DE7520879U - Behaelter mit einer Schraubkappe - Google Patents

Description

■^Behälter mit einer Schraubkappe >

Die Neuerung bezieht sich auf einen Behälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Behälterverschlüsse mit einem vom Kappenboden abstehenden zylindrischen Dichtteil, von dem radial nach aussen eine umlaufende Dichtlippe absteht, die sich an die Innenwand des Behälterhalses dichtend anlegt, sind sowohl für Schnappverschiusse (DE-PS 1 043 847, DE-OS 1 532 419) als auch für Bajonettverschlüsse (DE-AS 1 450 288) als auch für Schraubverschlüsse (GB-PS 930 866) bekannt bzw. früher vorgeschlagen worden (DE-OS 2 340 647). Das zylindrische Dichtteil mit der Dichtlippe soll hierbei den Zweck erfüllen, auch im Fall sehr weiter Toleranzen der Abmessungen des Behälterhalses eine sichere Dichtung zu gewährleisten. Beispielsweise bei Schraubverschlussflaschen nach der MCA-Norm ("Das Erfrischungsgetränk/ Mineralwasser-Zeitung", Nr. 4 vom 28. Januar 1970) sind Toleranzen in der Grössenordnung von 2mm zugelassen. Um trotzdem zu sicher verschlossenen Behältern zu kommen, ausserdem, um ein Verkanten und nach unten Knicken der Dichtungslippe während des Einschraubvorgangs zu verhindern, erscheint es zweckmässig, dass die Dichtlippe möglichst tief in den ""fehälterhals eindringt. Wenn* nämlich die Dichtlippe erst mit dem Behälterhals in Eingriff gelangt, wenn der

Schraubvorgang bereits eingesetzt hat, so fuhrt dies dazu, dass die Dichtlippe unter der Drehbewegung beim Aufschrauben meistens leicht verkantet, während sie langsam in den Behälterhals gepresst wird. Dabei wird sie dann ungleichmässig zurückgebogen oder sogar bei starkem Verkanten derart verletzt, dass keine einwandfreie Dichtung erreicht wird. Durch ein langes Dichtteil werden auch die Dichtungsprobleme gelöst, die auftreten, wenn der obere Rand des Flaschenhalses leicht beschädigt ist, wie es stets bei einem gewissen Prozentsatz des rlaschenparks der Fall ist.

Bei bekannten wiederverschliessbaren Schraubverschlüssen mit tief in den Behälterhals reichenden Dichtteilen führt jedoch die Verwendung für unter Druck stehende Flüssigkeiten, beispielsweise kohlensäurehaltige Getränke, zu dem Nachteil, dass beim Abschrauben der Schraubkappe das Aussengewinde bereits ausser Eingriff mit dem Innengewinde gelangt, bevor die zwischen der Dichtlippe und der Innenwand des Behälterhalses gebildete Dichtlinie über die Behältermündung tritt und damit der Innendruck entweichen kann. Die Situation, dass der Gewindeeingriff bereits so weit ausgeschaltet ist, dass er dem nach wie vor nicht entspannten Innendruck nicht mehr standhalten kann, führt zu einem Absprengen des Verschlusses vom Behälter in der letzten Phase des Oeffnungsvorgangs. Dies ist sowohl wegen der Spritzerscheinung als auch wegen der geschossartig davonfliegenden Schraubkappe mit der Gefahr von Gesichts- und Augenverletzungen unerwünscht.

Demgegenüber liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, bei Behältern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine sichere Dichtwirkung, also eine niedrige Leckquote auch bei weiten Behältermasstoleranzen, zu erzielen und trotzdem die Gefahr des Absprengens der Schraubkappe beim Oeffnen des Behälters zu vermeiden. Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss dadurch gelost, dass der Eingriff-Abstand h_e zwischen den Werten der Abstände hj und I13 liegt.

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Durch die angegebene Bemessung der Dichtlinientiefe in Abhängigkeit von "Eingriff-Abstand", also dem Abstand h_e, bei dem die Gewindegänge nicht mehr ineinandergreifen bzw. nur noch so wenig ineinandergreifen, dass der Gewindeeingriff gegenüber einem üblichen Behälter-Innendruck keinen Halt mehr bietet, lässt sich erreichen, dass beim Aufsetzen der Schraubkappe die Dichtlippe vor dem Schraubeingriff und somit vor der Drehbewegung der Schraubkappe an die Behältermündung gelangt und zurückgebogen wird, dass dann anschliessend die Dichtlinie tief genug im Behälterhals sitzt, um trotz grosser Toleranzen an der Behältermündung eine sichere Dichtung zu bewirken, und dass beim Abschrauben der Schraubkappe die Dichtlinie, die aufgrund ihrer bleibenden oder zumindest für einige Zeit bleibenden Verformung während des Abschraubens ihren verringerten Abstand vom Kappenboden weiter beibehält, einen Weg für die Entspannung des Innendrucks freigibt, bevor das Schraubgewinde ein Ablösen der Schraubkappe ermöglicht. Kurz gesagt, kann das zylindrische Dichtteil so lang gestaltet werden, dass mit Sicherheit die Dichtlippe vor dem Eingreifen des Schraubgewindes zurückgebogen wird, wobei dennoch nach erfolgtem Zurückbiegen die Dichtlinie ausreichend hinaufgerückt ist, um einen Druckablass vor dem Lösen des Gewindes zu ermöglichen.

Die Massnahme nach Anspruch 2 dient der Schaffung einer noch weiter erhöhten Sicherheit gegen ein Absprengen der Schraubkappe, die insbesondere in Kombination mit einer Dimensionierung vorteilhaft ist, bei der die erste Berühung der Dichtlippe mit der Behältermündung erfolgt, wenn die beiderseitigen Gewinde noch einen nennenswerten Abstand voneinander haben, so dass also aufgrund insbesondere der Dichtlippenausbildung hi und hß weit auseinandergerückt sind.

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Um bei der Herstellung der Einzelteile des neuerungsgemässen Behälters, insbesonders seiner Schraubkappe, die konstruktiven Bedingungen für die die Neuerung kennzeichnende Verlagerung der Dichtlinie zu schaffen, genügt das Wissen des Durchschnittsfachmanns, der hierbei sowohl die Beziehung der Innenabmessung des Behälterhalses zur Aussenabmessung des zylindrischen Dichtteils als auch die Material steifigkeit und Bemessung der Dichtlippe zu bestimmen hat.

Ein Aufsetzen der Schraubkappe auf den Behälterhals gemäss dem Verfahren nach Anspruchs stellt sicher, dass noch keine Drehbewegung stattfindet, wenn die Dichtlippe mit dem Behälterhals in Eingriff gelangt, so dass das Umbiegen der Dichtlippe problemlos erfolgt.

Die Neuerung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Querschnitt durch eine Schraubkappe und einen Behälterhals eines erfindungsgemässen Behälters, und zwar in beiderseits einer Mittellinie unterschiedlichen Aufschraubphasen der Schraubkappe,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführung einer Dichtlippe,

Fig. 3 bis 5 schematische Darstellungen zur Veranschaulichung der Funktion der Dichtlippe,

Fig. 6 Teilschnitte in verkleinertem Maßstab durch den Behälterund 7 hals und die Schraubkappe eines verschlossenen bzw. eines halb geöffneten neuerungsgemässen Behälters zur Veranschaulichung verschiedener Phasen des Abschraubvorgangs der Schraubkappe.

Gemäss Fig. 1 weist ein Behälter 1, der insbesondere eine Getränkeflasche mit innerem Ueberdruck an CO₂ sein kann, einen Hals 2 auf, welcher mit einem Aussen-Schraubgewinde 3 versehen ist. Der Behälterhals 2 ist durch eine Kunststoff-Schraubkappe 5 verschliessbar, welche ein Innengewinde 6 aufweist. Vom Kappenboden 7 steht zentrisch ein zylindrisches Dichtteil 8 ab, welches eine radial nach aussen abstehende Dichtlippe 9 aufweist.

In Fig. 1 ist im rechten Halbschnitt schematisch dargestellt, wie die Dichtlippe 9 im Verlauf des Aufsetzens der Schraubkappe 5 auf den Behälterhals 2 zunächst mit ihrer unteren Spitze in Berührung mit der Behältermündung 10 des Halses 2 gelangt.

Sofern in diesem Stadium bereits eine Drehbewegung der Schraubkappe 5 zum Aufschrauben auf den Hals 2 einsetzen würde, bestünde die Gefahr, dass die Dichtlippe 9 nicht durchgehend U-förmig nach oben umgebogen würde, sondern dass sich ihr unterer Rand teilweise nach unten in den Hals 2 hinein verkanten würde. Darunter würde die Dichtwirkung leiden.

Wie im linken Halbschnitt gemäss Fig. 1 jedoch dargestellt ist, wird vor dem Beginn des Aufschreubens der Schraubkappe 5 zunächst eine in Schraubrichtung wirkende, durch einen Pfeil A dargestellte Kraft auf die Schraubkappe ausgeübt. Dadurch wird die Dichtlippe 9, wie dargestellt, bereits derart weit zurückgebogen, dass sie sich beim darauffolgenden Drehen nicht mehr verkanten kann. Vielmehr schiebt sich der Hals 2 unter weiterer Verformung der Dichtlippe 9 langsam in den Zwischenraum zwischen dem Innengwinde 6 und dem Dichtteil 8, wobei ein einwandfreies Zurückbiegen der Dichtlippe 9 und somit eine zuverlässige Dichtwirkung sichergestellt sind.

Das verdrehungsfreie Aufstecken der Schraubkappe 5 endet dann, wenn die Gewinde 3 und 6 aufeinander stossen. Beim anschliessenden durch Verdrehung erfolgenden Aufschraubvorgangs der Schraubkappe wird alsbald ein Zustand erreicht, in dem Schraubkappe 5 und der Behälterhals 2 ausreichend fest zusammenhalten, um duch eine reine Axialkraft, wie sie beispielsweise durch den von einem CO2-haltigen Getränk erzeugten Innendruck ausgeübt wird, nicht mehr voneinander getrennt werden zu können. Die bis zu diesem Zustand erreichte Aufsetztiefe wird durch den dann herrschenden Abstand h_e (Fig. 7) zwischen dem Kappenboden und dem oberen Rand der Behältermündung angegeben.

Die Dichtlippe 9 und das Dichtteil 8 können je nach der speziellen Formgebung des Behälterhalses 2 und den Anforderungen im Einzelfall auch abgewandelt ausgeführt sein, beispielsweise kann die Dichtlippe 9 als kreisförmig vom Dichtteil 8 radial nach aussen abstehende Lamelle ausgebildet sein oder aber das Dichtteil 8 mit einer Verstärkung 11 versehen sein, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Fig. 3 bis 5 zeigen den schematischen Ablauf der Verformung der Dichtlippe 9 während des Einpressens in den Hals 2. Fig. 3 und Fig. 1 rechts zeigen dabei die Dichtlippe 9 in der ursprünglichen Form, also vor dem Aufsetzen auf den Behälterhals 2 oder bei dessen erster Berührung. Sie hat dabei einen Abstand hj vom Kappenboden 7. Fig. 4 und Fig. 1 links zeigen die Verformung der Dichtlippe 9 nach dem ersten Aufpressen der Schraubkappe 5 auf den Hals 2, jedoch noch vor dem Beginn des Aufschraubvorgangs. Sie ist dabei bereits derart U-förmig zurückgebogen, dass keinerlei Verkantung beim nun einsetzenden Drehvorgang erfolgen kann, und bildet mit der Innenwand des Behälterhalses 2 eine Dichtlinie, die einen Abstand ti2 vom Kappenboden 7 hat. Fig. 5 zeigt die Schraubkappe 5 in völlig aufgeschraubtem Zustand, also bei völlig zugeschraubtem Behälter. Dabei hat sich die Dichtlippe 9 vollständig U-förmig zurückgebogen, so dass der Abstand der Dichtlinie vom Kappenboden 7

weiter auf h3 verkleinert wurde. Bei Verwendung handelsüblicher Kunststoffe, wie z.B. von Polypropylen- oder Polyäthylen-Mischungen, wie sie dem Fachmann durchaus geläufig sind, ist der in Fig. 3 bis 5 dargestellte Verformungs-Vorgang dauerhaft oder geht nur langsam wieder zurück. Das heisst also, dass die Dichtlippe 9 beim erstmaligen Aufsetzen der Schraubkappe 5 auf den Behälter aus der Stellung gemäss Fig. 3 in die Stellung gemäss Fig. 5 verbogen wird und beim Wiederöffnen des Behälters zumindest zunächst in dieser Stellung verbleibt.

Die bleibende Verformung der Dichtlippe 9 ist noch einmal in der Teilschnitt-Darstellung gemäss Fig. 6 und 7 erkennbar. Daraus wird ersichtlich, dass durch den vorstehend beschriebenen Verformungs-Vorgang erreicht wird, dass nach dem erstmaligen Aufsetzen der Schraubkappe 5 auf den Behälterhals 2 der Abstand hß der Dichtlinie zum Kappenboden 7 derart im Vergleich zum Abstand hj vor der Verformung verringert ist, dass beim Wiederöffnen des Behälters 1 ein Ueberdruck im Behälter 1 völlig ungefährlich abgebaut werden kann, solange die Schraubkappe 5 noch nicht den Eingriff-Abstand h_e erreicht hat, also z.B. mit einem halben Gewindegang 6a auf dem Hals 2 sitzt, und damit gewährleistet ist, dass durch den Innendruck die Schraubkappe 5 nicht abgesprengt werden kann. Der Abstand h_e liegt also zwischen hi und h3, so dass der Schraubverschluss mit weit vorstehender Dichtlippe 9 aufgeschraubt und mit soweit zurückgebogener Dichtlippe 9, dass ein Vorab-Druckabbau möglich ist, abgeschraubt werden kann.

Ersichtlicherweise wird durch die beschriebene Ausbildung der Schraubkappe 5 gewährleistet, dass einerseits vor dem Verdrehen der Schraubkappe 5 die Dichtlippe 9 unbeschädigt wenigstens teilweise in ihre Dichtstellung verbogen werden kann und andererseits durch die bleibende Verformung ein ungefährliches Oeffnen des Behälters 1 ermöglicht ist. Im Einzelfall und bei spezieller Ausbildung des Innengewindes 6, des Aussen-Schraubgewindes 3 oder des Dichtteils 8

können dabei die jeweils restlichen für den Abstand hj, h3 und b_e verantwortlichen Komponenten derart verändert werden, dass die Funktion in der beschriebenen Weise gewährleistet wird. Wesentlich ist dabei, dass die Anordnung der einzelnen Teile derart gewählt ist, dass die Verformung der Dichtlippe 9 vor dem eigentlichen Verdrehen der Schraubkappe 5 einsetzt und derart den Abstand der Dichtlinie zum Kappenboden 7 verringert, dass die Dichtlippe 9 sich bereits vom Innenrand des Halses 2 gelöst hat, bevor die Schraubkappe 5 sich auf dem Hals 2 zu weit gelockert hat, beispielsweise weniger als einen halben Gewindegang auf dem Schraubgewinde 3 sitzt. Selbstverständlich ist auch hier die exakte Dimensionierung von den Toleranzen zwischen dem Innengewinde 6 und dem Schraubgewinde 3 abhängig, die vom Konstrukteur bei aer Festlegung der speziellen Ausführungsform zu berücksichtigen ist.

Claims (1)

Lonnz'&'Rk'derer:' ·"· Patentanwälte Loren» te Riederer, Postfach 1320, D-8035 Grating 2 Dipl.-Phys. Willy Lorenz Dipl.-Ing. Anton Frhr. Riederer von Paar G 75 20 879.6 6' Dezember Albert Obrist AG Unsere Akte: ο 33-j,DE ANSPRUECHE

1. Behälter mit einem eine Mündung und ein Aussengewinde aufweisenden Behälterhals, auf den eine Schraubkappe mit Innengewinde und mit einem beim Aufschrauben der Schraubkappe den Gewindeeingriff beginnenden bzw. beim Aufschrauben der Schraubkappe den Gewindeeingriff beendenden Eingriff-Abstand h_e des Kappenbodens von der Behältermundung zum reversiblen Verschl iessen des Behälters aufgesetzt ist, die ein zentral vom Kappenboden abstehendes, im wesentlichen zylindrisches Dichtteil aufweist, an dem eine nach aussen abstehende Dichtlippe sitzt, die aus einem für die Dauer verformbaren Material besteht, im nicht aufgeschraubten Zustand einen Abstand h^ vom Kappenboden hat und beim Aufschrauben der Kappe und Eindrücken des Dichtteils in den Behälterhals von diesem zurückgebogen ist und im zurückgebogenen Zustand unter Bildung einer in einem Abstand h₃< hi vom Kappenboden umlaufenden Dichtlinie an der Behält'erhals-Innenwand anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingriff-Ab- ;ΐ stand h_e zwischen den Werten der Abstände hj und- h₃ liegt.

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Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen h_e und I13 wenigstens der Steigung eines halben Gewindegangs des Schraubgewindes entspricht.