EP0754630A1

EP0754630A1 - Verschlusskappe für Behälter, Gehäuse, Flaschen oder dergleichen

Info

Publication number: EP0754630A1
Application number: EP96105220A
Authority: EP
Inventors: Thorsten Wiemer; Robert Schwarz
Original assignee: WL Gore and Associates GmbH
Current assignee: WL Gore and Associates GmbH
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1996-04-01
Publication date: 1997-01-22
Anticipated expiration: 2016-04-01
Also published as: JPH09104463A; DE29511683U1; DE59608901D1; EP0754630B1

Abstract

Eine Verschlußkappe (1) für Behälter, Gehäuse, Flaschen und dergleichen, die mit einer Flüssigkeit oder mit einem Feststoff befüllbar sind, wobei wenigstens eine Öffnung des Behälters oder dergleichen mit der Verschlußkappe (1) in lösbarer Weise verschließbar ist und wobei in die Verschlußkappe (1) eine Druckausgleichsvorrichtung mit mindestens einer Membrane (7) aus einem flüssigkeitsundurchlässigen oder für Feststoff undurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Material und ein Schwallschutzelement (14) aus einem gasdurchlässigen Material zum Brechen des Schwalldruckes der Flüssigkeit oder des Feststoffes auf die Membrane (7) eingebaut sind, ist insgesamt als ein Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet, wobei die Membrane (7) bzw. die Membranen (7) der Druckausgleichsvorrichtung in die Verschlußkappe (1) integriert, insbesondere in einen oberen Deckelteil (3) der Verschlußkappe (1) ein- oder angespritzt ist oder sind. Aufgrund dieser Ausbildung der Verschlußkappe (1) läßt sich diese komplett im Zuge eines einzigen Spritzgußvorganges fertigen und gleichzeitig zumindest mit der Druckausgleichsvorrichtung versehen. Darüberhinaus kann aber auch das Schwallschutzelement (14, 15) in die Verschlußkappe (1) integriert sein, insbesondere im Bereich des Deckelteils (3) unterhalb der Membrane (7) der Druckausgleichsvorrichtung in oder an die Verschlußkappe (1) ein- oder angespritzt sein. Aufgrund der erfindungsgemäß ausgebildeten Verschlußkappe ergibt sich der Vorteil, daß sich diese bei insgesamt einfacherer Ausbildung fertigungstechnisch vorteilhafter herstellen läßt, so daß letztendlich der Fertigungsaufwand und die hiermit verbundenen Kosten für die Verschlußkappen wesentlich verringert werden können. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußkappe für Behälter, Gehäuse, Flaschen oder dergleichen, die mit einer Flüssigkeit oder einem Feststoff befüllbar sind, wobei Wenigstens eine Öffnung des Behälters oder dergleichen mit der Verschlußkappe in lösbarer Weise verschließbar ist und wobei in die Verschlußkappe eine Druckausgleichsvorrichtung mit mindestens einer Membrane aus einem flüssigkeitsundurchlässigen oder für Feststoffe undurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Material und ein Schwallschutzelement aus einem gasdurchlässigen Material zum Brechen des Schwalldruckes der Flüssigkeit oder des Feststoffes auf die Membrane eingebaut sind.
Bei geschlossenen, ein mit seiner Umgebung im Stoffwechsel stehendes Medium, z.B. eine Flüssigkeit oder einen Feststoff, enthaltenden Behältern, Gehäusen oder dergleichen tritt oftmals das Problem auf, daß ein solches Medium, beispielsweise in Folge von Temperaturschwankungen, sein Volumen verändert, was dazu führt, daß in dem entsprechenden Behälter oder Gehäuse ein Über- oder ein Unterdruck erzeugt wird, der in Abhängigkeit von der Funktion des Behälters oder Gehäuses letztendlich äußerst schädlich und unter Umständen auch gefährlich sein kann.
Dies trifft auch auf das freie Luft/Gas-Volumen in dem Behälter zu. Ein zusätzliches Problem entsteht z.B. dann, wenn Flüssigkeiten selbst ausgasen oder Gase binden. Im Falle von z.B. in Teilchenform vorliegenden Feststoffen gilt das gleiche.
Beispielsweise wird bei Meßgeräten zur Dämpfung des Systems das Meßgerätegehäuse nur zu etwa 90 bis 95 % mit der Flüssigkeit, zum Beispiel Glyzerin-Silikonöl, gefüllt, In dem verbleibenden Raum kann sich nun die Flüssigkeit ausdehnen, allerdings ist das Problem des unzulässigen Drucks auf die Gehäusewände oder Einrichtungen im Gehäuse nur verlagert, da infolge der Volumenausdehnung die im Gehäuse vorhandene Luft ihrerseits komprimiert wird. Insbesondere bei Feinmeßgeräten führte ein solcher Vorgang zu untolerierbaren Meßwertverfälschungen.
Um dieses Problem zu lösen, ist beispielsweise versucht worden, mit Hilfe eines Ventilsystems einen Druckausgleich herbeizuführen, wobei es sich jedoch herausgestellt hat, daß durchgehend geöffnete Ventile den Nachteil besitzen, daß bei bestimmten Einbaulagen des Gehäuses durch die Öffnung Flüssigkeit austritt, was zum Beispiel bei Meßgeräten keinesfalls tolerierbar ist.
Überdruckventile andererseits können nur einem Teilaspekt gerecht werden, da sie zwar das Austreten von Flüssigkeit verhindern, jedoch findet keine Begasung bei Unterdruck etwa nach Abkühlung des betreffenden Behälters oder Gehäuses statt.
Zweiseitig wirkende Ventile sind zwar denkbar, fordern aber einen derart hohen Kostenaufwand, daß man sich meistens mit weniger anspruchsvollen Ventillösungen begnügt.
Es sind zwar auch Lösungen denkbar, bei welchen eine oder mehrere Wände des Behälters oder Gehäuses elastisch in der Weise verformbar sind, daß sie dem Über- bzw. Unterdruck im Gehäuse zu folgen vermögen, allerdings liegt es auf der Hand, daß solche Lösungen das Einsatzspektrum der Behälter oder Gehäuse oder dergleichen stark begrenzen und darüberhinaus nur bei Behältern oder Gehäusen oder dergleichen einsetzbar sind, welche lediglich geringe Druckdifferenzen zu bewältigen haben.
Eine befriedigende Lösung des oben erläuterten Problems wird in der DE-OS 33 25 329 beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift ist vorgesehen, daß zum Zwecke eines Druckausgleichs in einem geschlossenen, Flüssigkeit enthaltenden Gehäuse dieses mindestens eine Öffnung aufweist, die mit einer Abdeckung aus einem flüssigkeitsundurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Material verschlossen ist. Eine Abdeckung dieser Art besteht beispielsweise aus einem porösen Tetrafluorethylen-Polymeren, wobei die Abdeckung gleichsam wie ein Ventil funktioniert, das nach beiden Seiten einen Gastaustausch gestattet. Infolgedessen kann eine Be- oder Entlüftung je nach dem Zustand im Gehäuse erfolgen, ohne daß die Gefahr des Austretens der Flüssigkeit besteht.
Darüberhinaus ist eine Verschlußkappe der eingangs definierten Art bekannt, beispielsweise in Form einer Schraubkappe, in welcher zusätzlich eine Druckausgleichsvorrichtung mit einer porösen, gasdurchlässigen, jedoch flüssigkeitsundurchlässigen Membran und darüberhinaus noch ein Schwallschutzelement vorgesehen sind, welches seinerseits aus einem gasdurchlässigen Material besteht und so ausgebildet ist, daß es den Schwalldruck der Flüssigkeit auf die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung bricht.
Sowohl die Druckausgleichsvorrichtung bzw. die hierzu dienende Membran als auch das Schwallschutzelement werden als separate Bauelemente gefertigt, welche nachträglich noch in die Verschlußkappe eingesetzt oder eingebaut werden, was naturgemäß zu einem verhältnismäßig hohen Fertigungsaufwand führt, mit der Folge, daß Verschlußkappen dieser Art verhältnismäßig kostspielig in der Fertigung sind.
Eine Verschlußkappe gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 ist im wesentlichen aus der US-PS 4 790 445 bekannt.
Mit Rücksicht auf den wie oben geschilderten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußkappe der wie eingangs definierten Art zu schaffen, die bei insgesamt einfacherer Ausbildung fertigungstechnisch vorteilhafter herzustellen ist, so daß letztendlich die Fertigungskosten für derartige Kappen herabgesetzt werden.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Verschlußkappe insgesamt als ein Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet ist und daß die Membrane oder die Membranen der Druckausgleichsvorrichtung in diese Verschlußkappe integriert, insbesondere in einen oberen Deckelteil der Verschlußkappe ein- oder angespritzt ist oder sind.
Mit anderen Worten, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildete Verschlußkappe läßt sich gleichsam komplett im Zuge des selben Spritzgußvorganges fertigen und gleichzeitig zumindest mit der Druckausgleichsvorrichtung versehen, so daß der Fertigungsaufwand und die hiermit verbundenen Kosten in der Tat wesentlich verringert werden können.
Die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung kann zum Beispiel im wesentlichen eben oder flach oder im wesentlichen gekrümmt, insbesondere kalottenförmig ausgebildet sein, jeweils in Abhängigkeit von der Ausgestaltung des oberen Deckelteils der resultierenden Verschlußkappe, die beispielsweise entweder als Schraubkappe oder als eine aufklipsbare Kappe ausgebildet sein kann.
In bevorzugter Weise besteht die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung aus einem Material, das ausgewählt ist aus einer Gruppe der folgenden gesinterten oder ungesinterten Materialien: Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyether, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polysulfon, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (z.B. Tefzel^R), fluoriertes Ethylenpropylen (FEP) und Tetrafluorethylen-/Perfluor(Propylvinyl)-Ether-Copolymer (PFA).
Die Auswahl des Materials für die Membrane richtet sich unter anderem auch nach der Art der Flüssigkeit, welche in den Behälter oder das Gehäuse einzufüllen ist.
In bestimmten Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung aus einem gereckten mikroporösen Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.
Die Membrane wird in jedem Falle eine Stärke im Bereich von 1 bis 2000 Mikrometer aufweisen, vorzugsweise eine Stärke im Bereich von 1 bis 100 Mikrometer.
Wie bereits erwähnt, kann die Druckausgleichsvorrichtung eine oder mehrere Membranen aufweisen, wobei es besonders günstig sein kann, wenn mindestens eine der Membranen mit einem adsorbierenden Material oder einem Katalysator gefüllt oder beschichtet ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verschlußkappe kann darin bestehen, daß die Membrane laminiert ist, beispielsweise, daß die Membrane auf mindestens eine aus einem Trägermaterial bestehende Schicht laminiert ist.
Insbesondere kann die Membrane auf mindestens eine Schicht laminiert sein, die ein adsorbierendes Material oder einen Katalysator enthält.
Als Katalysator können folgende Stoffe zur Anwendung kommen: Metalle, Oxide, Sulfide und ungelöste molekulare Komplexe. Beispielsweise kann beim Transport von Gefahrengut ein entsprechend ausgewählter Katalysator toxische Dämpfe neutralisieren.
In jedem Falle besteht das Trägermaterial für die Laminierung vorzugsweise aus einem Vlies, einem Gewebe, einem Gewirke, einer Lochplatte oder aus einem Gitter.
Das Trägermaterial für diese Laminierung kann darüberhinaus aus einer Gruppe ausgewählt sein, welches die folgenden gesinterten oder ungesinterten Materialien enthält: Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyether, Polytetrafluorethylen (PTFE), Pulysulfon, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (z.B. Tefzel^R), fluoriertes Ethylenpropylen (FEP), Tetrafluorethylen-/Perfluor(Propylvinyl)-Ether-Copolymer (PFA), unbeschichtetes Metall und beschichtetes Metall.
Darüber hinaus kann es, in Abhängigkeit von dem speziellen Anwendungsfall, günstig sein, daß die Trägermaterialschicht einseitig oder beidseitig auf die Membrane aufgebracht ist, oder alternativ hierzu, daß die Membrane einseitig oder beidseitig auf die Trägermaterialschicht aufgebracht ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verschlußkappe besteht darin, daß die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung oleophob ist. Insbesondere kann eine solche oleophobe Membrane einen Ölabweisungsgrad von größer/gleich 4, vorzugsweise einen Ölabweisungsgrad von größer/gleich 8 nach AATCC-Testmethode 118-1989 ASTM aufweisen.

Im Zusammenhang mit dem Begriff "Ölabweisungsgrad" wird im folgenden zunächst eine praktikable Methode zur Bestimmung des Ölabweisungsgrades oleophober poröser Körper beschrieben.
Titel: Kohlenwasserstoff-Benetzungstest
Ölwerttest
Beschreibung: Unter Verwendung verschiedener Kohlenwasserstoffe wird der Ölabweisungsgrad von porösen Prüfkörpern, meist Membranen und Laminaten, bestimmt.
Referenzdokument: AATCC Test Method 118-1989 ASTM
Handbook of Fiber Science and Technology; Volume II
Chemical Processing of Fibers and Fabrics Functional Finishes
Part B
1984 Marcel Dekker, INC.
Prüfmittel: Testflüssigkeiten mit einer Oberflächenspannung bei 25°C:

#1 Nujol	31,2 dyn/cm
#2 65:35 Nujol:n-Hexadekan (Vol. %)	28,7 dyn/cm
#3 n-Hexadekan	27,1 dyn/cm
#4 n-Tetradekan	26,1 dyn/cm
#5 n-Dodekan	25,1 dyn/cm
#6 n-Dekan	23,5 dyn/cm
#7 n-Oktan	21,3 dyn/cm
#8 n-Heptan	19,8 dyn/cm
#9 n-Hexan	18,4 dyn/cm

Prüfkörper: Poröse Körper, Membranen, Laminate, Schläuche;

PRÜFMETHODE:

Von den oben genannten Testflüssigkeiten mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen werden Tropfen auf den Prüfkörper geträufelt und beobachtet.
Liegt die Oberflächenenergie des Prüfkörpers unterhalb der der Testflüssigkeit, kann der Tropfen nicht in die poröse Struktur des Prüfkörpers eindringen.
Physikalischer Hintergrund für die Benetzung:
Ein Maß für die Benetzung eines Körpers mit einer Flüssigkeit ist der Randwinkel θ des Flüssigkeitstropfens auf der Oberfläche des Prüfkörpers.
Ist der Randwinkel 0°, wird der Prüfkörper völlig von der Flüssigkeit benetzt, d.h. die Flüssigkeit dringt in den Prüfkörper ein.
$cos θ = \frac{σ_{SV} {- σ}_{SL}}{σ_{LV}}, worin$

σ _SV =: Oberflächenspannung fest-dampfförmig
σ _SL =: Oberflächenspannung fest-flüssig
σ _LV =: Oberflächenspannung flüssig-dampfförmig

Bei porösen Membranen läßt sich eine Benetzung durch eine Flüssigkeit leicht erkennen. Die benetzte Stelle wird transparent oder dunkel.
Die Tropfengröße soll ca. 4 - 6 mm im Durchmesser betragen. Die Prüfung soll bei Raumtemperatur, 21°C ± 1°C, durchgeführt werden.
Gemäß weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verschlußkappe kann das Schwallschutzelement im Bereich des oberen Deckelteils der Verschlußkappe und, in Richtung zum Inneren des Behälters oder Gehäuses hin gesehen, unterhalb der Membrane der Druckausgleichsvorrichtung angeordnet sein. In bevorzugter Weise ist das Schwallschutzelement im Bereich des Deckelteils der Verschlußkappe unterhalb der Membrane der Druckausgleichsvorrichtung lösbar befestigt, insbesondere an einer Anzahl von im wesentlichen vertikalen Rippen eingeklipst, die von dem Deckelteil der Verschlußkappe aus nach unten, d.h. in Richtung zum Inneren des Behälters hin gesehen, vorspringen.
Eine in fertigungstechnischer Hinsicht günstige Lösung kann darin bestehen, daß das Schwallschutzelement in die Verschlußkappe integriert, insbesondere im Bereich deren Deckelteils unterhalb der Membrane der Druckausgleichsvorrichtung in oder an die Verschlußkappe ein- oder angespritzt ist.
Darüber hinaus besteht eine weitere günstige Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darin, daß die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung gemeinsam mit dein Schwallschutzelement als ein kombiniertes, einheitliches Bauteil ausgebildet ist das in die Verschlußkappe im Bereich ihres Deckelteils integriert ist, insbesondere in oder an dieses Deckelteil ein- oder angespritzt ist.
Im übrigen kann auch das Schwallschutzelement je nach Ausführung des Deckelteils der Verschlußkappe im wesentlichen eben oder flach oder aber auch im wesentlichen gekrümmt, insbesondere kalottenförmig ausgebildet sein.
Außerdem kann die bereits oben erwähnte Trägermaterialschicht, auf welche die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung laminiert ist, selbst als ein Schwallschutzelement ausgebildet sein.
In bevorzugter Weise ist für die Öffnungen des Schwallschutzelementes ein Öffnungsdurchmesser/eine Maschengröße in einem Bereich von 5 bis 2000 Mikrometer in der Flüssigkeitsdurchgangsrichtung von innen nach außen vorgesehen.
Im übrigen besteht noch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung darin, daß die Membrane der Druckausgleichsvorrichtung unterhalb eines im wesentlichen in dem Deckelteil der Kappe mittig vorgesehenen, vorzugsweise kreuzförmig ausgebildeten Deckels mit Öffnungen für den Gasdurchtritt liegt.
Zur näheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung, ihrer weiteren Merkmale und Vorteile dient die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig. 1: eine Draufsicht auf eine Verschlußkappe von oben (mit der als durchsichtig gedachten Zeichenebene);
Fig. 2: eine Schnittansicht gemäß der Linie A-B nach Fig. 1;
Fig. 3: eine Detailansicht eines Deckelteils der Verschlußkappe nach Fig. 1 (ebenfalls mit als durchsichtig gedachter Zeichenebene);
Fig. 4: eine Schnittansicht gemäß der Linie C-D nach Fig. 3 (entsprechend dem in Fig. 2 mit einem Kreis umgebenen Bereich);
Fig. 5: eine der Fig. 4 entsprechende Schnittansicht mit einem nunmehr in die Verschlußkappe im Bereich deren oberen Deckelteils eingebauten Schwallschutzelement;
Fig. 6: eine der Fig. 3 entsprechende Detailansicht des Deckelteils einer Verschlußkappe von oben gemäß einer abgewandelten Ausführungsform (ebenfalls mit als durchsichtig gedachter Zeichenebene);
Fig. 7: eine Schnittansicht gemäß der Linie E-F nach Fig. 6;
Fig. 8: eine weitere, der Fig. 3 entsprechende Detailansicht des Deckelteils einer Verschlußkappe von oben gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform (ebenfalls mit als durchsichtig gedachter Zeichenebene);
Fig. 9: eine Schnittansicht gemäß der Linie G-H nach Fig. 8; und
Fig. 10: eine der Fig. 9 entsprechende Schnittansicht mit einem nunmehr im Bereich des oberen Deckelteils der Verschlußkappe eingebauten Schwallschutzelements.

In den Zeichnungen beziehen sich die Fig. 1 bis 5 auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verschlußkappe 1 für einen (nicht gezeigten) Behälter, der mit einer Flüssigkeit oder einem Feststoff, z. B. pulverförmigem Feststoff, befüllbar ist und der entlüftet werden muß. Die Verschlußkappe 1 ist in diesem Falle als eine Schraubkappe (vgl. Fig. 2) ausgebildet, die im wesentlichen aus einem Wandungsteil 2, einem Deckelteil 3, einem unteren Verschlußkappenrand 4 sowie aus einem inneren Schraubgewinde 5 besteht. Die Verschlußkappe 1 ist in üblicher Weise auf eine entsprechende, mit einem Außengewinde versehene Mündung des Behälters aufschraubbar.
Bei den Flüssigkeiten, welche in den Behälter eingefüllt werden, handelt es sich beispielsweise um Flüssigkeiten, bei welchen die Oberflächenspannung sehr niedrig ist, z.B. Flüssigkeiten mit anorganischen/organischen Tensiden, d.h. Reinigungsmitteln, wie z.B. Chlorbleichlaugen, oder aber auch um Säuren.
Die Verschlußkappe 1 ist, wie im folgenden noch im einzelnen erläutert wird, weiterhin mit einer Druckausgleichsvorrichtung sowie mit einem Schwallschutzelement versehen.
Die Verschlußkappe 1 ist insgesamt als ein Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet, wobei die Druckausgleichsvorrichtung gleichzeitig beim Spritzvorgang in den oberen Deckelteil 3 der Verschlußkappe 1 eingespritzt ist.
Wie sich insbesondere aus Fig. 2, 4 und 5 ersehen läßt, ist im Bereich des oberen, kreisförmigen Deckelteils 3 der Verschlußkappe 1 eine Ausbildung vorgesehen, bei der eine gasdurchlässige, jedoch flüssigkeitsundurchlässige Membrane 7 bei dem Spritzgußvorgang bezüglich der Verschlußkappe 1 gleichzeitig in den oberen Deckelteil 3 ein- oder angespritzt ist, wobei ein entsprechender Sitz für die Membrane 7 bzw. für deren Rand mit 13 bezeichnet ist.
In einer konzentrischen Anordnung bezüglich der im wesentlichen kreisförmig ausgebildeten Membrane 7 sind weiterhin vom Deckelteil 3 nach unten in Richtung zum Kappeninneren hin vorspringende Rippen 10 gleichzeitig mit angespritzt, insgesamt sechs Rippen 10, die den Bereich der Membrane 7 des Druckausgleichselementes ringförmig mit gleichmässigen gegenseitigen Beabstandungen umgeben, wobei die Zwischenräume zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Rippen 10 mit 11 bezeichnet sind.
Die nach unten vorspringenden Rippen 10 weisen an ihren unteren Enden weiterhin jeweils Hinterschneidungen 12 auf, wie deutlicher aus Fig. 4 zu ersehen ist.
Diese Hinterschneidungen 12 der nach unten vorspringenden Rippen 10 bilden jeweils Einklips-Sitze 14' zum Einklipsen eines im wesentlichen kreisförmig ausgebildeten Schwallschutzelementes 14, wie aus Fig. 5 ersichtlich.
Sowohl die Membrane 7 der Druckausgleichsvorrichtung als auch das Schwallschutzelement 14 sind im wesentlichen eben oder flach ausgebildet, wobei das Schwallschutzelement 14 im Bereich des oberen Deckelteils 3 der Verschlußkappe 1 in Richtung zum Inneren des Behälters hin gesehen unterhalb der Membrane 7 angeordnet ist.
Ferner ist in Richtung zum Inneren des Behälters hin gesehen die Membrane 7 unterhalb eines im Deckelteil 3 im wesentlichen mittig vorgesehenen, vorzugsweise kreuzförmigen Deckels 9 angeordnet, der mit einer Anzahl von Öffnungen 8, im vorliegenden Ausführungsbeispiel vier Öffnungen 8 versehen ist, welche im Falle eines erforderlichen Druckausgleichs zwischen dem Behälterinneren und der umgebenden Atmosphäre den entsprechenden Gasdurchtritt ermöglichen.
Der Deckel 9 bietet darüber hinaus auch mechanischen Schutz für die darunter liegende Membrane 7.
Für diese Membrane 7 geeignete Materialien umfassen gesintertes Polypropylen, ungesintertes Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyether, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polysulfon, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer, fluoriertes Ethylen-Propylen (FEP) und Tetrafluorethylen-/Perfluor(Propylvinyl)Ether-Copolymer (PFA). In bevorzugter Weise wird für die Membrane 7 ein gerecktes, mikroporöses Polytetrafluorethylen verwendet. Die Membrane 7 kann ferner auch laminiert sein, d.h. zum Beispiel auf mindestens eine aus einem Trägermaterial bestehende Schicht laminiert sein, was in den Zeichnungen im einzelnen nicht dargestellt ist. Ein solches Trägermaterial kann beispielsweise ein Vlies, ein Gewebe, ein Gewirke, eine Lochplatte (Lochfolie) oder ein Gitter sein. Ein derartiges Trägermaterial kann beispielsweise entweder einseitig oder beidseitig mit der Membrane 7 verbunden sein.
Darüber hinaus läßt sich in bestimmten Anwendungsfallen eine oleophobe Membrane 7 verwenden, d.h. eine Membrane, die einen Ölabweisungsgrad von größer/gleich vier, insbesondere einen Ölabweisungsgrad von größer/gleich acht aufweist (nach AATCC-Testmethode 118-1989 ASTM, wie weiter oben erläutert). Im Falle eines Ölabweisungsgrades von acht bedeutet dies, daß Flüssigkeiten mit einer Oberflächenspannung von 20 mN/m bzw. dyn/cm die poröse Membrane 7 nicht mehr benetzen.
Das in Richtung zum Behälterinneren hin gesehen, unterhalb der Membrane 7 angeordnete Schwallschutzelement 14, welches beispielsweise als eine runde Scheibe ausgebildet ist (entsprechend der Membrane 7), stellt sicher, daß der Schwalldruck der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit die poröse Membrane 7 nicht beschädigt. Die Öffnungen in diesem Schwallschutzelement 14 weisen vorzugsweise einen Öffnungsdurchmesser oder eine Maschengröße in einem Bereich von 5 bis 2000 Mikrometer in der Flüssigkeitdurchgangsrichtung von innen nach außen auf, so daß dieses Schwallschutzelement einerseits gasdurchlässig ist, um den erforderlichen Druckausgleich zu ermöglichen, während es andererseits so ausgebildet sein muß, daß auf das Schwallschutzelement auftreffende Flüssigkeit oder auftreffender, in Teilchenform vorliegender Feststoff aus dem Behälterinneren die Möglichkeit hat, wieder abzufließen oder abzulaufen, da ansonsten im Falle eines Flüssigkeitsstaues die Gasdurchlässigkeit des Schwallschutzelementes nicht mehr gegeben wäre. Das Schwallschutzelement kann z.B. ein Vlies, ein Gewebe, ein Gewirke, eine Lochplatte oder ein Gitter sein, entsprechend dem Trägermaterial für die Membrane 7.
Wie aus Fig. 1 und 2 noch ersichtlich ist, weist die als Schraubkappe ausgebildete Verschlußkappe 1 im Bereich ihres Deckelteils 3 einen in Richtung zum Behälterinneren hin weisenden Fixierungsring 19 auf, der gegenüber dem inneren Schraubgewinde 5 in vorgegebener Weise beabstandet und der die Anordnung der Rippen 10 ebenfalls mit Abstand umgibt, wobei dieser Fixierungsring 19 zur örtlichen Fixierung einer (nicht gezeigten) Kappendichtung dient, welche die Aufgabe hat, die auf den zugehörigen Behälter aufgeschraubte Verschlußkappe gegenüber diesem gut abzudichten.
Aus Fig. 1 ist noch ersichtlich, daß auf der oberen Oberfläche des Deckelteils 3 eine Datumsuhr 20 angebracht ist, mittels der das Datum der Fertigung der Verschlußkappe angezeigt wird.
Während bei der Ausführungsform der Verschlußkappe 1 gemäß den Fig. 1 bis 5 das Schwallschutzelement 14 in den für ihn vorgesehenen Einklips-Sitz 14' lösbar eingeklipst ist, besteht gemäß der im nachfolgenden beschriebenen Ausführungsform, die in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht ist, auch noch die Möglichkeit, die Verschlußkappe 1 in der Weise auszubilden, daß das Schwallschutzelement im Zuge des Spritzvorganges in diese Verschlußkappe integriert ist. Dies ergibt sich insbesondere aus Fig. 7, in welcher dargestellt ist, daß ein Schwallschutzelement 15 im Bereich des Deckelteils 3 der Verschlußkappe unterhalb der Membrane 7 der Druckausgleichsvorrichtung an die Verschlußkappe angespritzt ist, insbesondere in der Weise, daß die Verschlußkappe bzw. deren Deckelteil 3 über die nach unten vorspringenden Rippen 10 einstückig mit dem Schwallschutzelement 15 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform entfallen somit die Hinterschneidungen 12 der Rippen 10, wie diese aus den Fig. 2 und 4 ersichtlich sind.
Im übrigen ist die Ausführungsform der Verschlußkappe gemäß den Fig. 6 und 7 mit derjenigen der Fig. 1 bis 5 identisch, so daß die identischen Teile hier nicht mehr erneut beschrieben werden.
Die Ausführungsform einer als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildeten Verschlußkappe (6) gemäß den Fig. 8 bis 10 unterscheidet sich gegenüber derjenigen nach den Fig. 1 bis 5 im wesentlichen lediglich dadurch, daß sie in dem mittleren Bereich des Deckelteils 3 oberhalb der zugeordneten Druckausgleichsvorrichtung mit einer Membrane 16 einen konvex gekrümmten Deckel 23 aufweist, der wiederum in Kreuzform ausgebildet ist und hierdurch eine Anzahl von Öffnungen 24 für den Gasdurchtritt definiert. Die unmittelbar unterhalb des Deckels 23 angeordnete entsprechend gekrümmte, insbesondere kalottenförmige Membrane 16 aus einem flüssigkeitsundurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Material, wie bereits weiter oben erläutert, ist wiederum in die Verschlußkappe 6 integriert und insbesondere in den oberen Deckelteil 3 mit Sitz 17 eingespritzt.
Entsprechend der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 ist wiederum im Bereich des Deckelteils 3 unterhalb der Membrane 16 ein Schwallschutzelement 21 befestigt, vorzugsweise an einer Anzahl von im wesentlichen vertikalen Rippen 10, die von dem Deckelteil 3 aus nach unten in Richtung zum Inneren des Behälters vorspringen, lösbar eingeklipst ist, wobei der entsprechende Einklips-Sitz für das Schallschutzelement 21 mit 22 bezeichnet ist (vgl. Fig. 10). Aus Fig. 10 ergibt sich ferner, daß das Schwallschutzelement 21 analog zur Ausführung der Membrane 16 und des Deckel 23 eine gekrümmte Ausbildung aufweist, wobei zwischen Schwallschutzelement 21 und Membrane 16 ein mit einer entsprechenden Krümmung verlaufender Zwischenraum 18 vorgesehen ist, durch den das Gas bzw. die Luft im Falle des Druckausgleichs nach oben steigt.
Abgesehen von der gekrümmten Ausführung der Membrane 16 und des Schwallschutzelements 21 entspricht die Ausführungsform der Verschlußkappe gemäß den Fig. 8 bis 10 derjenigen gemäß den Fig. 1 bis 5, so daß identische Teile hier erneut nicht mehr beschrieben werden.
Ebenfalls entsprechen die für die Membrane 16 und das Schwallschutzelement 21 verwendeten Materialien denjenigen, die bereits weiter oben in Verbindung mit den vorangehenden Ausführungsbeispielen erläutert worden sind.

Bezugszeichenliste

1: Verschlußkappe
2: Wandungsteil
3: Deckelteil
4: unterer Verschlußkappenrand
5: inneres Schraubgewinde
6: Verschlußkappe
7: Membrane
8: Öffnung
9: Deckel
10: Rippe
11: Zwischenraum
12: Hinterschneidung
13: Sitz für die Membrane
14: Schwallschutzelement
14': Einklips-Sitz
15: Schwallschutzelement
16: Membrane
17: Sitz für Membrane
18: Zwischenraum
19: Fixierungsring
20: Datumsuhr
21: Schwallschutzelement
22: Einklips-Sitz
23: Deckel
24: Öffnung

Claims

Verschlußkappe (1) für Behälter, Gehäuse, Flaschen oder dergleichen, die mit einer Flüssigkeit oder einem Feststoff befüllbar sind, wobei wenigstens eine Öffnung des Behälters oder dergleichen mit der Verschlußkappe in lösbarer Weise verschließbar ist und wobei in die Verschlußkappe (1) eine Druckausgleichsvorrichtung mit mindestens einer Membrane (7; 16) aus einem flüssigkeitsundurchlässigen oder für Feststoffe undurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Material und ein Schwallschutzelement (14; 15; 21) aus einem gasdurchlässigen Material zum Brechen des Schwalldruckes der Flüssigkeit oder des Feststoffes auf die Membran (7; 16) eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (1) als ein Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet ist und die Membrane(n) (7; 16) der Druckausgleichsvorrichtung in die Verschlußkappe (1) integriert, insbesondere in einen oberen Deckelteil (3) der Verschlußkappe (1) ein- oder angespritzt ist (sind).
Verschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7) der Druckausgleichsvorrichtung im wesentlichen eben oder flach ausgebildet ist.
Verschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (16) der Druckausgleichsvorrichtung im wesentlichen gekrümmt, insbesondere kalottenförmig ausgebildet ist.
Verschlußkappe nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) aus einem Material besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe der folgenden gesinterten oder ungesinterten Materialien: Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyether, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polysulfon, Ethylen-tetrafluorethylencopolymer, fluoriertes Ethylenpropylen (FEP) und Tetrafluorethylen-/Perfluor(propylvinyl)ether-copolymer (PFA).
Verschlußkappe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) aus einem gereckten mikroporösen Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) eine Stärke im Bereich von 1 bis 2000 Mikrometer aufweist.
Verschlußkappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) eine Stärke im Bereich von 1 bis 100 Mikrometer aufweist.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Membrane (7; 16) mit einem adsorbierenden Material oder einem Katalysator gefüllt oder beschichtet ist.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) laminiert ist.
Verschlußkappe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) auf mindestens eine aus einem Trägermaterial bestehende Schicht laminiert ist.
Verschlußkappe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial ein Vlies, ein Gewebe, ein Gewirke, eine Lochplatte oder ein Gitter ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche die folgenden gesinterten oder ungesinterten Materialien enthält: Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyether, Polytetrafluorethylen (PTFE), Polysulfon, Ethylen-tetrafiuorethylen-copolymer, fluoriertes Ethylenpropylen (FEP), Tetrafluorethylen-/Perfluor(propylvinyl)ether-copolymer (PFA); unbeschichtetes Metall und beschichtetes Metall.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermaterialschicht einseitig oder beidseitig auf die Membrane (7; 16) aufgebracht ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) einseitig oder beidseitig auf die Trägermaterialschicht aufgebracht ist.
Verschlußkappe nach einen der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) auf mindestens eine Schicht laminiert ist, die ein adsorbierendes Material oder einen Katalysator enthält.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) oleophob ist.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) einen Ölabweisungsgrad von größer/gleich 4 nach AATCC-Testmethode 118-1989 ASTM aufweist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) einen Ölabweisungsgrad von größer/gleich 8 nach AATCC-Testmethode 118-1989 ASTM aufweist.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwallschutzelement (14; 15; 21) im Bereich des oberen Deckelteils (3) der Verschlußkappe (1) und, in Richtung zum Inneren des Behälters hin gesehen, unterhalb der Membrane (7; 16) angeordnet ist.
Verschlußkappe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwallschutzelement (14; 21) im Bereich des Deckelteils (3) der Verschlußklappe (1) unterhalb der Membrane (7: 16) der Druckausgleichsvorrichtung lösbar befestigt ist, insbesondere an einer Anzahl im wesentlichen vertikaler Rippen (10) eingeklipst ist, die von dem Deckelteil (3) aus nach unten, in Richtung zum Inneren des Behälters hin gesehen, vorspringen.
Verschlußkappe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwallschutzelement (15) in die Verschlußkappe (1) integriert ist, insbesondere im Bereich des Deckelteils (3) unterhalb der Membrane (7) der Druckausgleichsvorrichtung in oder an die Verschlußklappe ein- oder angespritzt ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) der Druckausgleichsvorrichtung gemeinsam mit dem Schwallschutzelement (14; 15; 21) als ein kombiniertes, einheitliches Bauteil ausgebildet ist, das in die Verschlußkappe (1) im Bereich des Deckelteils (3) integriert ist, insbesondere in oder an dieses ein- oder angespritzt ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 19 - 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwallschutzelement (14; 15) im wesentlichen eben oder flach ausgebildet ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwallschutzelement (21) im wesentlichen gekrümmt, insbesondere kalottenförmig ausgebildet ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 11 bis 12, 14, 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Trägermaterialschicht, auf welche die Membrane (7; 16) laminiert ist, selbst als ein Schwallschutzelement (14; 15; 21) ausgebildet ist.
Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 19 - 25, dadurch gekennzeichnet, daß für die Öffnungen des Schwallschutzelementes (14; 15; 21) ein Öffnungsdurchmesser oder eine Maschengröße in einem Bereich von 5 bis 2000 Mikrometer in der Flüssigkeits- bzw. Feststoffteilchen-Durchgangsrichtung von innen nach außen vorgesehen ist.
Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (7; 16) unterhalb eines im Deckelteil (3) im wesentlichen mittig vorgesehenen, vorzugsweise kreuzförmigen Deckels (9; 23) mit Öffnungen (8; 24) für den Gasdurchtritt liegt.