DE69207584T2

DE69207584T2 - Kappe für das hermetische verschliessen von behältern

Info

Publication number: DE69207584T2
Application number: DE69207584T
Authority: DE
Inventors: Henryk Dudzik
Original assignee: Lawson Mardon Sutton Ltd
Current assignee: Amcor Packaging UK Ltd
Priority date: 1991-03-06
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1996-06-27
Anticipated expiration: 2012-02-22
Also published as: WO1992015495A1; EP0574437A1; ATE132826T1; EP0574437B1; DE69207584D1; US5421470A; AU1279292A; GB9104704D0

Description

Diese Erfindung betrifft eine zum Abdichten oder Verschließen eines Behälters an diesem anbringbare Kappe.
Die Erfindung ist speziell in Verbindung mit der Aufbewahrung von Chemikalien nützlich.
Für die wirtschaftliche Herstellung von (Verschluß-) Kappen stehen (geeignete) Werkstoffe zur Verfügung; solche Kappen besitzen eine hohe Beständigkeit gegenüber Korrosion durch Chemikalien. Einige Polyethylensorten sind für diesen Zweck gut geeignet.
Ein Problem besteht dabei jedoch darin, daß solche Werkstoffe zu elastisch oder nachgiebig sein können; dabei besteht die Gefahr, daß sich die Kappe unter dem bei einem Herabfallen des Behälters erzeugten Druck vom Behälter trennt.
Wichtig ist auch, eine gute Abdichtung der Kappe im Bereich des Rands der Mündung bzw. Öffnung des Behälters zu gewährleisten, um Leckage bzw. Undichtigkeit zu vermeiden. Es ist üblich, einen Pfropfen (wad) in der Kappe mittels Induktionserwärmungstechniken mit der Oberseite des Behälterrands zu verschweißen. Hierdurch wird bis zum Öffnen der Kappe eine gute Abdichtung erreicht, doch besteht dabei das Problem eines einwandfreien Wiederverschließens.
Diese Form des Verschließens wirft auch andere Probleme auf. Der am Rand des Behälters befestigte Pfropfen (wad) muß, manchmal mit Hilfe eines in der Kappe befindlichen Schneidelements, (auf)geschnitten werden. Solche Schneidelemente arbeiten oftmals unzuverlässig, so daß häufig ein Messer oder ein sonstiges Werkzeug zum Öffnen des Verschlusses benutzt wird. Hierbei erhöht sich das Risiko eines Verschüttens oder Verstreuens des Behälterinhalts durch das Werkzeug beträchtlich.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß ein Teil des Pfropfens, der ein Metall für den Induktionsschweißvorgang enthält, am Behälter angebracht zurückbleibt. Aufgrund dieser "Verunreinigung" wird ein Wiederverwerten des Behältermate rials verhindert.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer (Verschluß-)Kappe mit einem Pfropfen, die bzw. der ohne Notwendigkeit für ein Induktionsschweißen eine gute, von Undichtigkeit freie bzw. lecksichere Abdichtung gewährleistet, wobei die Kappe nach dem Öffnen wieder auf den Behälter aufsetzbar ist, so daß die (der) lecksichere Abdichtung oder Verschluß wieder hergestellt wird.
Es ist bekannt, Kappen mit Pfropfen mit elastischen, ringförmigen Dichtungen zum Abdichten gegen den Randbereich eines Behälters bereitzustellen, doch haben sich diese Kappen zur Verwendung bei gefährlichen Chemikalien als nicht zufriedenstellend erwiesen.
Die US-A-4 386 712 offenbart eine Kappe mit einem Pfropfen, der mit einem ringförmigen Stopfen (plug) für Abdichtung in einer Behältermündung versehen ist. Ein ringförmiger oder umlaufender Vorsprung um den Stopfen herum bewirkt eine Abdichtung an der Oberseite des Behälterrands. Diese Konstruktion erfordert eine genaue Anpassung des Stopfens an den Behälter, was sich wegen der üblichen Fertigungstoleranzen schwer erreichen läßt. Es besteht dabei demzufolge die Gefahr, daß der Stopfen zu locker oder aber zu fest sitzt, so daß beim Versuch, die Kappe zu entfernen, leicht ein Verschütten (des Inhalts) vorkommen kann. Die Sekundärdichtung ist nur dann wirksam, wenn die Kappe fest aufgeschraubt ist.
Die US-A-3 788 510 offenbart ebenfalls einen Pfropfen mit Einsteckstopfen (plug-fitting wad) mit einem herumgezogenen Abschnitt, der auf die Oberseite des Behälterrands aufgequetscht und auch zwischen dem Schurz bzw. zylindrischen Teil der Kappe und einer ausgesparten äußeren Seitenwand des Behälters verquetscht werden kann. Diese Anordnung krankt noch mehr an der Notwendigkeit für genaue Dimensionierung von Kappe, Pfropfen und Behälter. Wenn der Pfropfen dabei relativ zur Aussparung geringes Übermaß besitzt, besteht eine Gefahr, daß er nicht einwandfrei abzudichten vermag oder beschädigt werden kann. Dabei ist ein festes Aufschrauben der Kappe zur Sicherstellung, daß eine Abdichtung erreicht ist, erforderlich.
Die GB-A-1 199 131 offenbart ebenfalls einen mit einem Stopfen versehenen Pfropfen. Der Pfropfen weist ebenfalls ein ringförmiges Dichtelement, das eine Abdichtung mit einer ausgesparten Oberseite des Behälters herstellt, und einen gerippten Abschnitt auf, der an der Oberseite des Rands des Behälters abdichtet. Beim Abdichten bzw. Verschließen des Behälters wird der Stopfen vom Rest des Pfropfens abgetrennt.
Das Öffnen des Behälters ist daher gefährlich, weil der Stopfen in einem getrennten Vorgang vom Behälter entfernt werden muß. Wenn - wie gelehrt - dieser Stopfen verworfen wird, ist beim Wiederaufsetzen der Kappe ein(e) unzureichende(r) Abdichtung oder Verschluß vorhanden.
Gemäß allen diesen Vorveröffentlichungen weist der Schurz bzw. das zylindrische Teil (skirt) der Kappe, wie auf diesem Gebiet an sich bekannt, einen Ringvorsprung bzw. -wulst zum Halten des Stopfens in der Kappe auf.
Mit der vorliegenden Erfindung werden die Probleme aller dieser früheren Vorschläge vermieden und ein einfaches Abnehmen der Kappe und Wiederverschließen des Behälters ohne Verlust der ursprünglichen Abdichtfähigkeit ermöglicht.
Gegenstand dieser Erfindung ist eine Behälter- und Kappenanordnung, bei welcher der Behälter eine Mündung oder Öffnung mit einer Innenwand, einer Außenwand und einem dazwischen liegenden Rand zwischen den Wänden aufweist und bei welcher die Kappe eine Oberseite und ein zylindriches Umfangs-Teil umfaßt, wobei das zylindrische Teil (skirt) und die Außenwand Eingreiffmittel für drehbaren Eingriff der Kappe am Behälter mit begleitender Axialbewegung der Oberseite in Richtung auf die Mündung aufweisen, wobei ein elastischer Dichtungs-Pfropfen vorgesehen ist, der in der Kappe durch einen zwischen den Eingreifmitteln und der Oberseite der Kappe vorgesehenen, ringförmigen oder umlaufenden inneren Vorsprung des zylindrischen Teils geformten Haltering (fest)gehalten ist, wobei der Pfropfen mit der Kappe in Eingriff bringbar bzw. gegen diese in Anlage bringbar ist, um den Dichtungs-Pfropfen in Abdichtanlage gegen den Rand zu halten, und wobei der Pfropfen einen ringförmigen inneren Dichtungs-Vorsprung und einen von diesem beabstandeten und ihn umgebenden ringförmigen äußeren Dichtungs-Vorsprung aufweist, welche Vorsprünge sich von der Oberseite hinweg erstrecken, um sich abdichtend an die Innenwand bzw. den Rand des Behälters anzulegen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Umfangsaußenwand des inneren Dichtungs-Vorsprungs, im axialen Querschnitt gesehen, sanft konvex gerundet und elastisch radial in Abdichtberührung mit der Innenwand der Mündung des Behälters gedrückt ist, der äußere Dichtungs- Vorsprung eine Innenwand aufweist, die elastisch in Abdichtberührung mit der Außenkante des Rands des Behälters gedrückt ist, und der Haltering ein deformierbares Element ist, das elastisch an der Außenwand der Behältermündung anliegt, um eine dritte Umfangsdichtung bereitzustellen.
Infolgedessen ist eine Dreifach(ab)dichtung gebildet, bei welcher die Notwendigkeit einer Fertigung mit engen Toleranzen vermieden ist. Die Kappe kann einfach abgenommen und ohne Gefahr für ein Verschütten (des Behälterinhalts) und unter Wiederherstellung der ursprünglichen Abdichtleistung wiederverwendet werden.
Kappe und Pfropfen bestehen vorzugsweise aus verschiedenen Sorten von Polyethylen, wobei der Pfropfen elastischer bzw. nachgiebiger ist als die Kappe. Durch dieses Merkmal wird eine Wiederverwertung gebrauchter Kappen ohne die Notwendigkeit, den Pfropfen von der Kappe zu trennen, ermöglicht.
Vorteilhaft ist dabei, daß der freie Endabschnitt des ringförmigen äußeren Dichtungs-Vorsprungs elastisch in Abdichtberührung mit dem zylindrischen Teil der Kappe gedrückt ist. Durch dieses Merkmal wird eine vierte Dichtung bereitgestellt, wodurch die Gesamt-Abdichtgüte der Anordnung verbessert wird. Außerdem verhindert dieses Merkmal ein Zurückfließen des Behälterinhalts zum Raum zwischen Pfropfen und Kappe. Dies kann beim Entfernen (Öffnen) des Behälters vorkommen, wenn dieser nicht etwa lotrecht gehalten wird, und zu einer Leckage an der Kappe führen.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Kappe und ein Dichtpfropfen zur Verwendung bei der Anordnung mit dem Behälter.
Im folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Behälter- und Kappenanordnung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils der Kappe mit in strichpunktierten Linien eingezeichnetem Behälter und
Fig. 3 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht der am Behälter angebrachten Kappe.
Der dargestellte Behälter ist eine aus einem Kunststoff, wie PET (Polyethylen), geformte Flasche 11 mit einem Hals 12, der seinerseits eine Öffnung oder Mündung mit einer Innenwand 13, einer Außenwand 14 und einem dazwischen liegenden Rand 5 (Fig. 2) aufweist. Die Außenwand ist mit einem (Schraub-) Gewinde 16 und einem Umfangskragen 17 versehen. Der Behälter ist von herkömmlicher Ausgestaltung.
Die dargestellte Kappe 20 weist eine Oberseite 21 und einen Umfangs-Schurz bzw. ein zylindrisches Umfangs-Teil 22 auf. Die Außenwand des letzteren ist mit einander abwechselnden axialen Rillen 23 und Rippen 24 zur Erleichterung des Erfassens der Kappe von Hand versehen. Ferner ist ein (Öffnungsschutz-)Sicherungsstreifen ("Originalverschluß") 25 vorgesehen. Gemäß Fig. 2 ist der Streifen 25 in an sich bekannter Weise mit dem zylindrischen Teil 22 über beabstandete, abreißbare Stege 26 verbunden, und der Streifen ist am Hals 12 der Flasche 11 mittels des Kragens 17 gehalten. Das zylindrische Teil weist ein Innengewinde 28 auf, das mit dem Gewinde 16 an der Flasche zusammengreift. Streifen und Kragen sind so ausgelegt, daß beim Aufschrauben der Kappe (auf den Behälter) der Streifen über den Kragen hinwegläuft, während beim Abschrauben der Kappe von der Flasche der Streifen sich an den Kragen anlegt und dabei einen Bruch der abreißbaren Stege herbeiführt.
Zwischen dem Gewinde 28 des zylindrischen Teils und der Oberseite 21 der Kappe ist das zylindrische Teil 22 mit einem umlaufenden Haltering 30 versehen, der einen im wesentlichen langgestreckt dreieckigen Querschnitt aufweist und sich vom zylindrischen Teil hinweg verjüngt. Der Ring erstreckt sich radial in elastische Anlage an die Außenwand 14 der Mündung (des Öffnungsteils) der Flasche. Im Gebrauch wird der Ring elastisch verformt, um eine Druckdichtung 30a mit der Außenwand 14 herzustellen.
Ein Dicht(ungs)pfropfen 31 wird durch den Haltering 30 an der Oberseite 21 der Kappe 21 gehalten. Der Pfropfen besteht aus einem Werkstoff, der sowohl elastischer als der Werkstoff der Kappe 20 ist als auch eine bessere Chemikalien- Sperre als dieser Werkstoff darstellt. Die Werkstoffe von Pfropfen und Kappe können verschiedene Polyethylensorten sein.
Der Pfropfen ist mit radialen inneren und äußeren Ringvorsprüngen 33, 34 versehen, die von der Oberseite 21 hinweg ragen. Der innere Vorsprung 33 ist länger als der äußere Vorsprung 34 und weist - im axialen Querschnitt (Fig. 3) gesehen - eine sanft konvex geformte Außenfläche 33a für elastische, abdichtende Anlage an die Innenwand 13 der Flaschenmündung auf. Der äußere Vorsprung 34 erstreckt sich unter einem spitzen Winkel zur Oberseite 21 nach außen und weist eine Innenwand(fläche) 34a auf, die elastisch in Abdichtanlage gegen die Außenkante 15a des Rands 15 der Flaschenmündung gedrängt wird oder ist. Die beiden Vorsprünge sind in Fig. 2 im ursprünglich geformten Zustand dargestellt; Fig. 3 zeigt dagegen die Vorsprünge in ihrem im Gebrauch elastisch verformten, an der Mündung anliegenden Zustand.
Mit der Anordnung werden somit drei Druckdichtungen bereitgestellt, die sämtlich Fertigungstoleranzen zulassen. Alle diese Dichtungen sind Rand- oder Kantendichtungen, so daß eine unangemessene Kraft beim Öffnen oder Schließen des Behälters vermieden wird.
Zur Erleichterung des Einsetzens des Pfropfens in die Kappe weist der äußere Vorsprung 34 eine gegenüber der Kappenachse unter einem spitzen Winkel abgewinkelte Außenwand(fläche) auf. Hierdurch wird eine sich verjüngende bzw. Kegelfläche gebildet, die zusammen mit der Flexibilität des Vorsprungs ein Vorbeibewegen des Pfropfens am Haltering 30 ermöglicht.
Bei der offenbarten Ausführungsform liegt die Außenkante 34b des äußeren Vorsprungs 34 mit ihrem freien Ende an der Innenfläche des zylindrischen Teils an. Wenn im Gebrauch die Kappe (abwärts) aufgeschraubt wird, wird diese Kante 34b durch die Hebelwirkung des äußeren Vorsprungs 34 an der Kante 15a der Behältermündung in Abdichtanlage gegen das zylindrische Teil gedrückt.
Diese vierte Dichtung verhindert ein Zurückfließen von Flüssigkeit zwischen Pfropfen und Kappe, falls beim Öffnen des Behälters etwas Flüssigkeit in die Kappe spritzen sollte.

Claims

1. Behälter- und Kappenanordnung, bei welcher der Behälter (11) eine Mündung oder Öffnung mit einer Innenwand (13), einer Außenwand (14) und einem dazwischen liegenden Rand (15) zwischen den Wänden aufweist und bei welcher die Kappe (20) eine Oberseite (21) und ein zylindrisches Umfangs- Teil (22) umfaßt, wobei das zylindrische Teil (skirt) und die Außenwand Eingreifmittel (28) für drehbaren Eingriff der Kappe am Behälter mit begleitender Axialbewegung der Oberseite in Richtung auf die Mündung aufweisen, wobei ein elastischer Dichtungs-Pfropfen (31) vorgesehen ist, der in der Kappe durch einen zwischen den Eingreifmitteln und der Oberseite der Kappe vorgesehenen, ringförmigen oder umlaufenden inneren Vorsprung des zylindrischen Teils (22) geformten Haltering (30) (fest)gehalten ist, wobei der Pfropfen mit der Kappe in Eingriff bringbar bzw. gegen diese in Anlage bringbar ist, um den Dichtungs-Pfropfen in Abdichtanlage gegen den Rand zu halten, und wobei der Pfropfen (31) einen ringförmigen inneren Dichtungs-Vorsprung (33) und einen von diesem beabstandeten und ihn umgebenden ringförmigen äußeren Dichtungs-Vorsprung (34) aufweist, welche Vorsprünge sich von der Oberseite hinweg erstrecken, um sich abdichtend an die Innenwand (13) bzw. den Rand (15) des Behälters anzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsaußenwand (33a) des inneren Dichtungs-Vorsprungs (33), im axialen Querschnitt gesehen, sanft konvex gerundet und elastisch radial in Abdichtberührung mit der Innenwand (13) der Mündung des Behälters (11) gedrückt ist, der äußere Dichtungs-Vorsprung (34) eine Innenwand (34a) aufweist, die elastisch in Abdichtberührung mit der Außenkante (15a) des Rands (15) des Behälters gedrückt ist, und der Haltering (30) ein deformierbares Element ist, das elastisch an der Außenwand (14) der Behältermündung anliegt, um eine dritte Umfangsdichtung bereitzustellen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Kappe (20) und der Pfropfen (31) aus verschiedenen Sorten oder Gütegraden von Polyethylen geformt sind und der Dichtungs-Pfropfen aus einem Werkstoff besteht, der elastischer oder nachgiebiger ist als derjenige der Kappe.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der freie Endabschnitt des ringförmigen äußeren Dichtungs-Vorsprungs (34) elastisch in Abdichtberührung mit dem zylindrischen Teil (22) der Kappe gedrückt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Haltering (30) einen im wesentlichen langgestreckt dreieckigen Querschnitt aufweist.

5. Behälterkappe und Dichtungs-Pfropfen zur Verwendung bei einer Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Kappe (20) eine Oberseite (21) und ein zylindrisches Umfangs-Teil (22) umfaßt, das zylindrische Teil innenseitige Eingreifmittel (28) zur Ermöglichung eines Dreheingriffs mit dem Behälter mit begleitender Axialbewegung der Oberseite in Richtung auf die (Behälter-)Mündung aufweist, der Dichtungs-Pfropfen (31) elastisch und in der Kappe (20) durch einen inneren Haltering (30) gehalten ist, der am zylindrischen Teil (22) zwischen der Oberseite (21) und den Eingreifmitteln (28) vorgesehen ist, und der Pfropfen einen ringförmigen inneren Dichtungs- Vorsprung (33) und einen von diesem beabstandeten und ihn umgebenden ringformigen äußeren Dichtungs-Vorsprung (34) aufweist, welche Vorsprünge sich von der Oberseite (22) hinweg erstrecken, um sich abdichtend an die Innenwand bzw. den Rand des Behälters anzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsaußenwand (33a) des inneren Dichtungs-Vorsprungs (33), im axialen Querschnitt gesehen, sanft konvex gerundet ist, um sich radial elastisch mit Abdichtberührung an die Innenwand der Behältermündung anzulegen, der äußere Dichtungs-Vorsprung (34) eine Innenwand (34a) aufweist, die unter einem spitzen Winkel zum zylindrischen Teil verläuft, um sich elastisch mit Abdichtberührung an die Außenkante des Rands des Behälters anzulegen, und der Haltering (30) langgestreckt und elastisch ist und sich radial zur Kappe erstreckt, um im Gebrauch eine Abdichtung mit der Außenwand der Behältermündung herzustellen.