DE69718934T2 - VENT CLOSURE - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildung eines belüfteten Verschlusses für einen Behälter und insbesondere bezieht sie sich auf Belüftungselemente für Kombinationen aus einem Behälter und einem Verschluss.The invention relates to a method and apparatus for forming a vented closure for a container and, in particular, relates to venting elements for container and closure combinations.
Eine Kombination aus einem Behälter und einem Verschluss bekannter Art weist komplementäre Merkmale der Undichtigkeit gegenüber Gasen auf, mit deren Hilfe der Verschluss gegebenenfalls zum Verschließen des Behälters lösbar angebracht werden kann, sowie ein Dichtungsteil, das zwischen dem Verschluss und dem Behälter eine flüssigkeitsdichte Abdichtung bildet; eine derartige Kombination wird in der Vorveröffentlichung CH-A- 357330 dargestellt. In Flüssigkeitsbehälter kann Überdruck oder Unterdruck entstehen und damit kann der Behälter beschädigt werden, beispielsweise durch Hochwölben oder Zusammendrücken, je nach der darin aufzubewahrenden Flüssigkeit und der Umgebungstemperatur. Eine Lösung besteht darin, den Behälter stark genug auszubilden, um solchen Veränderungen Widerstand entgegenzusetzen, eine andere Lösung besteht darin, den Behälter mit einer Gasausgleichsöffnung auszurüsten. Die Wahl der jeweiligen Lösung wird hauptsächlich unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten getroffen, je nachdem, ob es billiger ist oder nicht, den Behälter stärker auszubilden oder eine Gasausgleichsöffnung einzubauen.A combination of a container and a closure of known type has complementary gas leakage features which allow the closure to be detachably attached to close the container if necessary, and a sealing member which forms a liquid-tight seal between the closure and the container; such a combination is shown in prior publication CH-A-357330. Overpressure or underpressure can develop in a liquid container and thus the container can be damaged, for example by buckling or collapsing, depending on the liquid to be stored therein and the ambient temperature. One solution is to make the container strong enough to resist such changes, another solution is to equip the container with a gas equalisation opening. The choice of the respective solution is mainly made on economic grounds, depending on whether it is cheaper or not to make the container stronger or to install a gas equalisation opening.
Bekannte Gasausgleichsöffnungen für Kombinationen aus Behälter und Verschluss setzen spezielle Verschlüsse und/oder modifizierte Behälter voraus.Known gas equalization openings for container and closure combinations require special closures and/or modified containers.
In der Vorveröffentlichung WO-A-95/26913 wird eine Kappenauskleidung für eine Einrichtung zur Belüftung in zwei Richtungen aus dem Innenraum eines Behälters zur Atmosphäre in der Umgebung durch Öffnungen beschrieben, welche zwischen den spiraligen Schraubengängen des Kappenverschlusses und den Gewinden am Behälterhals vorhanden sind; die einzige Maßnahme zur Abdichtung, die zwischen der Kappe und dem Behälter offenbart wird, besteht im Zusammendrücken der Lagen der Kappenauskleidung.Prior publication WO-A-95/26913 describes a cap liner for a device for bidirectional ventilation from the interior of a container to the ambient atmosphere through openings provided between the spiral threads of the cap closure and the threads on the container neck; the only sealing measure disclosed between the cap and the container is compression of the layers of the cap liner together.
Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zum Umwandeln einer abgedichteten Kombination aus Behälter und Verschluss in eine belüftete Kombination aus Behälter und Verschluss anregt, wobei die Kombination komplementäre Einrichtungen für einen nicht-gasdichten Verschluss aufweist, mit welchen der Verschluss lösbar zum Verschließen des Behälters und eines Dichtungsteils zur Bildung einer strömungsmitteldichten Abdichtung zwischen dem Verschluss und dem Behälter anbringbar ist, welches die zusätzliche Anbringung eines Belüftungs-Umwandlers zum Umgehen des Dichtungsteils (40) und zur Bildung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung mit Gasbelüftung zwischen dem Verschluss und dem Behälter und zum Bilden eines Belüftungsgaswegs vom Inneren des Behälters durch den Belüftungs-Umwandler an der flüssigkeitsdichten Abdichtung vorbei über die komplementären Verschluss- und Behältereinrichtungen zur Atmosphäre umfasst.According to the invention there is now suggested a method of converting a sealed container and closure combination into a vented container and closure combination, the combination comprising complementary non-gas-tight closure means with which the closure is releasably attachable to close the container and a sealing member to form a fluid-tight seal between the closure and the container, which comprises the additional attachment of a vent converter to bypass the sealing member (40) and form a liquid-tight seal with gas venting between the closure and the container and to form a vent gas path from the interior of the container through the vent converter past the liquid-tight seal via the complementary closure and container means to the atmosphere.
Dabei ist weder am Verschluss noch am Behälter eine Veränderung erforderlich, wenn das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung herangezogen wird.No changes are required to either the closure or the container when the method according to the present invention is used.
Erfindungsgemäß ist außerdem bei einer Kombination aus Behälter und Verschluss mit komplementären Einrichtungen für einen nicht-gasdichten Verschluss, mit welchen der Verschluss lösbar zum Verschließen des Behälters und eines Dichtungsteils zur Bildung einer strömungsmitteldichten Abdichtung zwischen dem Verschluss und dem Behälter anbringbar ist, wenn kein Belüftungs-Umwandler angebracht ist, vorgesehen, dass als flüssigkeitsdichte Abdichtung mit Gasbelüftung zwischen dem Behälter und dem Behälter ein Belüftungs-Umwandler montiert ist, welcher so geformt und ausgebildet ist, dass das Dichtungsteil der Kombination aus Behälter und Verschluss umgangen wird, wodurch im Einsatz ein Belüftungsgasweg vom Inneren des Behälters durch den Belüftungs-Umwandler hindurch über die komplementären nicht-gasdichten Einrichtungen zur Atmosphäre geschaffen wird.According to the invention, in a combination of container and closure with complementary devices for a non-gas-tight closure, with which the closure can be releasably attached to close the container and a sealing part for forming a fluid-tight seal between the closure and the container when no ventilation converter is attached, it is also provided that as a liquid-tight Sealing with gas venting, between the container and the vessel a vent converter is mounted which is shaped and configured to bypass the sealing portion of the container and closure combination, thereby creating, in use, a vent gas path from the interior of the container, through the vent converter, via the complementary non-gastight means to the atmosphere.
Damit wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Flüssigkeitsbehälter mit Gasbelüftung in wirtschaftlicher Weise vorgesehen, wobei keinerlei Veränderung des Behälters oder de Verschlusses erforderlich ist und einfach ein geeigneter Belüftungs-Umwandler vorgesehen wird und wobei der potentielle Gasströmungsweg, der zwischen den Einrichtungen zum Anbringen des Verschlusses und des Behälters bereits vorhanden ist, genutzt wird.Thus, according to the present invention, a liquid container with gas venting is provided in an economical manner, requiring no modification of the container or closure, simply by providing a suitable venting converter and utilizing the potential gas flow path already existing between the closure attachment means and the container.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Belüftungsbauteil um ein Teil mit mikrofeinen Poren, beispielsweise eine Membran mit mikrofeinen Poren.In a preferred embodiment, the ventilation component is a part with microfine pores, for example a membrane with microfine pores.
Die Vorteile beim Einsatz von Membranen mit mikrofeinen Poren bei belüfteten Verschlüssen bestehen darin, dass sie bei Druckunterschieden von Null funktionieren und in zwei Richtungen arbeiten, was bedeutet, dass sie Gase in beide Richtungen, nämlich in den und aus dem Behälter, ausgleichen. Der hauptsächliche Nachteil eines solchen Einsatzes von Membranen mit mikrofeinen Poren besteht darin, dass ihre Wirksamkeit im Betrieb deutlich geringer wird, wenn sie mit einer Flüssigkeit benetzt werden, so das die Membran dann kaum noch überhaupt funktioniert.The advantages of using micropore membranes in vented closures are that they operate at zero pressure differentials and are bidirectional, meaning they balance gases in both directions, into and out of the container. The main disadvantage of using micropore membranes in this way is that their operational effectiveness is significantly reduced when wetted with a liquid, to the point where the membrane barely functions at all.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Kombination gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem bzw. welcher der Verschluss eine Kappe mit integralem Dichtungsteil ist und der Behälter einen Hals aufweist, wobei die Kappe und der Hals die komplementären Einrichtungen aufweisen, handelt es sich bei dem Belüftungsumwandler um einen Einsatz für die Kappe, der so geformt ist, dass er sich an die Innenform der Verschlusskappe und des Dichtungsteils im Wesentlichen anlegt, wodurch der Belüftungs-Umwandler im Einsatz das Dichtungsteil umgehen kann. Zwischen dem Einsatz und der Kappe können Einrichtungen für die Gasströmung vorgesehen werden.According to another embodiment of the method and combination according to the present invention, wherein the closure is a cap with an integral sealing part and the container has a neck, the cap and the neck having the complementary means, the vent converter is an insert for the cap shaped to substantially conform to the internal shape of the closure cap and the sealing part, whereby the Vent converter in the insert can bypass the sealing part. Provisions for gas flow can be made between the insert and the cap.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Kombination, bei welchen das Dichtungsteil ein Dichtungsflansch ist, der von der Kappe aus nach unten hängt, weist der Einsatz einen gewellten Randabschnitt mit zwei konzentrischen umlaufenden Vertiefungen auf, die sich jeweils zur Aufnahme und zur Umgehung des Dichtungsflansches an der Kappe nach oben öffnen und zur Aufnahme des Randes des Behälterhalses nach unten öffnen.According to a further embodiment of the method and combination according to the invention, in which the sealing part is a sealing flange that hangs downwards from the cap, the insert has a corrugated edge section with two concentric circumferential recesses, each of which opens upwards to receive and bypass the sealing flange on the cap and opens downwards to receive the edge of the container neck.
Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung auch einen Belüftungs-Umwandler für eine abgedichtete Kombination aus Behälter und Verschluss, wie er in Anspruch 12 beansprucht wird.Furthermore, the present invention also includes a vent converter for a sealed container and closure combination as claimed in claim 12.
Die vorstehend geschilderten und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind beispielhaft in der Zeichnung dargestellt, in welcher:The above-described and other features of the present invention are shown by way of example in the drawing, in which:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines belüfteten Verschlusses mit Membran mit mikrofeinen Poren für einen Flüssigkeitsbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung ist;Figure 1 is a cross-sectional view of a vented micropore membrane closure for a liquid container according to the present invention;
Fig. 2 eine auseinander gezogene Querschnittsansicht des Verschlusses aus Fig. 1 zeigt;Fig. 2 shows an exploded cross-sectional view of the closure of Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Behälterhals darstellt;Fig. 3 shows a cross-section through a container neck;
Fig. 4 den Verschluss aus Fig. 1 zeigt, der hier auf den Hals gemäß Fig. 3 aufgeschraubt ist, in Querschnittsansicht;Fig. 4 shows the closure of Fig. 1, here screwed onto the neck according to Fig. 3, in cross-sectional view;
Fig. 5 eine Seitenansicht gemäß Fig. 4 ist; undFig. 5 is a side view according to Fig. 4; and
Fig. 6 eine vergrößerte Detaildarstellung eines Teils aus Fig. 4 zeigt.Fig. 6 shows an enlarged detail of a part from Fig. 4.
Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, besteht der belüftete Verschluss 10 mit Membran mit mikrofeinen Poren aus einem im Wesentlichen kreisrunden Einsatz 12, der aus einem geeigneten starren Kunststoffmaterial wie beispielsweise LDPE so geformt ist, dass er sich an die Innenform einer Behälterkappe 14 anlegt. Der Einsatz 12 weist in der Mitte eine Öffnung 16 mit einer umlaufenden zylindrischen Lippe 18 auf, die sich auf der der Luft zugewandten Seite befindet und sich axial nach oben erstreckt, sowie einen Rand 20 auf der der Flüssigkeit zugewandten Seite, der sich in radialer Richtung erstreckt. Der Rand 20 besitzt auf der der Flüssigkeit zugekehrten Seite eine umlaufende zylindrische Rippe 22, welche sich in axialer Richtung nach unten erstreckt. Die Öffnung 16 ist auf der der Flüssigkeit zugewandten Seite mit einer Membran 24 mit mikrofeinen Poren verschlossen, welche beispielsweise aus "GORETEX®" besteht und beispielsweise durch Verschweißen innerhalb der Rippe 22 so mit dem Rand 20 fest verbunden ist, dass sie mit diesem eine Flüssigkeitsdichtung bildet.As can be seen from these figures, the ventilated microporous membrane closure 10 consists of a substantially circular insert 12 formed from a suitable rigid plastics material such as LDPE to conform to the internal shape of a container cap 14. The insert 12 has a central opening 16 with a circumferential cylindrical lip 18 which is located on the air facing side and extends axially upwards, and an edge 20 on the side facing the liquid, which extends in the radial direction. The edge 20 has a circumferential cylindrical rib 22 on the side facing the liquid, which extends axially downwards. The opening 16 is closed on the side facing the liquid with a membrane 24 with microfine pores, which consists for example of "GORETEX®" and is firmly connected to the edge 20, for example by welding within the rib 22, so that it forms a liquid seal with it.
Die Membran 24 wird auf der der Flüssigkeit zugekehrten Seite mittels eines geformten becherförmigen Teils 26 Kunststoff geschützt, welches ein zylinderförmiges Oberteil besitzt, dessen Außendurchmesser unter flüssigkeitsdichter Presspassung innerhalb einer zylindrischen äußeren Rippe 30 eingesetzt ist, welche sich in axialer Richtung auf der der Flüssigkeit zugewandten Seite erstreckt und die Rippe 22 koaxial umschließt.The membrane 24 is protected on the side facing the liquid by means of a molded cup-shaped part 26 made of plastic, which has a cylindrical upper part, the outer diameter of which is inserted under liquid-tight press fit within a cylindrical outer rib 30 which extends in the axial direction on the side facing the liquid and coaxially encloses the rib 22.
Das Becherteil 26 weist einen außen liegenden und sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Flansch auf, der als Anschlag gegen den Rand der Rippe 30 wirkt, um so die Einsetztiefe des Oberteils des becherförmigen Elements zu begrenzen.The cup part 26 has an external and radially outwardly extending flange which acts as a stop against the edge of the rib 30 in order to limit the insertion depth of the upper part of the cup-shaped element.
Das becherförmige Teil 26 besitzt einen halbkugelförmigen Bodenabschnitt, der mit einer in der Mitte liegenden Öffnung 28 versehen ist; die Öffnung 28 ist so bemessen, dass sie als Kapillaröffnung fungieren kann, wobei die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit, die der Behälter aufnehmen soll, genutzt wird, um zu verhindern, dass Flüssigkeit auf normalem Wege in das Becherteil eintritt.The cup-shaped member 26 has a hemispherical bottom portion provided with a central opening 28; the opening 28 is sized to act as a capillary opening, utilizing the surface tension of a liquid to be contained in the container to prevent liquid from entering the cup member in the normal manner.
Die äußere Rippe 30 stellt einen integralen Bestandteil eines schalenförmig gewölbten Mitteilteils 32 des Einsatzes 12 dar und hängt von diesem nach unten, wobei das Mittelteil sich von der Lippe 18 aus nach oben und außen zu einem gewellten Randabschnitt 34 hin erweitert. Der Randabschnitt 34 weist zwei konzentrische umlaufende Vertiefungen 36 bzw. 38 auf, die sich jeweils nach oben öffnen, um einen integral ausgebildeten Dichtungsflansch 40 aufzunehmen, welcher innerhalb der Behälterkappe 14 nach unten hängt, bzw. nach unten öffnen, um den Rand 42 eines Behälterhalses 44 aufzunehmen.The outer rib 30 forms an integral part of and depends downwardly from a cup-shaped central portion 32 of the insert 12, the central portion widening upwardly and outwardly from the lip 18 to a corrugated edge portion 34. The edge portion 34 has two concentric circumferential recesses 36 and 38, respectively, each of which opens upwardly to define an integrally formed sealing flange. 40 which hangs downwards within the container cap 14 or open downwards to receive the rim 42 of a container neck 44.
Die Seite des Einsatzes 12, die sich auf der Seite der Luft befindet und der Kappe gegenüber steht, ist dabei aufgeraut, wohingegen das schalenförmig gewölbte Mittelteil mit integral angeformten Rippen 46 versehen ist, die sich in radialer Richtung zum Randabschnitt 34 hin erstrecken.The side of the insert 12 which is on the air side and faces the cap is roughened, whereas the bowl-shaped, curved middle part is provided with integrally formed ribs 46 which extend in the radial direction towards the edge section 34.
Im Einsatz und wie insbesondere aus den Fig. 1, 4 und 6 erkennbar ist, wird der belüftete Verschluss 10, welcher den Einsatz 12 mit der Membran 24 und dem schalenförmigen Teil 26 umfasst, in das Innere einer herkömmlichen Behälterkappe 14 eingepasst und dann wird der gesamte Verbund auf den Hals 44 eines Behälters 48 aufgeschraubt.In use, and as can be seen particularly from Figures 1, 4 and 6, the vented closure 10, which comprises the insert 12 with the membrane 24 and the cup-shaped part 26, is fitted into the interior of a conventional container cap 14 and then the entire assembly is screwed onto the neck 44 of a container 48.
Gase, die sich im Inneren des Behälters 48 befinden, können austreten:Gases inside the container 48 can escape:
durch die Membran 24 mit mikrofeinen Poren,through the membrane 24 with microfine pores,
im Inneren der zylinderförmigen Lippe 18 im Einsatz,inside the cylindrical lip 18 in use,
durch Kerben 50 im Rand der Lippe 18,by notches 50 in the edge of the lip 18,
zwischen der Unterseite der Kappe 14 und den Rippe 46 auf der gegenüber liegenden Fläche des Einsatzes 12,between the underside of the cap 14 and the rib 46 on the opposite surface of the insert 12,
um und zwischen dem Flansch 40 zur Abdichtung der Kappe und der aufgerauten, der Kappe zugewandten Fläche der Vertiefung 36 im Einsatz,around and between the flange 40 for sealing the cap and the roughened surface of the recess 36 facing the cap in use,
um und zwischen der aufgerauten, der Kappe zugewandten Fläche der Vertiefung 38 des Einsatzes und er Kappe 14;around and between the roughened, cap-facing surface of the recess 38 of the insert and the cap 14;
durch die Gewinde 52, 54 an der Kappe und am Hals nach unten, undthrough the threads 52, 54 on the cap and neck downwards, and
am Sicherungsring 56 der Kappe vorbei zur Atmosphäre;past the cap retaining ring 56 to the atmosphere;
wie dies auch durch die Pfeile in Fig. 6 angegeben ist.as indicated by the arrows in Fig. 6.
Dabei ist zwischen dem Rand 42 des Halses und der Vertiefung 38 am Einsatz ein Dichtungsring 58 vorgesehen, um den Einsatz am Behälter abzudichten; damit umgeht der Einsatz zwangsweise den integral an der Kappe vorgesehenen Dichtungsflansch 40.A sealing ring 58 is provided between the edge 42 of the neck and the recess 38 on the insert to seal the insert to the container; the insert thus necessarily bypasses the sealing flange 40 provided integrally on the cap.
Dieser komplizierte Gasströmungsweg stellt wirksam eine Labyrinthdichtung auf der der Luft zugewandten Seite der Membran mit mikrofeinen Poren dar, und somit:This complicated gas flow path effectively creates a labyrinth seal on the air-facing side of the membrane with micro-fine pores, and thus:
schützt die Kappe die Membran vor jeder Verunreinigung, die während der Lagerung oder des Transports des Behälters von außen kommt;the cap protects the membrane from any contamination coming from outside during storage or transport of the container;
kann die gleiche Kappe für Einsatzzwecke mit und ohne Belüftung verwendet werden, indem einfach in die Kappe ein belüfteter Verschluss eingesetzt wird;the same cap can be used for both vented and non-vented applications by simply inserting a vented cap into the cap;
ist die Membran fest am Einsatz angeschweißt, um sicherzustellen, dass sie flüssigkeitsdicht bleibt; undthe membrane is firmly welded to the insert to ensure that it remains liquid-tight; and
weit die Kappe selbst keine Öffnungen oder Durchbohrungen für den Gasdurchtritt auf.The cap itself does not have any openings or holes for the gas to pass through.
Mit diesen Mitteln lässt sich ein Kappenverschluss ohne Belüftung leicht und einfach in einen belüfteten Verschluss verwandeln, indem das vorhandene Dichtungsteil innerhalb einer herkömmlichen Behälterkappe 14 mit einem Einsatz 12, der die Membran 24 und das becherförmige Teil 26 umfasst, umgangen wird, sofern zwischen der den Gewinden auf der Kappe und dem Hals ein ausreichender Strömungsweg für austretendes Gas vorhanden ist.By these means, a non-vented cap closure can be easily and simply converted into a vented closure by bypassing the existing sealing member within a conventional container cap 14 with an insert 12 comprising the membrane 24 and the cup-shaped member 26, provided that a sufficient flow path for escaping gas is provided between the threads on the cap and the neck.
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