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Die vorliegende Erfindung betrifft
Behälterverschlüsse, und
speziell betrifft sie Dichtungsscheiben für Behälterverschlußsysteme,
wie sie in Draft ISO/TC 122/WG 6 N 14 spezifiziert sind. Es sind
zwei Systemtypen spezifiziert: ein polygonales Basisverschlußsystem,
Typen A und C, und ein gezahntes Basisverschlußsystem, Typ B.
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Zwei Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung
betreffen die Verschlußsysteme
vom Typ A und C. Die Komponenten eines beispielhaften Behälterverschlußsystems
dieses Typs gemäß dem Stand der
Technik sind in der perspektivischen Explosionsansicht von 1 gezeigt und weisen einen
Einsatz 10 auf, der allgemein aus beschichtetem Flußstahl besteht
und einen rohrförmigen
Körper 12 mit
Innengewinde mit einem nach radial außen verlaufenden Flansch 14 hat;
der Flansch hat einen polygonal geformten Außenumfang 16. Der
Einsatz paßt
in einen Ring 18, der in einer Wand 20 eines Behälters 22 aus Metall,
beispielsweise Flußstahl,
gebildet ist, und die Behälterwand 23 um
den Ring herum hat eine zu dem Flanschumfang komplementäre Gestalt,
um zu verhindern, daß sich
der Einsatz in dem Ring dreht. Ein elastomerer Flanschdichtring 24 paßt um den Einsatzkörper 12 an
dem Einsatzflansch 14 herum und wird zwischen dem Einsatz
und der Behälterwand
eingeschlossen und zusammengepreßt, wenn der obere Teil 26 des
Einsatzes über
den Ringrand 28 gedreht ist. Ein Stopfen 34 mit
Außengewinde
mit einem elastomeren Stopfendichtring 36 wird in den Einsatzkörper gedreht,
um den Behälter
abzudichten und zu verschließen.
Der gesamte Verschluß kann von
einer mißbrauchsicheren
Kappe 38 abgeschlossen werden, die über den eingedrehten oberen
Teil 26 des Einsatzes gekrimpt ist.
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Selbstablaufende Behälter machen
es notwendig, daß sich
der Ring und der Verschluß von
der Behälterwand
weiter weg erstrecken, wodurch der Verschluß leichter beschädigbar ist,
und daher besteht die Gefahr, daß die elastomeren Flanschdichtringe 24 dieser
Verschlußsysteme
vom Typ A undicht werden, wenn ein befüllter Behälter fallengelassen wird, und
zwar besonders dann, wenn der herabfallende Behälter auf dem Verschluß landet;
dabei wird der Einsatz 10 relativ zu der Behälterwand 20 nach
innen gedrückt,
wodurch der Flanschdichtring 24 dekomprimiert wird. Bei
Fallversuchen gemäß Abschnitt 9 von "Recommendations on
the Transport of Dangerous Goods" der
Vereinten Nationen zeigen Behälterverschlüsse des
oben beschriebenen Typs die Tendenz zu versagen, wenn der Behälter aus
einer Höhe
von 2 m oder weniger fallengelassen wird und der Verschluß während des
Fallversuchs so positioniert ist, daß die Fallaufprall-Faltlinie
in der Behälterwand
(z. B. einer Trommeloberseite) über
den Verschluß verläuft. Dieser
Test liegt außerhalb
des Leistungsprofils, für
das das Verschlußsystem
entwickelt wurde.
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Eine Lösung dieses Problems ist in
dem Dokument WO 93/10986 A (Van Leer) beschrieben, wobei eine Behälterverschluß-Flanschdichtung
folgendes aufweist: einen ersten Dichtring aus einem Material, einen
zweiten Dichtring aus einem anderen Material und mit einem größeren Durchmesser
als der erste Dichtring; dabei sind beide Materialien elastisch verformbare
Elastomere, und das genannte eine Material ist zu einer größeren Kompression
als das genannte andere Material fähig, und das genannte andere
Material ist gegenüber
gegebenen Behälterinhalten
stärker
inert oder damit kompatibler als das genannte eine Material. Der
zusätzliche
(oder erste) Flanschdichtring ist zwischen dem Einsatz und dem Ring
radial zusammengepreßt,
das zusätzliche
Flanschdichtringmaterial hat, wenn es zusammengedrückt wird,
einen kleineren Reibungskoeffizienten in Bezug auf die beschichteten
oder unbeschichteten Flußstähle des
Einsatzes und Rings als andere Arten von Flanschdichtringmateriaiien
wie etwa weißer EPDM-Kautschuk.
Diese Materialcharakteristiken des zusätzlichen Flanschdichtrings
machen es möglich,
daß er
sowohl in der richtigen Position zwischen dem Ring und dem Einsatz
positioniert und zusammengepreßt
werden kann als auch dann zusammengepreßt wird und in seiner Position
verbleiben kann, wenn der Einsatz relativ zu der Behälterwand
nach innen gepreßt
wird; dadurch wird zwischen dem Einsatz und dem Ring eine wirksame
Abdichtung aufrechterhalten. Bei Durchführung des gleichen UN-Falltests
traten keine Ausfälle
bei Behälterverschlüssen auf,
die mit dem oben beschriebenen zusätzlichen Flanschdichtring versehen
waren.
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Ungeachtet seiner technischen Überlegenheit
gegenüber
herkömmlichen
Behälterverschlüssen gibt
es erhebliche Probleme beim Gebrauch dieses zusätzlichen Flanschdichtrings,
und zwar hauptsächlich
wegen der Qualitätskontrolle
und Effizienz bei der automatischen Montage von Flanschdichtringen
mit Einsätzen.
Einsätze,
die mit zwei Flanschdichtringen ausgestattet sind, werden als Kombination
zusammen mit anderen Komponenten produziert und an Behälterhersteller
verkauft, die die Ringe herstellen und die Verschlüsse mit
den Behältern
zusammensetzen; dabei werden zweckbestimmte Verschlußeinsetzwerkzeuge
verwendet.
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Das Dokument
US 3 208 775 A (Stamp et
al.) zeigt eine Verschlußdichtung
mit "einem zusätzlichen Schutzring
15 aus
einem komprimierbaren oder verformbaren Material, das hohe Beständigkeit
gegenüber
aggressiven Fluiden, Lösungsmitteln,
Detergenzien und dergleichen hat, wie beispielsweise Polyethylen
oder einem anderen geeigneten thermoplastischen Material" (Sp. 2, Z. 43–46). Dokument
US 3 946 894 A (Simkus)
zeigt ein "elastisches
Abdichtelement 18" (Sp.
2, Z. 47). Dokument GB 1 392 603 A (Drums Ltd.) zeigt "Abdichtelemente,
einen 'O'-Dichtring
4 und
einen einfachen zylindrischen Ring
5, beide aus Gummi" (siehe S. 2, Z.
9 und 10). Dokument FR 2 755 723 A (Phoenix France) zeigt ein Koextrudat
aus einem Basis-EPDM und einem Gemisch aus Polyvinylchlorid und
Nitril-Butadien zur Bildung einer gleitfähigen Verkleidung
20 an
einer Glasanbringverbindung. Dokument FR 2 520 467 A (Comnind Spa Azienda
Ages) zeigt eine Fahrzeugfenster-Gummidichtung
10, die
mit einem Schaumgummi-Dichtungsflansch
20 koextrudiert
ist.
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Das System, nach dem ein Flanschdichtring typischerweise
an einem geflanschten Einsatz auf den Montagestraßen eines
Verschlußherstellers
angebracht wird, weist den Transport jedes Einsatzes sequentiell
an zwei Ringbeschickungsstationen vorbei auf, die dem rohrförmigen Körper eines
Einsatzes jeweils einen Ring zuführen
und diesen über
dem rohrförmigen
Körper anbringen
und darüber
dehnen, so daß der
Ring in Berührung
mit dem Einsatzflansch liegt. Die zweite Ringabgabestation ist vorgesehen, um
Fehlzuführungen
auszuschließen,
und ist so angeordnet, daß sie
einen Dichtring an einem Einsatz anbringen kann, falls die erste
Station ausfällt.
Für Verschlüsse gemäß unserer
obigen internationalen Patentanmeldung wird die zweite Dichtringabgabestation
verwendet, um den zusätzlichen
Dichtring anzubringen. Da sich dieser zusätzliche (zweite) Dichtring
hinsichtlich Konfiguration und Material von dem ursprünglichen
Dichtring unterscheidet, muß jede Abgabestation
unterschiedliche Montageparameter erfüllen, was in einer Nichtaustauschfähigkeit
von Teilen und Gerät
und einigen Montageausfällen
resultiert, da Einsätze
von der Montagestraße
kommen können,
die den einen oder den anderen Dichtring oder beide Dichtringe nicht
aufweisen. Durch diese zusätzliche
Forderung von unterschiedlichen Dichtringmontagevorgängen besteht
die Tendenz, daß die
Fertigungseffizienz von Verschlüssen
gemäß dem Dokument
WO 93/10986 A (Van Leer) vermindert wird.
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Bei einem zusätzlichen Dichtring ist eine
intensivierte Qualitätskontrolle
erforderlich, um sicherzustellen, daß der zusätzliche Dichtring immer vorhanden
ist und sich in seiner durch die Konstruktion geforderten Position
befindet.
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Eine Lösung dieses Montageproblems
wäre die
Verwendung eines einzigen Flanschdichtrings, der die erforderlichen
Charakteristiken von Kompressionsfähigkeit/Reibung hat, und ein
solcher einzelner Flanschdichtring ist tatsächlich in dem Dokument WO 93/10986A
(Van Leer) angegeben, aber dieser einzelne Flanschdichtring hat
einen komplexen Querschnitt, er ist L-förmig und muß die Eigenschaften der hohen
Kompressionsfähigkeit
und des kleinen Reibungskoeffizienten in dem einen Material vereinen.
Die Querschnittsform ist teurer in der Herstellung und für die automatische
Montage komplizierter. Außerdem
sind diese Flanschdichtringe, da sie aus einem einzigen Material
bestehen, im allgemeinen nicht universell mit allen Behälterinhalten
kompatibel und schränken
dadurch den Gebrauch des Behälters,
an dem sie angebracht sind, ein. Vom Standpunkt der Logistik ist
es sehr zu bevorzugen, daß ein nahezu
universell einsetzbarer Flanschdichtring und damit ein nahezu universell
einsetzbarer Behälter vorhanden
ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist ein Behälterverschluß-Flanschdichtring
folgendes auf: einen ersten Dichtring aus einem Material; einen zweiten
Dichtring aus einem anderen Material und mit einem größeren Durchmesser
als der erste Dichtring; wobei beide Materialien elastisch verformbare Elastomere
sind und das genannte eine Material zu einer größeren Kompression als das genannte
andere Material fähig
ist; und das genannte andere Material gegenüber gegebenen Behälterinhalten
stärker inert
oder damit kompatibler ist als das genannte eine Material; wobei
die beiden Dichtringe ein erster und ein zweiter Teil aus einer
flachen ringförmigen
Flanschdichtscheibe sind, die integral sind.
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Keines der oben angeführten Dokumente zeigt
einen solchen Flanschdichtring; wenn der erste und der zweite Dichtring,
die in dem Dokument WO 93/10986 A (Van Leer) angegeben sind, zu
einem integralen Flanschdichtring geformt werden, dann hätte ein
solcher Ring den komplexen L-förmigen
Querschnitt des Dichtrings aus dem einzigen Material, der im gleichen
Dokument angegeben ist. Es gibt im Stand der Technik keine Lehre,
und zwar weder einzeln noch in Kombination, dahingehend, daß ein flacher
ringförmiger
Flanschdichtring gemäß der vorliegenden
Erfindung zufriedenstellend funktionieren könne oder würde.
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Ein Flanschdichtring gemäß der vorliegenden
Erfindung überwindet
die oben angeführten Montageprobleme
der Flanschdichtringe vom Typ A und C, weil die zweite Ringabgabestation
die gleiche Station wie die erste Station sein und somit als Reserve
dienen kann; dadurch wird die Produktionseffizienz von ungefähr 80% auf
95% gesteigert. Ferner können
Flanschdichtringe gemäß der vorliegenden Erfindung
auf Montagelinien mit Einzelringabgabestationen an Einsätzen angebracht
werden. Bei einem solchen integralen Flanschdichtring vom Typ A spielt
die Gefahr, daß ein
Teil der Dichtungskombination bei einem Montagevorgang nicht angebracht wird,
keine Rolle mehr, und die Qualitätskontrolle
und verwandte Produkthaftungsrisiken können erheblich verringert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das genannte eine Material Nitrilkautschuk
sein und das genannte andere Material kann aus der Gruppe ausgewählt sein,
die Copolymere von Ethylen-Propylen-Dienmonomer-Kautschuken sind.
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Ein Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung
eines Flanschdichtrings weist die folgenden Schritte auf: Koextrudieren
eines Rohrs aus dem genannten anderen Material um ein Rohr des genannten
einen Materials herum derart, daß die beiden Materialien als
integrales Ganzes miteinander verbunden werden, und anschließendes Querdurchtrennen des
so gebildeten Doppelmaterialrohrs in Doppelmaterial-Flanschdichtringe.
Das Koextrudieren von Rohren ist wohlbekannt; siehe beispielsweise
RAPRA Review Report 62, "Coextrusion", Vol. 6, Nr. 2,
1992 (ISSN: 0889-3144), S. 3, Sp. 2, Abschn. 4.
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Ein anderes Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Herstellung eines Flanschdichtrings weist die folgenden
Schritte auf: separates Extrudieren von Rohren aus dem genannten
einen Material und dem genannten anderen Material, wobei das Rohr
aus dem anderen Material solche Größe hat, daß es koaxial um das Rohr aus
dem einen Material herum anliegen kann, koaxiales Anlegen des einen
Rohrs um das andere herum, Verbinden der Materialien der beiden
Rohre miteinander und anschließendes
Querdurchtrennen des so geformten Doppelmaterialrohrs zu Flanschdichtringen.
Die Internationale Patentschrift Nr. WO 96/09483 zeigt Dichtungsringe,
die aus einem rohrförmigen
Dichtungselement geschnitten sind, das einen rohrförmigen Träger und eine äußere Gelbeschichtung
hat, siehe 12 und S. 18, Abschn. 3.
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Weitere Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
zur Herstellung von Flanschdichtringen umfassen das Einspritzen
von zwei verschiedenen Materialien in eine geeignete Form und das
Verbinden der beiden Materialien miteinander als Teil des Spritzgießverfahrens
oder das Stanzen von Rohlingen aus miteinander verbundenen Flächenkörpern aus
unterschiedlichen Materialien und anschließendes Druckformen der Rohlinge.
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Die elastomeren Stopfendichtscheiben
lecken bei solchen UN-Falltests normalerweise nicht. Das Elastomer,
aus dem die Stopfendichtscheibe hergestellt ist, muß jedoch
auf Behälterinhalte
abgestimmt sein; eine Kombination aus Elastomer/Inhalt, die zum
Quellen des Elastomers führt,
ist nicht akzeptabel, da dies ein ordnungsgemäßes erneutes Einpassen eines
Stopfens verhindern würde.
Herkömmliche
Stopfendichtscheiben verwenden daher beispielsweise schwarzen Nitrilkautschuk
für Mineralölinhalte
und EPDM für
chlorierte Kohlenwasserstoffe, Nahrungsmittel usw.
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Ein Hauptproblem bei der Stopfendichtungsscheibe
für das
gezahnte Basisverschlußsystem
vom Typ B ist, daß aufgrund
ihrer Konstruktion aus einer großen, flachen, nichtumschlossenen
Scheibe ein viel höheres
Schließdrehmoment
als für
die Flanschscheiben vom Typ A und C erforderlich ist, und zwar 50%
oder mehr. Teure Elastomere wie VITON® sind notwendig,
um mit Behälterinhalten
und Drehmomentbelastungen fertig zu werden. Die Kosten steigen weiter
wegen der größeren Querschnitte
von Stopfendichtscheiben vom Typ B.
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Ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung weist
eine Behälterverschluß-Stopfendichtscheibe folgendes
auf: einen Dichtring aus elastisch verformbarem elastomerem Material,
wobei das Material entweder für
hohe Drehmomentbeanspruchungen geeignet ist oder gegenüber gegebenen
Behälterinhalten
inert oder damit kompatibel ist; dabei ist die Stopfendichtscheibe
eine flache ringförmige
Stopfendichtscheibe mit einem ersten integralen Teil aus einem für hohe Drehmomentbeanspruchungen
geeigneten Material und einem zweiten integralen Teil aus einem anderen
Material, das gegenüber
gegebenen Behälterinhalten
inert oder damit kompatibel ist.
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Eine Stopfendichtscheibe gemäß der vorliegenden
Erfindung macht es möglich,
daß Stopfendichtscheiben
vom Typ B mit einem dem Behälter
zugewandten Endteil aus mit dem Inhalt kompatiblen Material bestehen,
wobei der Rest der Scheibe aus Material besteht, das zum Abdichten
bei niedrigeren Drehmomenten geeignet ist; dadurch wird einerseits das
Problem des Verschließens
mit relativ hohen Drehmomenten überwunden,
und andererseits werden die Materialkosten gesenkt.
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Eine Flanschdichtscheibe gemäß der vorliegenden
Erfindung vom Typ A und C kann in Kombination mit einem Einsatz
verwendet werden, der einen radial sich erstreckenden Flansch hat,
wobei die Flanschdichtscheibe um den Einsatz herum gedehnt ist und
dadurch daran gehalten wird und die Flanschdichtscheibe eine zylindrische
bis kegelstumpfförmige
Gestalt annimmt, wobei mindestens der genannte eine Teil in engem
Kontakt mit dem Einsatzkörper
ist und der genannte andere Teil nahe dem Einsatzflansch oder damit
in Kontakt ist. Bevorzugt ist die Flanschdichtscheibe auf dem Einsatz
positioniert, wobei der erste Teil auf dem Einsatzkörper zuoberst ist.
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Bei einem Behälter mit einem Behälterverschluß gemäß der Erfindung
weist ferner der Verschluß eine
Flanschdichtscheibe und eine Einsatzkombination auf, dabei ist der
Einsatz in einem Ring positioniert, der sich von dem Behälter nach
außen erstreckt,
der erste Teil der Flanschdichtscheibe wird zwischen dem Einsatzkörper und
dem Ring radial zusammengedrückt,
und der Ring und der zweite Scheibenteil ist zwischen der von dem
Einsatzkörper und
dem Einsatzflansch gebildeten Ecke und der von der Behälterwand
und dem Ring gebildeten Ecke eingekeilt.
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Das Formen der Flanschdichtscheibe
an dem Einsatz hat sich als ideal für die spätere Montage des Behälterverschlusses
erwiesen, weil dadurch sichergestellt wird, daß der Materialteil der Flanschdichtscheibe
mit hohem Kompressionsvermögen/niedriger
Reibung in der richtigen Position zwischen dem Einsatz und dem Ring
zusammengepreßt und
festgelegt wird, während gleichzeitig
der mit dem Inhalt kompatible Teil der Flanschdichtscheibe in seiner
schützenden
Position zwischen der Behälterwand
und dem Flansch festgelegt ist.
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Wir glauben, daß das oben beschriebene Formen
hauptsächlich
von den Dimensionen der Flanschdichtscheibe und des Einsatzkörpers abhängig ist,
obwohl physikalische Charakteristiken der Flanschdichtscheibenmaterialien
wie Zugfestigkeit, Dehnungsbeanspruchung und Härte ebenfalls eine Rolle spielen
können.
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Die vorstehenden und weitere Merkmale
der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt;
diese zeigen in:
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2 eine
Perspektivansicht einer Behälterverschluß-Flanschdichtscheibe
aus Doppelmaterial und vormontiert, gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3a eine
Ansicht der Flanschdichtscheibe von 2,
die mit einem geflanschten Einsatz zusammengefügt ist und zylindrische Gestalt
angenommen hat;
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3b eine
der 3a ähnliche
Ansicht, wobei jedoch die Flanschdichtscheibe eine Kegelstumpfgestalt
angenommen hat;
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4 eine
Schnittansicht, die im linken und rechten Querschnitt die zusammengefügten geflanschten
Einsätze
der 3a bzw. 3b zeigt, die in einem Behälter vor
der Endmontage positioniert sind;
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5 teilweise
im Querschnitt eine Ansicht von Kombinationen der Flanschdichtscheibe
und des geflanschten Einsatzes gemäß den 3a und 3b nach
der Endmontage;
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6 eine
der 5 ähnliche
Ansicht nach einem Falltest;
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7 eine
Schnittansicht eines Teils eines Verschlusses mit einem Stopfen
und einer Stopfendichtscheibe gemäß einer zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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8 eine
Schnittansicht einer Stopfendichtscheibe für den Stopfen von 7;
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9 eine
Schnittansicht eines Stopfens und einer Stopfendichtscheibe gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und für einen
alternativen Typ von Trommelverschluß; und
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10 eine
Schnittansicht einer Stopfendichtscheibe für den Stopfen von 9.
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Wie 2 zeigt,
ist eine integrale Flanschdichtscheiben-Vormontagegruppe 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung für
ein Verschlußsystem
vom Typ A und C ein flacher Ring mit einem inneren Ringteil 42 aus
einem hochkompressiblen, elastisch verformbaren elastomeren Material,
beispielsweise schwarzem Nitrilkautschuk (der ein Copolymer aus Butadien
und Acronitril ist). Die Flanschdichtscheibe hat einen äußeren Ringteil 44,
der koaxial um den inneren Ringteil 42 anliegt und aus
einem mit einem Behälterinhalt
kompatiblen elastomeren Material wie etwa weißem EPDM-Kautschuk (einem Copolymer aus
Ethylen-Propylen-Dienmonomeren) besteht. Der äußere Ringteil 44 ist
mit dem inneren Ringteil 42 verbunden oder anderweitig
damit integral gemacht. Schwarze Nitriklkautschuke haben einen kleineren Reibungskoeffizienten
bei hoher Kompression in Bezug auf die Flußstähle, die einen Verschlußeinsatz und
Behälterring
bilden, als weiße
EPDM-Kautschuke.
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In einer beispielhaften Flanschdichtscheiben-Vormontagegruppe
für einen
2'' (G2) Verschlußflansch
sind:
die Dimensionen:
Außendurchmesser (D) 63 mm
Innendurchmesser
(d) 45 mm
Verhältnis
von Außen-
zu Innendurchmesser (D : d) ungefähr 1,4 : 1
Zwischendurchmesser
(I) 51 mm
Verhältnis
Zwischen- zu Innendurchmesser (I : d) ungefähr 1,1 : 1
Dicke (t) 1,6
mm
Verhältnis
Breite zu Dicke (W : t) ungefähr
5,6 : 1
die Materialcharakteristiken:
schwarzer Nitrilkautschuk
Außenteil
Zugfestigkeit > 6,9 MN/m2
Spannung
bei 125% Dehnung > 4,4
MN/m2
Shore-Härte A > 60
weißer EPDM-Kautschuk Innenteil
Zugfestigkeit > 5,9 MN/m2
Spannung
bei 150% Dehnung > 4,0
MN/m2
Shore-Härte A > 60
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Ein Verfahren zur Herstellung einer
Flanschdichtscheiben-Vormontagegruppe gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht darin, Rohre des inneren und äußeren Materials zu koextrudieren
oder anderweitig zusammenzufügen,
so daß die
beiden Rohrmaterialien miteinander verbunden sind, und dann das
so gebildete Doppelmaterialrohr zu ringförmigen Flanschdichtscheiben
mit regelmäßigem Rechteckquerschnitt
quer zu schneiden.
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Kombinationen aus zusammengefugten bzw,
montierten Flanschdichtscheiben und geflanschten Einsätzen sind
in den 3a und 3b gezeigt. Wir haben entdeckt,
daß bei
der Montage einer Flanschdichtscheibe 40 gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einem geflanschten Standardeinsatz 10 die
Scheibe, wenn sie über
dem rohrförmigen
Einsatzkörper 12 gedehnt
ist, eine Gestalt annimmt, die zwischen zylindrisch (3a) und kegelstumpfförmig (3b) veränderlich ist; in beiden Fällen ist
der Endbereich des Innenteils 42 in innigem Kontakt mit dem
rohrförmigen
Einsatzkörper 12,
so daß die
Flanschdichtscheibe auf dem Einsatz gehalten wird, und der Endbereich
des Außenteils 44 ist
entweder nahe dem Einsatzflansch 14 oder in Kontakt damit.
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Dieses zylindrische oder kegelstumpfartige Formen
ist ein unerwartetes Ergebnis des Zusammenbaus der Flanschdichtscheibe
mit dem Einsatz und bietet den Vorteil, daß es die Flanschdichtscheibe
in die Idealposition für
die anschließende
Anbringung des Verschlusses an einem Behälter bringt; dies ist in den 4 und 5 gezeigt. Der Einrollvorgang des oberen
Teils 26 des Einsatzes über
dem Ringrand 28 preßt
den Einsatz 10 fest in den Ring 18, so daß der innere
Teil 42 der Flanschdichtscheibe zwischen dem Ring 18 und
dem rohrförmigen
Einsatzkörper 12 radial
zusammengedrückt
wird und der äußere Teil 44 der
Scheibe zwischen der von dem Einsatzkörper 12 und dem Flansch 14 gebildeten Ecke
und der von dem Ring 18 und der Behälterwand 20 gebildeten
Ecke eingekeilt wird.
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Der innere Teil 42 der Flanschdichtscheibe 40 ist äquivalent
der zusätzlichen
Flanschdichtscheibe, die in dem Dokument WO 93/10986 A (Van Leer) angegeben
ist, und erfüllt
die gleiche Funktion, nämlich
das Halten des Dichtelements zwischen dem Einsatz 10 und
dem Behälterring 18 in
dem Fall, daß der Behälterverschluß dadurch
beschädigt
wird, daß der Einsatz
relativ zu dem Ring in den Behälter
gedrückt wird,
wie 6 zeigt. Der innere
Teil 42 der Scheibe, der aus dem hochkompressiblen, elastisch
verformbaren schwarzen Nitrilkautschuk besteht, bleibt in seiner
Position aufgrund seiner niedrigen Reibungscharakteristiken und
bleibt zwischen dem Einsatzkörper 12 und
dem Ring 18 hinreichend zusammengedrückt, um aufgrund seiner ursprünglich hohen
Kompression eine Abdichtung aufrechtzuerhalten, wogegen der äußere Teil 44 so
weit entlastet wird, daß ein Spalt 45 (zum
Zweck der Verdeutlichung stark übertrieben
dargestellt) zwischen dem äußeren Teil 44 und
der Behälterwand 20 entsteht,
so daß dieser
Teil keine Abdichtung mehr bewirkt.
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Ein direkter Kontakt entweder zwischen
dem Ring oder der Behälterwand
und dem Einsatz ist insofern unwesentlich, als die Behälterverschlußdichtung
von der radialen Kompression der Flanschdichtscheibe zwischen dem
Einsatz und dem Ring abhängig
ist, und die Konstruktion des Verschlusses ist derart, daß eine korrekte
Positionierung und Kompression der Flanschdichtscheibe erfolgt und
verhindert, daß die
einander zugewandten Oberflächen
des Einsatzes und der Behälterwand
einander normalerweise direkt berühren.
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Behälterverschlüsse, die eine Doppelmaterial-Flanschdichtscheiben-Vormontagegruppe
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufweisen, bieten sämtliche
Vorteile des Behälterverschlusses,
der in dem Dokument WO 93/10986 A (Van Leer) beschrieben ist, mit
den zusätzlichen
Vorteilen einer beständigeren
Flanschdichtscheibe an der geflanschten Einsatzanordnung sowie verbesserter
Qualitätskontrolle und
Fertigungseffizienz, die durch die regelmäßige rechteckige Querschnittsform
der Flanschdichtungsscheibe erhalten werden. Ein weiterer wichtiger
Vorteil ist, daß Behälterverschlüsse, die
eine Doppelmaterial-Flanschdichtscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweisen, unter Verwendung von vorhandenen Verschlußeinsatzwerkzeugen,
wie sie für
den Behälterverschluß gemäß Dokument
WO 93/10986 A (Van Leer) ausgebildet sind, an Behältern angebracht
werden können.
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Die 7 und 8 zeigen einen Stopfen 34 zur Verwendung
mit den Verschlußsystemen
vom Typ A und C gemäß den 3 bis 6, mit einer Stopfendichtscheiben-Vormontagegruppe 46 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Stopfen verschließt den Gewindehals 12 des Verschlußeinsatzes 10 in
dem Behälter 20,
und die Stopfenscheibe dichtet den Einsatz ab. Bei dieser Ausführungsform
ist die Stopfendichtscheibe im Schnitt allgemein zylindrisch mit
einem axial äußeren Teil 48 aus
schwarzem Nitrilkautschuk mit kleinem Reibungskoeffizienten und
einem integralen, in Axialrichtung dünnen inneren Teil 50 aus
weißem EPDM-Kautschuk. Der obere
Teil 48 besteht aus reibungsarmem Kautschuk und ist hochkompressibel, um
eine Abdichtung aufrechtzuerhalten. Der untere Teil 50 ist
aus EPDM-Kautschuk, der für
alle Behälterinhalte
effektiv inert ist. Diese Doppelmaterial-Stopfendichtscheibe ersetzt
die übliche
EPDM-Kautschuk-Stopfendichtscheibe.
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Ein anderes Verfahren zur Herstellung
von integralen Dichtscheiben gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht darin, Rohre aus schwarzem Nitrilkautschuk und weißem EPDM-Kautschuk
zu extrudieren und dann ineinander zu fügen und zu verbinden, die koaxialen
Rohre in Querrichtung auf die gewünschte Dicke zu durchschneiden
und die Doppelmaterialscheibe dann auf dem Stopfen in die richtige Konfiguration
zu dehnen. Diese Stopfendichtscheibe ist zwar in der Fertigung komplexer
als eine herkömmliche,
aus einem Material bestehende Stopfendichtscheibe, sie hat aber
die Vorteile, daß sie
hauptsächlich
aus schwarzem Nitrilkautschuk besteht, der bessere Abdichteigenschaften
bietet und erheblich billiger als weißer EPDM-Kautschuk oder VITON® ist. Der
relativ kleine Reibungskoeffizient des schwarzen Nitrilkautschuks
trägt dazu
bei, daß die
ganze Stopfenscheibe zwischen den Stopfen und den Einsatz gleitet,
so daß sie
zwischen ihnen stark zusammengepreßt werden kann; dadurch wird
eine Verwindung der Dichtscheibe verringert und eine bessere Abdichtung
hergesteilt.
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Die 9 und 10 zeigen einen Behälterverschluß 52 vom
Typ B, wobei ein mit Gewinde versehener gezahnter Einsatz 54 radial
in die Endwand 20 eines Behälters gekrimpt ist; eine Verbunddichtung 56 ist
zwischen einem oberen radialen Flansch 58 des Einsatzes 54 und
einem äußeren radialen Flansch 60 der
Behälterendwand 20 axial
zusammengepreßt.
Der Einsatz ist durch einen Stopfen 62 verschlossen und
mit einer Stopfendichtscheibe 64 abgedichtet, die einen äußeren Hauptteil 66 aus schwarzem
Nitrilkautschuk und einen damit integralen kleineren inneren Teil 68 aus
EPDM- oder VITON®-Kautschuk aufweist. Der
schwarze Nitrilkautschuk des Hauptteils ist hochkompressibel und
reibungsarm; dadurch wird das Schließdrehmoment verringert, das
erforderlich ist, um eine Abdichtung zwischen dem Stopfen und dem
Behälter
zu erreichen, und die Dichtung wird verbessert und ist ökonomischer.