Innenseite des Behälters und mit einem Flansch, der in montiertem Zustand um die Öffnung herum auf der Außenfläche des Behälters aufliegt.

Derartige Verschlüsse sind seit langem bekannt. Der im allgemeinen zylindrische Einsatzring wird dabei druckknopfartig in eine kreisrunde Öffnung des Metallbehälters eingesetzt, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Einsatzringes entspricht. Ein Vorsprung an der Außenseite des Einsatzringes hintergreift im montierten Zustand den Rand der Öffnung und ist der Grund für die Druckknopfwirkung, da beim Einsetzen des Einsatzringes in den Behälter der radial überstehende Vorsprung bzw. der Einsatzring zurückgedrückt wird. Der Vorsprung verrastet hinter dem Rand der Behälteröffnung und sorgt so für einen festen Halt des Verschlusses in der Behälteröffnung.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch einen Metallbehälter mit Kunststoffverschluß, der mit einem Einsatzring in eine Öffnung des Behälters eingesetzt ist, wobei mindestens ein Vorsprung den Rand der Öffnung auf der Innenseite des Behälters hintergreift und ein sich von dem Einsatzring er­ streckender Flansch auf der Behälteroberfläche aufliegt.

Die Erfindung ist dabei anwendbar sowohl auf Verschlüsse, deren Ausgußtülle im wesentlichen starr mit dem Einsatzring verbunden ist als auch auf sogenannte Balgverschlüsse, bei welchen die Ausgußtülle zwar ebenfalls einstückig, jedoch über einen flexiblen, ausziehbaren Balg mit dem Einsatzring verbunden ist.

Damit der Verschluß beim Einsetzen in die Behälteröffnung nicht vollständig in das Innere des Behälters hineingedrückt wird und damit der Verschluß auch sonst sicher in seiner Stellung gehalten wird, erstreckt sich vom Einsatzring in radialer Richtung und in axialem Abstand zu dem genannten Vorsprung ein Flansch, der, wenn der Verschluß in den Behälter eingesetzt ist, um die Öffnung des Behälters herum auf der Behälteroberfläche aufliegt. Dabei entspricht der axiale Abstand zwischen dem Ansatz des Flansches am Einsatzring und der axialen Erstreckung des Randes der Behälteröffnung, die zumeist von einem umgebördelten Lochkragen gebildet wird, so daß die axiale Erstreckung des Randes der Behälteröffnung zumeist größer ist als es der Dicke des Wandmaterials des Behälters entspräche. Der Abstand zwischen Vorsprung und Ansatz des Flansches am Einsatzring entspricht dann im wesentlichen der Höhe bzw. der axialen Länge des Lochkragens. Der Flansch ist im allgemeinen als ebener Ring ausgebildet; der axiale Abstand seiner Auflagefläche auf dem Behälter von dem Vorsprung ist also konstant, da der Flansch großflächig bis zu seinem Ansatz am Einsatzring auf der Behälteroberfläche aufliegt.

Neuere Bestimmungen für die Verpackung gefährlicher Füllgüter sehen nun vor, daß die Verpackungen Falltests aus einer vorgegebenen Höhe, z. B. 1,20 m, unbeschadet und vor allem ohne Auftreten einer Undichtigkeit überstehen. Insbesondere läßt man dabei die Behälter auch so fallen, daß sie mit dem Bereich auf dem Boden auftreffen, in welchem der Verschluß angeordnet ist.

Dabei hat sich herausgestellt, daß bei der Verwendung der bekannten Verschlüsse die Verpackungen nach derartigen Falltests im Bereich der Verschlüsse zu Undichtigkeiten neigen.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kunststoffverschluß für Metallverpackungen und/oder einen Behälter mit Kunststoffverschluß derart zu gestalten, daß die Gefahr derartiger Undichtigkeiten aufgrund von Stoßbelastungen im Verschlußbereich verringert wird.

Hinsichtlich eines Kunststoffverschlusses mit den eingangs genannten Merkmalen wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der axiale Abstand zwischen dem Vorsprung und dem Ansatz des Flansches am Einsatzring größer ist als der axiale Abstand zwischen dem Vorsprung und der Auflagefläche des Flansches, die für die Auflage auf der Behälteroberfläche vorgesehen ist.

Es hat sich herausgestellt, daß mit derartigen Verschlüssen versehene Metall­ behälter bzw. Metallverpackungen die oben angesprochenen Falltests wesentlich besser überstehen und daß nach solchen Falltests bei Verwendung des erfindungs­ gemäßen Verschlusses keinerlei Undichtigkeiten der Verpackungen auftreten.

Dabei ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß sich die Auflagefläche des Flansches in radialem Abstand zu der Außenfläche des Einsatzringes befindet. Der radiale Abstand der Auflagefläche des Flansches von dem Einsatzring beträgt dabei mehr als 1 mm und vorzugsweise zwischen 3 und 10 mm. Auf den Verschluß von oben wirkende Stöße werden so auf einen größeren Radius und eine größere Fläche um die Öffnung herum verteilt, so daß es nicht zu Verformungen des Öffnungsrandes kommen kann.

Insbesondere bei Verschlüssen, welche über die Behälteroberfläche deutlich hinausragen, hat sich die vorliegende Erfindung bewährt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Flansch aus einem sich radial vom Einsatzring nach außen erstreckenden Abschnitt und einem weiteren Abschnitt, der sich zumindest teilweise in axialer Richtung des Einsatzringes zum Vorsprung hin erstreckt.

Beispielsweise haben dann der Einsatzring und der einstückig angeformte Flansch gemeinsam im Querschnitt die Gestalt eines U mit ungleich langen Schenkeln, wobei der Einsatzring den langen U-Schenkel bildet, in dessen Endbereich der Vorsprung angeordnet ist, während der Flansch den zweiten, kürzeren U-Schenkel und den Verbindungssteg zwischen den beiden U-Schenkeln bildet. Dabei ist die Auflagefläche des Flansches auf dem Behälter an dem freien Ende des kürzeren U-Schenkels vorgesehen, die sich so in axialem und radialem Abstand zum Vorsprung am ersten, längeren U-Schenkel befindet. Der axiale Abstand entspricht dabei im wesentlichen der axialen Länge des Lochrandes des Behälters. Der Abstand kann auch etwas kleiner sein, so daß der Flansch des montierten Verschlusses leicht elastisch vorgespannt ist.

Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei welcher der zweite, kürzere U-Schenkel relativ zum ersten U-Schenkel geneigt verläuft. Bei Belastun­ gen des Verschlusses in axialer Richtung weicht dann die Auflagefläche des Flansches in radialer Richtung aus und federt so auftretende Stöße besonders gut ab. Davon abgesehen wird eine entsprechende Abfederungswirkung auch schon durch die Verwendung des üblichen, elastischen Kunststoffmaterials für den Einsatzring und den Flansch erzielt.

Hinsichtlich der Kombination aus Metallbehälter und Kunststoffverschluß wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß der Flansch und/oder die Auflagefläche für den Flansch auf dem Behälter so gestaltet sind, daß zwischen dem Ansatz des Flansches am Einsatzring und dem Rand der Öffnung ein Abstand vorhanden ist. Dieser Abstand sollte mindestens 1 mm, vorzugsweise mehr als 2 mm betragen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei die Öffnung des Behälters im wesentlichen zentral in einer zylindrischen Einsenkung in der Behälteroberfläche vorgesehen, deren Radius größer als der Radius der Öffnung ist.

Der Flansch kann dann nach wie vor als ebener Ring ausgebildet werden, wobei vorausgesetzt ist, daß sein Radius größer ist als der Radius der Einsenkung, so daß der Flansch um die Einsenkung herum auf der Behälteroberfläche aufliegt. Der Ansatz des Flansches am Einsatzring hat dann gleichwohl einen Abstand zum Fand der Öffnung innerhalb der Einsenkung, so daß bei Stoßbelastungen ein entsprechender Federweg vorhanden ist. Die elastische Federkraft wird durch den Flansch bereitgestellt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist statt einer zylindrischen Einsenkung oder zusätzlich zu einer solchen ein die Öffnung umgebender Ringwulst in der Behälteroberfläche vorgesehen, der die Auflagefläche des Behälters für einen im wesentlichen ebenen Ringflansch bietet. Aufgrund des radialen Abstandes der Auflagefläche des Ringwulstes zum Einsatzring ist auch hier ein gewisses elastisches Einfedern des Verschlusses in die Öffnung möglich, ohne daß der Rand der Öffnung unmittelbar belastet wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dabei außerdem der Rand der Öffnung des Behälters unter Bildung eines Lochkragens rechtwinklig umgebördelt. Ein solcher Lochkragen verleiht dem Rand der Öffnung eine größere Stabilität. Außerdem können so die radialen und axialen Abmessungen des Randes der Behälteröffnung exakter festgelegt werden. Es versteht sich, daß dabei der axiale Abstand der Auflagefläche des Flansches zum Vorsprung am Einsatzring genau der Höhe bzw. axialen Erstreckung des Lochkragens entspricht oder auch etwas kleiner ist, so daß der Verschluß im Normalzustand axial unverschieblich am Rand der Behälteröffnung, gegebenenfalls unter leichter Vorspannung, fixiert ist. Axiale Verschiebungen des Einsatzringes in die Behälteröffnung hinein, sind allerdings bei Auftreten einer entsprechenden Stoßbelastung möglich, wobei der Flansch aufgrund seiner Formgebung und aufgrund der erwähnten Abstands­ beziehungen derartige Stoßbelastungen abfedert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der zugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 einen oberhalb einer Behälteröffnung angeordneten Verschluß,

Fig. 2 eine Kombination aus Verschluß und Behälter mit einer angepaßten Behältergestaltung und

Fig. 3 eine weitere Kombination aus Verschluß und Behälter.

In Fig. 1 ist unten ein Ausschnitt eines Behälters 7 mit einer Öffnung 6 angedeutet. Der Rand der Öffnung wird gebildet von einem rechtwinklig umgebördelten Lochkragen 2. Der Innendurchmesser der Öffnung 6 entspricht möglichst genau dem Außendurchmesser des Einsatzringes 1 des oberhalb der Öffnung dargestellten Kunststoffverschlusses. Dieser Verschluß besteht im wesentlichen aus dem genannten Einsatzring 1 mit einem Flansch 3, einer Ausgußtülle 10 mit Außengewinde 11 und einem die Ausgußöffnung ver­ schließenden Garantiesiegel s mit Ausreißbügel 9. Eine auf die Ausgußtülle 10 aufzuschraubende Verschlußkappe ist nicht dargestellt. Bei einer alternativen (nicht dargestellten) Ausführungsform der Erfindung wäre der Durchmesser der Tülle 10 gegenüber dem Einsatzring 1 deutlicher reduziert und von der Innenseite des Einsatzringes 1 aus würde sich ein flexibler, ein- bzw. ausstülpbarer Balg zum unteren Rand der Ausgußtülle 10 erstrecken.

In dem dargestellten Beispiel sind sämtliche Teile des Verschlusses einstückig miteinander verbunden und werden in einem Arbeitsgang in Spritzgußtechnik aus einem mehr oder weniger flexiblen Kunststoffmaterial hergestellt. Der Einsatzring hat in der Nähe seines unteren freien Endes auf seiner Außenseite einen Vorsprung in Form eines umlaufenden Wulstes 5, dessen Außenradius größer ist als der Innenradius der Öffnung 6. Beim Eindrücken des Verschlusses in die Öffnung 6 muß der Wulst 5 auf einen entsprechend kleinen Radius zusammen­ gedrückt werden, wobei der Wulst 5 teilweise eine elastische Oberflächenver­ formung erfährt, teilweise jedoch auch der gesamte Einsatzring 1 elastisch nach innen ausweicht.

Nachdem der Kunststoffverschluß in die Öffnung 6 eingedrückt worden ist, ergibt sich für den Behälter 7 bzw. für den Rand der Behälteröffnung 6 die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete Position. Der Wulst 5 hintergreift dabei den unteren Rand des Lochkragens 2, wobei der Flansch 3 mit seiner Auflagefläche 13 in radialem Abstand von der Behälteröffnung 6 auf der Oberfläche des Behälters 7 aufliegt. Der Wulst 5 kann gegebenenfalls auch haken- oder nasenförmig ausgebildet sein, um eine bessere Rastwirkung zu erzielen. Ein sicherer Halt des Wulstes 5 hinter dem unteren Rand des Lochkragens 2 und damit auch ein sicherer Halt des gesamten Verschlusses ergibt sich jedoch auch dann, wenn der Lochkragen 2 an seiner unteren Innenkante scharfkantig, gegebenenfalls mit einem Grat, ausgebildet ist, und so in den oberen Rand des Wulstes 5 einschneidet und sich in diesem verhakt.

Einsatzring und Flansch sind im gemeinsamen Querschnitt im wesentlichen U- förmig mit unterschiedlich langen U-Schenkeln. Den längeren U-Schenkel bildet dabei der Einsatzring 1, während der Flansch im wesentlichen L-förmig abgewinkelt ist und so den kürzeren U-Schenkel und den Verbindungsschenkel des U bildet. Das freie Ende des Flansches 3 bildet die Auflagefläche 13 des Flansches. Der Abstand dieser Auflagefläche 13 vom oberen Rand des Wulstes 5, gemessen in axialer Richtung, entspricht dabei genau der Höhe bzw. axialen Erstreckung des Lochkragens 2. Durch die von gegenüberliegenden Seiten am Behälter 7 angreifenden Teile des Verschlusses, nämlich den Flansch 3 mit der Auflagefläche 13 und den Wulst 5, ist der Verschluß nach dem Einsetzen in die Öffnung 6 gegen jegliche Verschiebung am Behälter 7 fixiert. Der von dem Flansch 3 gebildete kürzere U-Schenkel ist gegenüber dem Einsatzring 1 nach außen leicht abgewinkelt, und bildet so einen konisch verlaufenden Kragen. Dieser Formgebung trägt dazu bei, daß bei Stößen von oben auf den Verschluß der Flansch 3 elastisch nachgibt, wobei die Auflagefläche 13 aufgrund elastischer Dehnung des Flansches leicht nach außen wandert und der horizontal verlaufende Verbindungsschenkel des U-Profils gegenüber dem Einsatzring abgewinkelt wird, indem dieser mehr oder weniger weit in die Behälteröffnung 6 hineingleitet. Auf den Lochkragen 2 werden dabei jedoch keine nennenswerten Kräfte ausgeübt, da die Auflagefläche 13 in radialer Richtung vom Lochkragen beabstandet ist und da außerdem die Belastungsspitze eines Stoßes durch die Federwirkung des Flansches 3 abgeflacht wird. Auch wenn also der konische Kragen des Flansches 3 nach innen zum Einsatzring 1 hin geneigt wäre, wäre allein aufgrund der Federwirkung des Flansches eine Verformung des Öffnungsrandes bzw. des Lochkragens 2 nicht zu befürchten. Der erfindungsgemäße Verschluß übersteht so die vorgeschriebenen Falltests, ohne daß Undichtigkeiten am Verschluß bzw. zwischen Verschluß und Öffnungsrand auftreten.

Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsformen der Erfindung, bei welchen die Ziele der Erfindung durch das Zusammenwirken eines ebenen Flansches mit einer entsprechenden Formgebung der Behälteroberfläche im Bereich der Öffnung 6 erzielt werden.

In Fig. 2 ist die Behälteröffnung 6 zentral innerhalb einer zylindrischen Einsenkung 14 vorgesehen. Der ebene Ringflansch 3′ liegt außerhalb der zylindrischen Einsenkung auf der Behälteroberfläche auf, wobei sein Ansatz 4 am Einsatzring jedoch ebenfalls einen Abstand zum oberen Rand der Behälteröffnung 6 aufweist.

In Fig. 3 ist statt einer zylindrischen Einsenkung in radialem Abstand zur Behälteröffnung 6 ein umlaufender Ringwulst als Unterlage für den ebenen Ringflansch 3′ vorgesehen. Im Ergebnis wird auch bei dieser Kombination aus Verschluß und Behälter die Wirkung erzielt, daß der Lochkragen 2 bzw. der Rand der Behälteröffnung 6 nicht unmittelbar von Stößen beaufschlagt wird, die auf den Einsatzring bzw. den Ansatz 4 des Flansches 3 am Einsatzring 1 wirken.

Claims (12)

1. Kunststoffverschluß für Metallverpackungen mit einem Einsatzring (1), der in eine Öffnung (6) eines Metallbehälters (7) einsetzbar ist, mit mindestens einem Vorsprung (5) an der Außenseite des Einsatzringes (1) zum Hintergreifen des Randes der Öffnung (6) auf der Innenseite des Behälters (7) und mit einem Flansch (3), der im montierten Zustand um die Öffnung (6) herum auf der Außenfläche (12) des Behälters (7) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen dem Vorsprung (5) und dem Ansatz (4) des Flansches (3) am Einsatzring (1) größer ist als der axiale Abstand zwischen dem Vorsprung (5) und der Auflagefläche (13) des Flansches (3).

2. Kunststoffverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auflagefläche des Flansches in radialem Abstand zu der Außenfläche des Einsatzringes befindet.

3. Kunststoffverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (3) einen sich radial vom Einsatzring (1) nach außen erstreckenden Abschnitt und einen sich mindestens teilweise in axialer Richtung des Einsatz­ ringes (1) zum Vorsprung (5) hin erstreckenden Abschnitt aufweist.

4. Kunststoffverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzring und der einstückig angeformte Flansch gemeinsam im Querschnitt die Gestalt eines U mit ungleich langen Schenkein haben, wobei der Einsatzring den langen U-Schenkel bildet, in dessen Endbereich der Vorsprung angeordnet ist, während der Flansch den zweiten, kürzeren U- Schenkel und den Verbindungssteg zwischen den beiden U-Schenkeln bildet.

5. Kunststoffverschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, kürzere U-Schenkel relativ zum ersten U-Schenkel geneigt verläuft.

6. Kunststoffverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenz der Abstände zwischen Vorsprung (5) und Ansatz (4) des Flansches bzw. zwischen Vorsprung (5) und Auflagefläche (13) des Flansches (3) der axialen Erstreckung des Randes der Öffnung (6) des Behälters (7) entspricht.

7. Kunststoffverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (5) als umlaufender Wulst einstückig mit dem Einsatzring (1) ausgebildet ist.

8. Metallbehälter mit Kunststoffverschluß, bei welchem der Kunststoffver­ schluß mit einem Einsatzring (1) in eine Öffnung (6) des Behälters (7) einsetzbar ist, wobei mindestens ein Vorsprung (5) den Rand der Öffnung (6) auf der Innenseite des Behälters (7) hintergreift und wobei ein sich von dem Einsatzring (1) erstreckender Flansch (3) auf der Behälteroberfläche aufliegt, dadurch gekennzeichnet daß der Flansch (3) und/oder die Auflagefläche (12) für den Flansch auf dem Behälter (1) so gestaltet sind, daß zwischen dem Ansatz (4) des Flansches (3) am Einsatzring (1) und dem oberen Rand der Öffnung (6) ein Abstand vorhanden ist.

9. Behälter mit Kunststoffverschluß nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand größer als 1 mm, vorzugsweise größer als 2 mm ist.

10. Behälter mit Kunststoffverschluß nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (6) im wesentlichen zentral in einer zylindrischen Einsenkung (14) der Behälteroberfläche vorgesehen ist, deren Radius größer ist als der Radius der Öffnung (6).

11. Metallbehälter mit Kunststoffverschluß nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auflage des Flansches (3) ein die Öffnung (6) umgebender Ringwulst (15) in der Behälteroberfläche vorgesehen ist.

12. Metallbehälter mit Kunststoffverschluß nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Öffnung (6) des Behälters (7) unter Bildung eines sich bezüglich der Behälteröffnung axial erstreckenden Lochkragens (2) umgebördelt ist.