EP3817990A1 - Schraubverschluss mit kontrollierter dichtung - Google Patents

Schraubverschluss mit kontrollierter dichtung

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EP3817990A1
EP3817990A1 EP19736350.0A EP19736350A EP3817990A1 EP 3817990 A1 EP3817990 A1 EP 3817990A1 EP 19736350 A EP19736350 A EP 19736350A EP 3817990 A1 EP3817990 A1 EP 3817990A1
Authority
EP
European Patent Office
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outer seal
seal
container
closure
head plate
Prior art date
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EP19736350.0A
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French (fr)
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EP3817990B1 (de
EP3817990C0 (de
Inventor
Günter Krautkrämer
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Bericap GmbH and Co KG
Original Assignee
Bericap GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Bericap GmbH and Co KG filed Critical Bericap GmbH and Co KG
Publication of EP3817990A1 publication Critical patent/EP3817990A1/de
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Publication of EP3817990B1 publication Critical patent/EP3817990B1/de
Publication of EP3817990C0 publication Critical patent/EP3817990C0/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D51/00—Closures not otherwise provided for
    • B65D51/16—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas
    • B65D51/1633—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element
    • B65D51/1661—Closures not otherwise provided for with means for venting air or gas whereby venting occurs by automatic opening of the closure, container or other element by means of a passage for the escape of gas between the closure and the lip of the container mouth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D39/00—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D39/08—Threaded or like closure members secured by rotation; Bushes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2251/00—Details relating to container closures
    • B65D2251/20—Sealing means

Definitions

  • the present invention relates to a plastic closure for positive and tight placement on the neck of a liquid container with a head plate provided for covering a container opening and an outer seal running approximately parallel to the edge of the head plate, which is intended for engagement with the outside of a container neck defining the container opening is, as well as inside the outer seal and parallel to this circumferential inner seal, which is intended for engagement with the inside of the container neck, wherein the outer and the inner seal each protrude from the inside of the head plate in the direction of the container neck.
  • the circumferential seals essentially extend parallel to one another and approximately perpendicularly or slightly inclined to the plane defined by the head plate.
  • the invention relates to a screw cap made of plastic for liquid containers, the screw cap comprising a head plate, a cylindrical cap jacket with an internal thread that defines an axis of the closure, and an annular inner seal that is to be brought into engagement with the cylindrical inner surface of the container neck after application to the container neck and has an annular outer seal to be brought into engagement with the cylindrical outside of a container neck, the outer and inner seals each extending in a predominantly axial direction from the inside of the head plate.
  • Such plastic closures are used, among other things, for beverage bottles.
  • the present invention relates in particular to closures for such containers in which an uncontrolled excess pressure can arise. This applies, for example, to containers which are filled with a fermentable liquid and in which a considerable overpressure can build up (after contamination with germs).
  • Such containers when filled with the products in question, generally do not have a high internal pressure, with the exception of a slight overpressure which is specifically applied by filling with an inert gas and which essentially serves to keep the bottles, which are mostly consist of thin-walled PET material, to make it stable overall and thus stackable, typically several containers are combined into a bundle and are stacked on top of one another in this form.
  • the closure according to the invention has two mutually independent seals, one of which comes into sealing contact with the inside, the other with the outside of a corresponding container neck (deleted text shifted to page 3 :)
  • the closures used for this purpose are generally relatively short axially and also have a relatively steep, mostly multi-start thread, which allows the container to be opened and closed quickly , on the other hand, the closure offers only a comparatively small hold, and also allows ventilation or venting of the container during the short opening process only to a limited extent.
  • the invention is of course not limited to this special application, but relates to closures for all containers in which an overpressure of z. B is more than 4 bar, especially if such overpressure can arise in an uncontrolled manner.
  • the inner seal withstands only a limited overpressure due to its geometric arrangement and design. To limit the internal pressure through the internal seal, therefore, either no or only minor additional measures are required, as will be explained below. However, the external seal can withstand a very considerable excess pressure in the known closures.
  • the present invention is based on the object of providing a closure and also a container with a closure, which generally prevent the closure from breaking off under high excess pressure.
  • the outer seal has a weakened area in at least one circumferential section, the closure being designed such that the outer seal yields in the weakened area at a lower internal pressure than without the weakened area, especially in the weakened area, yields earlier than in the other areas.
  • the weakening area preferably extends over an angle sector measured with respect to the axis, which depending on the type of weakening can be limited to less than 1 ° circumferential angle, but in other embodiments also to an angle sector of 20 to 90 °.
  • the weakened area could also extend over the entire circumference, for example in the form of a spiral groove.
  • the task is solved in that the closure does not allow a correspondingly high overpressure to arise from the outset, i.e. leaks and gas escapes when the pressure inside the container exceeds a certain, predeterminable level, and that without an additional pressure valve to be attached.
  • the lower section (facing away from the head plate) of the inner seal is typically chamfered radially inwards and at the end is curved inwards in order to ensure when the closure is placed on the container neck that the inner seal slides into the opening of the container neck.
  • the lower end of the inner seal has therefore when the outer bead on the Is inside the container neck, a clear clearance to this inside.
  • the inner seal on its outside has a radially outwardly projecting area or bulge which, after corresponding compression by the container neck, rests against the inside of the container neck under elastic prestress.
  • An excess pressure which arises in a container provided with the closure generally causes the top plate of the closure to bulge.
  • the inner seal is moved a little way up to the free opening of the neck, and at the same time the inner seal tilts radially inwards and the pressure of the gas or liquid which can act on the lower section of the inner seal from the outside additionally contributes to a radially inward Swiveling the inner seal so that it lifts off at least locally from the inside of the container neck at a certain excess pressure. The inner seal will then leak.
  • the internal pressure then acts on the outer seal.
  • the bulging of the head plate also results in a reduction in the diameter of the outer seal, at least on your attachment to the head plate, which leads to an even tighter pressing of the outer seal on the container neck. Without measures to reduce the internal pressure, there is then the risk of sudden detachment when the closure is opened.
  • the outer seal also yields at a lower pressure than would be the case if the outer seal had no weakening area.
  • the weakened area is therefore a means of deliberately limiting overpressure.
  • the desired overpressure value at which the weakened area yields to the outer seal and allows the gas under pressure in the container (partially) to escape can be set well.
  • the weakened area will be set so that the pressure at which the outer seal opens in the weakened area is slightly above the overpressure with which the container is filled anyway for reasons of stability, i.e. with a pressure between 1 and 2.5 bar , the exact adherence to certain pressure values not being important as long as the opening pressure of the weakening area is clearly below the values that could cause the closure to come off the container neck dangerously.
  • a reasonable upper limit for the internal pressure of containers, which are intended for carbon-free, for example, is around 3 - 4 bar for a closure with a two-start thread with a 360 ° wrap angle and a nominal diameter of 38 mm.
  • Such a reasonable upper limit for the pressure varies with the diameter of the neck and the design of the thread and can tend to be larger with a smaller diameter and also smaller with a larger diameter.
  • the outer seal of the screw closure according to the invention expediently has a region which is referred to below as the sealing region and which is generally regarded as the axial region which comes into sealing contact with a container neck.
  • this is an area of the outer seal with a constant inner diameter that at least partially encompasses the middle third of the axial length of the outer seal.
  • the end of the outer seal which is remote from the head plate and is in the form of a ring or ring web, is (seen in an axial section) generally slightly curved or beveled radially outwards, likewise in order to slide onto the container neck when the closure is placed on it
  • the outer seal being expanded and stretched radially overall so that it rests against the container neck under elastic prestress and in this way resists a relatively high internal pressure.
  • the sealing area of an outer seal comprises at least part of the central axial third of the outer seal, and the sealing area can then be defined accordingly with reference to the closure alone.
  • the radially outwardly curved lower end section of the outer seal is therefore not in contact with the neck of the container and cannot make any significant contribution to the sealing.
  • the actual sealing area of the outer seal is located in the middle third, based on the axial length of the outer seal. This is the sealing area defined above, which according to the present invention is to be influenced by targeted measures or to be set to a specific opening pressure.
  • the weakened area consists of a circumferential section of the outer seal, which has a reduced wall thickness compared to the rest of the outer seal, the outer seal in this weakened area having the same inner radius as the outer seal, but a smaller outer radius. Due to the constant internal diameter, such an outer seal lies along its entire circumference with the sealing area on the outer surface of a container neck seals well within the required pressure range for which the container and closure are designed under normal conditions.
  • this section of reduced wall thickness can be more easily stretched and pressed radially outwards in the event of overpressure in the interior of the container, so that the outer seal in this area leaks when the Pressure exceeds a predetermined limit.
  • such a configuration provides a closure which is completely sealed under normal circumstances and which is completely sealed off by both an inner seal and an outer seal, the head plate bulging only strongly in the case of a larger (e.g.> 4 bar) internal pressure, as a result, the inner seal tilts radially inward and lifts axially and / or radially from the inner surface of the container neck, whereupon the greater pressure then acting on the outer seal is reduced over the respective weakened area.
  • the reduced wall thickness in the axial direction extends from a free axial (lower) end to the upper third of the outer seal, based on the axial length of the outer seal outside the weakened area.
  • the maximum outer diameter of the inner seal i.e. H. of the so-called “bead” of the outer seal
  • H. of the so-called “bead” of the outer seal is provided at an axial distance between only 0.4 and 1.2 mm, preferably less than 1 mm, from the stop surface, so that this area is very resistant to any movements of the head plate, in particular a bulge is strongly influenced and thus lifts off from the inner surface of the container neck at least after reaching a certain excess pressure and at least in places. Gas (or liquid) under excess pressure can then escape into the area in front of the outer seal, the weakened area of the outer seal limiting the pressure which is created by allowing the gas under pressure to pass if a limit pressure is exceeded.
  • the sealing bead of the inner seal which defines its maximum diameter, can be raised in the area of the rounding of the inner edge of the bottle neck or beyond, so that the inner seal definitely gas towards or into the outer seal Area between the outer and inner seal.
  • the weakened area consists of a circumferential section of the outer seal that is axially shortened in the angle sector a. Because the outer seal is shortened in a circumferential section and the shortening also covers the sealing area, there is only an axially very short section of the angular sector Sealing area on the outside of the neck of the container, which leads to the fact that the outer seal in this weakened area alone by the fact that it is also lifted a little bit axially by the bulging head plate, with a relatively low pressure inside the container yields and locally lifts off the bottle neck, so that any excess pressure is reduced in this way.
  • one embodiment provides that the axial length of the outer seal in the weakening region is less than two thirds of the axial length of the outer seal outside the weakened region.
  • the two aforementioned embodiments can also be combined with one another without any problems. as shown in the embodiment of Figure 1.
  • the axial shortening can be approximately one third compared to the outer seal in the remaining area and the wall thickness should be less than half the wall thickness of the outer seal outside the weakened area amount, the reduced wall thickness extending axially into the upper third of the outer seal, based on its axial length outside the weakened area.
  • a groove or a rib runs on the inner surface of the outer seal, which in any case extends over the axial width of the sealing region of the outer seal.
  • a corresponding groove would provide a sealing channel that bridges the sealing area, via which gas under pressure in the interior of the container, which may have already passed through the inner seal, can be discharged to the outside without the pressure inside the container continuing elevated.
  • a web or a rib which protrudes radially inwards on the surface of the outer seal and otherwise also extends over the axial width of the sealing area, acts in a similar way, since on both sides of such a rib the sealing surface of the outer seal from the Bottle neck is raised, and in this way also forms a passage for gas under pressure.
  • these embodiments have an outer seal that permanently has a deliberately set, small leak.
  • This leak can already by a kapillararti passage of z. B. 0.03 mm 2 cross section allow sufficient gas to pass, such as is released in a fermentation process, for example.
  • this passage may also have to allow liquid to pass through.
  • a capillary opening is not a problem under normal sales and storage conditions, because under such conditions the inner seal still effectively seals the interior of the container from the environment.
  • a corresponding groove and analogously also a corresponding rib should have the smallest possible cross-section which meets the above conditions and which, for example, is less than 0.05 mm 2 , in particular less than 0.02 mm 2 , with a corresponding groove and analog a corresponding rib, for example, could have a width and a depth of 0.1 mm each, so that the total cross section does not exceed 0.01 mm 2 .
  • the flow cross-section at least for gas, can also be significantly below the aforementioned values and, for example, only be 0.0001 mm 2 , which is sufficient to reduce a slowly increasing gas pressure, but on the other hand to prevent the ingress of contaminants and germs, as long as there is no reverse pressure difference opposes a great resistance.
  • the internal seal in any case prevents the penetration of pathogens and the like into the container and the risk that possibly only the mouth of the container neck is contaminated is in the above-described embodiments with groove or rib on the inner surface of the outer seal is very small in view of the small cross section of the groove or the rib.
  • the fact that the inner seal has an axial length of at least 2 mm with an end section that tapers conically from its maximum diameter to one end axially in front of one end also helps.
  • the pressurized gas in a container has no axial counterpart in the conical area outside the inner cross section of the inner seal and can thus contribute to the inner seal being pressed radially inward and thereby becoming leaky
  • the inner seal it has also proven expedient for the inner seal to give way in the event of excessive internal pressure if the maximum outer diameter of the inner seal is at least 1.5 mm larger than its maximum inner diameter.
  • the maximum outer diameter of the inner seal is also smaller than the minimum inner diameter of the outer seal, because a container neck opening has to be included between them, the corresponding run-up bevels and roundings on the seals and / or on the container neck opening making it possible for the maximum outer diameter of the inner seal and the minimum diameter of the outer seal differs only slightly, and in particular by significantly less than it corresponds to the wall thickness of the neck of the container.
  • the head plate has an annular section between the outer and inner seal, which defines an axial stop surface for the end face of a container neck opening.
  • the wall thickness in the area of this annular stop surface can be the same as in the central area of the head plate, but it can in particular also be larger or smaller, the latter being preferred in order to make the head plate easier to move so that it is more inside the container when overpressure occurs bulges.
  • the invention also relates to a container with a plastic closure, the container having a container neck which is designed for the form-fitting and tight engagement with a plastic closure according to one of claims 1 to 14.
  • the invention also relates to a container which has a container neck with an external thread and a screw cap, the maximum outer radius of the inner seal being 0.2 to 0.4 mm larger than the nominal inner diameter of the bottle neck.
  • the inner diameter of the outer seal which is constant in the sealing area, is also 0.2 to 0.4 mm smaller than the nominal outer diameter of the neck of the container.
  • FIG. 1A shows a section containing the axis of a closure through a screw cap placed on a bottle neck according to a first embodiment of the invention, the illustration being limited to the area of the seals and showing a normal section of the outer seal.
  • Figure 1 B shows a section perpendicular to the axis of the closure in Figure 1A along the section line B-B
  • Figure 2 shows a section corresponding to Figure 1A of a closure on a container under increased internal pressure.
  • FIG. 3A shows a section through the section of the same closure according to FIG. 1A diametrically opposite the section according to FIG. 1A with an outer seal weakened in one segment
  • Figure 3B shows a section along the line B3-B3 in Figure 3A
  • FIG. 4 shows a view according to FIG. 3A with an additionally drawn contour of the outer seal outside the weakened area.
  • FIG. 5A shows a plan view of a section of the inner surface of an outer seal according to a further embodiment, which has a cutout in the sealing area.
  • FIG. 5B shows a horizontal section through a closure according to FIG. 5A, the section plane running through the cutout and the section showing only a section of the closure on a bottle neck
  • FIG. 6A shows a plan view of a section of the inner surface of an outer seal according to a further embodiment, which has a projection in the sealing area.
  • FIG. 6B shows a horizontal section through a closure according to FIG. 6A, the section plane running through the projection and the section showing only a section of the closure on a bottle neck
  • FIG. 7A shows a section analogous to FIG. 1A of a further embodiment
  • FIG. 7B shows a horizontal section through a closure according to FIG. 6A, the section plane running through the weakened area of the outer seal and the section showing only a section of the closure on a bottle neck, and
  • FIG. 8 For a better overview, a cross section through the complete closure according to FIGS. 1 and 3.
  • Figure 1 shows an axial section through the edge of a container neck with attached closure 100.
  • the container neck is described below as a bottle neck and shows the contour of a bottle neck edge of a PET bottle with 30 or 43 mm thread.
  • the inner seal 5 is shown here overlapping with the inner surface of the bottle neck 20, but this is only intended to indicate that the outer surface of the inner seal, in particular the bead 5 ′ provided on the outer surface, rests with elastic prestress on the inner surface of the bottle neck 20, as is also the case is shown in Figure 2, wherein Figure 2 also shows a domed by an increased internal pressure head plate 1.
  • the increased pressure also causes the conical outer surface between the maximum diameter of the bead 5 'and the lower free end of the inner seal 5 to be acted upon by the increased inner pressure, so that from a certain inner pressure the inner seal 5 or its bulge projecting outward from the Lifts the inner surface of the bottle neck 20 and thus allows the pressure to escape into the area between the outer seal 7 and the inner seal 5.
  • the state shown in FIG. 2 corresponds to a situation in which the inner seal 5 has been raised and tilted to such an extent that it is lifted off the inner surface 22 of the bottle neck and is leaking.
  • the rounding provided on the inner upper edge of the bottle neck in accordance with customary standards in turn contributes to the fact that the inner seal, at least locally, loses the sealing contact with the bottle neck at least locally.
  • FIG. 1A A part of the closure 100 can be seen in FIG. 1A, which has a head plate 1, a cap jacket 2 with a screw thread 3 and an inner seal 5 and an outer seal 7.
  • the closure 100 When the closure 100 is screwed onto a bottle neck 20, the mouth of the bottle neck 20 slides between the outer seal 7 and the inner seal 5, generally until the end face 24 of the bottle neck mouth abuts a stop face 4 of the annular section 14 on the underside the head plate 1, which is located between the two seals 5 and 7.
  • the inner seal 5 tends to be tilted inwards, as initially done by the radial inward pushing of the bead 5 'occurs when engaging with the inner sealing surface of the bottle neck 20.
  • the top plate 1 has a somewhat larger wall thickness D, the different wall thicknesses d, D not being a mandatory feature, but which can favor or simplify the desired overpressure limitation of the closure.
  • a groove can be provided on the inside of the head plate 1 at the transition from the stop surface 4 and the inner seal 5, which groove makes the inner part of the head plate 1 with the inner seal 5 even more mobile than the radially outer one Section 14 does what the bulging of the head plate 1 and the tilting and axial lifting of the inner seal 5 up to leakage again facilitates.
  • the bead 5 With a sufficiently high internal pressure, which also acts on the outside of the inner seal 5, provided that it has no opposite pressurized surface in the axial direction, the bead 5 'lifts off at least in some places from the inner surface 22 of the bottle neck 20, so that the Pressure can escape until the bulge of the head plate 1 has decreased accordingly and the elastic restoring forces of the inner seal bring the bead 5 'of the inner seal 5 back into sealing engagement with the bottle neck.
  • FIG. 3A shows the same closure as FIG. 1A, but the sectional plane runs through a weakened area 6 of the outer seal 7.
  • the weakened area 6 in this case consists of an optionally axially shortened and reduced in wall thickness section 6 of the outer seal 7, which has the same inner diameter as the outer seal 7 in the rest of the area, but has a significantly smaller outer diameter.
  • Figure 3B shows a section through the line B3-B3 in Figure 3A.
  • the inner seal 5 lies against the inner surface 21 of the bottle neck 20 (the overlap of the inner seal 5 with the bottle neck 20 in FIG. 3A is only intended to represent the tension-free state before the inner seal 5 or its bead 5 ′ is pressed inwards by the bottle neck) ,
  • the upper third of the outer seal 7 adjoining the head plate is located in the region of a radius of curvature at the upper edge of the neck opening and thus does not come into contact with the
  • the bottle neck and the lower third are already radially widened in order to facilitate the sliding of the mouth of the bottle neck 20 into the space between the two seals 5 and 7 when the closure is placed on a bottle neck.
  • seal 7 is now shortened to half or the entire axial length of the outer seal 7 over a certain angle sector a, which may be 30 °, for example, only a relatively axially relatively short section of the outer seal 7 with the outer side 21 of the bottle neck is left in this area 20 in contact, wherein a relatively small excess pressure within the outer seal 7 is sufficient to lift this relatively short, still sealing section from the outside 21 of the bottle neck 20 and thus to relieve pressure.
  • a which may be 30 °, for example, only a relatively axially relatively short section of the outer seal 7 with the outer side 21 of the bottle neck is left in this area 20 in contact, wherein a relatively small excess pressure within the outer seal 7 is sufficient to lift this relatively short, still sealing section from the outside 21 of the bottle neck 20 and thus to relieve pressure.
  • the outer seal 7, of which two end sections can still be seen in the angular section shown in FIG. 3B, is not only shortened axially in the weakening segment within the angular sector a, but is also replaced by a weakened area 6 with reduced wall thickness, which, however, has the same inner diameter as the inner seal 7 otherwise.
  • the weakening area 6 of the outer seal is thus sealing against the outside 22 of the bottle neck 20 and protects against the ingress of germs before first use, d. H. on the way from the bottler to the consumer.
  • the dimensional relationships between the weakened area 6 of the outer seal 7 are also illustrated again in FIG. 4, where, in addition to the weakened area 6 shown in section, the contour of the outer seal 7, as is present in the areas of the outer seal 7 outside the weakened area 6, was also drawn. It can also be seen in FIG. 4 that the wall thickness d of the head plate in the area between the inner seal 5 and the outer seal 7 is somewhat less than the wall thickness D radially inside the inner seal 5.
  • FIG. 8 shows the complete closure in the sectional plane of FIGS. 1A and 3A.
  • 1A corresponds to the area I with a dashed frame in FIG. 8
  • FIG. 3A corresponds to the area III with a dashed frame in FIG. 8.
  • FIG. 5A shows a small section of the head plate 1 with the seal 7 extending downward from the head plate 1, FIG. 5A being a plan view of the inner surface of the outer seal 7, which normally comes into sealing contact with the outer surface 22 of the bottle neck.
  • the inner surface of the outer seal has a small groove-like recess 6 ', which bridges in the axial direction the area in which the seal otherwise lies tightly against the outer side 22 of the bottle neck 20.
  • This is shown again schematically in a section running through the recess 6 'in FIG. 5B.
  • the cross section of the groove-like recess 6 ' is less than 0.5 mm 2 , in particular less than 0.2 mm 2 .
  • the recess 6 ' which is approximately semicircular in the section according to FIG. 5B could, for example, have a radius of 0.1 to 0.2 mm.
  • FIGS. 6A and 6B represent a further embodiment, in which instead of a recess 6 ', a radially inwardly projecting web or a rib or a projection 6 "is provided. Even if the wall thickness of the outer seal 7 in the circumferential direction of the outer seal and on both sides of the projection or the rib 6 "is constant, short sections of the inner seal 7 are nevertheless lifted off the outer surface 22 of the bottle neck 20 on both sides of the rib 6", which effectively leads to the fact that on both sides of the rib 6 ′′, in turn, two small recesses 6 ′ which are wedge-shaped in cross section are formed.
  • the rib 6 ′′ is dimensioned such that the total cross section of the recesses 6 ′ thus formed is not more than 0.5 mm 2 , preferably less than 0.2 mm 2 . It goes without saying that here, too, the rib 6 ′′ extends in a straight line or curved in the axial direction over the sealing area of the outer seal 7, so that the recess 6 ′ connects the space between the outer and inner seal to the outside of the bottle neck 20.
  • FIG. 7 finally shows yet another embodiment in which the outer seal 7 has been axially shortened in an angular range a, so that in the angular sector a of the weakened area 16 only a very small contact axially between the outer seal 7 or the weakened area 16 and the bottle neck 20 or whose outer surface 22.
  • This is dimensioned such that when the head plate is arched, the outer seal, despite its proximity to an imaginary pivot point of the bulged part of the head plate 1, still shifts axially upwards sufficiently to open a gas passage.
  • the invention is essentially based on two effects, namely on the one hand, to use the arching of the head plate which arises under internal pressure, in order first to open the inner seal to such an extent that undesirably high internal pressure of e.g. B more than 3 bar is passed on to the outer seal. Secondly, this outer seal is the same at least in an angular sector weakened that when exposed to the z. B. 3 bar pressure also yields and the pressure can be reduced by gas leakage from the container.
  • the invention also relates in particular to a combination of a container neck or a container with a plastic closure, the maximum outer diameter of the outer seal being between 0. 2 and 0.4 mm is larger than the corresponding inner diameter of the container neck opening, while the inner diameter of the outer seal is also approximately 0.2 to 0.4 mm smaller than the corresponding outer diameter of the container neck in the respective angular position.
  • the closure according to the invention is particularly well suited for containers with cylindrical cylinder necks which have an inner diameter of 40 or 30 mm, but can also be used for smaller closure diameters of, for example, 28 mm.
  • the embodiments described above are therefore adapted in terms of their dimensions to corresponding standardized container necks or bottle necks.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluss zum formschlüssigen und dichten Aufsetzen auf den Hals eines Flüssigkeitsbehälters mit einer für das Abdecken einer Behälteröffnung vorgesehenen Kopfplatte (1) und einer entlang des Randes der Kopfplatte (1) umlaufenden Außendichtung (7), welche für den Eingriff mit der Außenseite eines die Behälteröffnung definierenden Behälterhalses (20) vorgesehen ist, sowie einer innerhalb der Außendichtung (7) und parallel zu dieser umlaufenden Innendichtung (5), die für den Eingriff mit der Innenseite des Behälterhalses vorgesehen ist, wobei die Außen- und die Innendichtung (7, 5) sich jeweilsin etwa senkrecht oder leicht geneigt von einer Innenseite (11) der Kopfplatte (1) erstrecken. Um einen Verschluss und auch einen Behälter mit einem Verschluss zu schaffen, welche ein Absprengen des Verschlusses unter hohem Überdruck im Allgemeinen vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Außendichtung (7) in mindestens einem Umfangsabschnitt einen Schwächungsbereich (6, 6', 6") aufweist, so dass die Außendichtung (7) bei einem geringeren inneren Überdruck undicht wird als bei einer Ausbildung der Außendichtung ohne den Schwächungsbereich.

Description

Schraubverschluss mit kontrollierter Dichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluss zum formschlüssigen und dichten Aufsetzen auf den Hals eines Flüssigkeitsbehälters mit einer für das Überdecken einer Behälteröffnung vorgesehenen Kopfplatte und einer in etwa parallel zum Rand der Kopfplatte umlaufenden Außendichtung, welche für den Eingriff mit der Außenseite eines die Behälteröffnung definierenden Behälterhalses vorgesehen ist, sowie einer innerhalb der Außendichtung und parallel zu dieser umlaufenden Innendichtung, die für den Eingriff mit der Innenseite des Behälterhalses vorgesehen ist, wobei die Außen- und die Innendichtung jeweils von der Innenseite der Kopfplatte in Richtung des Behälterhalses hervorstehen.
Im Wesentlichen erstrecken die umlaufenden Dichtungen sich parallel zueinander und in etwa senkrecht oder leicht geneigt zu durch die Kopfplatte definierten Ebene.
Insbesondere betrifft die Erfindung einen Schraubverschluss aus Kunststoff für Flüssigkeitsbehälter, wobei der Schraubverschluss eine Kopfplatte, einen zylindrischen Kappenmantel mit Innengewinde die eine Achse des Verschlusses definieren, und eine nach dem Aufbringen auf den Behälterhals mit der zylindrischen Innenfläche des Behälterhalses in Eingriff zu bringende ringförmige Innendichtung sowie eine mit der zylindrischen Außenseite eines Behälterhalses in Eingriff zu bringende, ringförmige Außendichtung aufweist, wobei die Außen- und die Innendichtung sich jeweils in vorwiegend axialer Richtung von der Innenseite der Kopfplatte erstrecken.
Derartige Kunststoffverschlüsse werden unter anderem für Getränkeflaschen verwendet. Dabei betrifft die vorliegenden Erfindung insbesondere Verschlüsse für solche Behälter, in welchen ein unkontrollierter Überdruck entstehen kann. Dies trifft beispielsweise auf Behälter zu, die mit einer im Prinzip gärfähigen Flüssigkeit gefüllt sind und innerhalb derer sich demzufolge (nach einer Kontamination mit Keimen) ein beträchtlicher Überdruck aufbauen kann.
Solche Behälter weisen, wenn sie mit den betreffenden Produkten gefüllt sind, in der Regel keinen hohen Innendruck auf, mit Ausnahme eines gezielt durch Auffüllen mit einem inerten Gases aufgebrachten geringen Überdrucks, der im Wesentlichen dazu dient, die Flaschen, welche zumeist aus dünnwandigem PET-Material bestehen, insgesamt stabil und damit stapelfähig zu machen, wobei typischerweise mehrere Behälter zu einem Gebinde zusammengefasst sind und in dieser Form aufeinander gestapelt werden.
Dabei hat sich in einigen Marktsegmenten zunehmend der Wunsch von Verbrauchern durchge setzt, den Behälterinhalt in möglichst reiner, natürlicher Form zu erhalten und den betreffenden Inhalt, wie z.B. Fruchtsaft oder Smoothies, nicht mit Konservierungsstoffen haltbar zu machen. Es versteht sich, dass solche Getränke nach Erstöffnung eine vergleichsweise kurze Mindesthaltbar keitsdauer haben, auch wenn sie unter aseptischen Bedingungen abgefüllt wurden. Es kann des halb geschehen, dass ein Verbraucher einen derartigen Behälter nach dem Einkauf, vor allem nach einem erstmaligen Öffnen, für eine längere Zeit und womöglich auch an einem ungünstigen (war men) Ort stehen lässt, wodurch aufgrund einer anfänglich geringen Verkeimung in der in dem Be hälter enthaltenen Flüssigkeit Gärprozesse beginnen können. Bei einer Gärung entstehen typi scherweise Gase und diese erhöhen wiederum den Druck im Inneren des Behälters in unkontrol lierbarer Weise. Auch wenn die Behälter und die entsprechenden Verschlüsse für einen geringen Überdruck ( zum Beispiel 2 bar ) ausgelegt sind, um, wie oben erwähnt, das Stapeln entsprechen der Gebinde zu erleichtern, kann ein durch Gärung entstehender Druck um ein Vielfaches höher sein als der allein zur Gewährleistung der Stapelfähigkeit erforderliche Druck, unter dem die Be hälter ursprünglich mit einem inerten Gas aufgefüllt wurden.
Der erfindungsgemäße Verschluss weist, wie es im Stand der Technik üblich ist, zwei voneinander unabhängige Dichtungen auf, von denen eine mit der Innenseite, die andere mit der Außenseite eines entsprechenden Behälterhalses in dichtenden Kontakt tritt (gestrichener Text verschoben auf Seite 3:)
Da die Behälter mit Ausnahme des bereits beschriebenen geringen Überdrucks zum Erhalt der Stapelfähigkeit im Wesentlichen drucklos sind, sind die hierfür verwendeten Verschlüsse in der Regel axial relativ kurz und haben auch einen relativ steiles, zumeist mehrgängiges Gewinde, was ein schnelles Öffnen und Schließen des Behälters erlaubt, andererseits dem Verschluss nur einen vergleichsweise geringen Halt bietet, und auch eine Belüftung bzw. Entlüftung des Behälters wäh rend des kurzen Öffnungsvorganges nur begrenzt zulässt.
Dies führt dazu, dass bei dem Versuch, einen unter relativ hohem Innendruck stehenden Behälter zu öffnen, der Verschluss bereits nach einem kurzen Drehwinkel explosionsartig von dem Behäl terhals abgesprengt wird und einen Benutzer dabei erheblich verletzen kann, insbesondere wenn empfindliche Körperteile, wie z.B. ein Auge, von dem abgesprengten Verschluss getroffen werden. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diesen speziellen Anwendungsfall beschränkt, sondern betrifft Verschlüsse für alle Behälter, in denen ein Überdruck von z. B mehr als 4 bar vorliegt, insbesondere wenn ein solcher Überdruck unkontrolliert entstehen kann.
Die Innendichtung widersteht dabei aufgrund ihrer geometrischen Anordnung und Ausgestaltung nur einem begrenzten Überdruck. Zur Begrenzung des Innendruckes durch die Innendichtung sind deshalb entweder keine oder nur geringe Zusatzmaßnehmen erforderlich, wie unter noch erläutert wird Die Außendichtung kann jedoch bei den bekannten Verschlüssen einem sehr erheblichen Überdruck widerstehen.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Verschluss und auch einen Behälter mit einem Verschluss zu schaffen, welche ein Absprengen des Verschlusses unter hohem Überdruck im Allgemeinen vermeiden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Außendichtung in mindestens einem Umfangsabschnitt einen Schwächungsbereich aufweist, wobei der Verschluss so ausgestaltet ist, dass die Außendichtung im Schwächungsbereich bei einem geringeren inneren Überdruck nachgibt als ohne den Schwächungsbereich insbesondere im Schwächungsbereich früher nachgibt als in den übrigen Bereichen.
Bei einem Schraubverschluss erstreckt sich der Schwächungsbereich vorzugsweise über einen bezüglich der Achse gemessenen Winkelsektor, der je nach der Art der Schwächung auf weniger als 1 ° Umfangswinkel, bei anderen Ausführungsformen jedoch auch auf einen Winkelsektor von 20 bis 90 ° beschränkt sein kann.
Unter Umständen könnte sich der Schwächungsbereich auch über den gesamten Umfang erstrecken, beispielsweise in Form einer spiralförmig umlaufenden Nut.
Allgemeiner gesprochen wird also die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Verschluss das Entstehen eines entsprechend hohen Überdrucks von vornherein nicht zulässt, d.h. undicht wird und Gas entweichen lässt, wenn der Druck im Inneren des Behälters ein gewisses, vorgebbares Maß übersteigt, und zwar ohne ein zusätzlich anzubringendes Überdruckventil.
Der untere (von der Kopfplatte abgewandte) Abschnitt der Innendichtung ist typischerweise radial nach Innen abgeschrägt und am Ende einwärts gewölbt um beim Aufsetzen des Verschlusses auf den Behälterhals zu gewährleisten, dass die Innendichtung in die Öffnung des Behälterhalses hinein gleitet. Das untere Ende der Innendichtung hat deshalb, wenn der außenliegende Wulst an der Innenseite des Behälterhalses anliegt, eine deutlichen lichten Abstand zu dieser Innenseite. Darüber weist die Innendichtung auf Ihrer Außenseite einen radial nach außen vorstehenden Bereich bzw. Wulst auf, der nach entsprechender Komprimierung durch den Behälterhals unter elastischer Vorspannung an der Innenseite des Behälterhalses dichtend anliegt.
Ein in einem mit dem Verschluss versehenen Behälter entstehender Überdruck führt in aller Regel dazu, dass sich die Kopfplatte des Verschlusses aufwölbt. Dabei wird die Innendichtung ein Stück weit nach oben zur freien Öffnung des Halses bewegt, und gleichzeitig verkippt die Innendichtung radial einwärts und der Druck des Gases oder der Flüssigkeit, der von außen auf den unteren Abschnitt der Innendichtung wirken kann, trägt zusätzlich zu einem radial einwärts Verschwenken der Innendichtung bei, sodass diese ab einem gewissen Überdruck zumindest lokal von der Innenseite des Behälterhalses abhebt. Die Innendichtung wird somit undicht.
Der Innendruck wirkt dann auf die Außendichtung. Das Aufwölben der Kopfplatte bewirkt dabei aber auch eine Reduzierung des Durchmessers der Außendichtung zumindest an Ihrem Ansatz an der Kopfplatte, was zu einem noch festeren Andrücken der Außendichtung an dem Behälterhals führt. Ohne Maßnahmen zur Reduzierung des Innendrucks besteht dann die oben geschilderte Gefahr des plötzlichen Absprengens beim Öffnen des Verschlusses.
Durch den gemäß der Erfindung gezielt vorgesehenen Schwächungsbereich der Außendichtung gibt aber auch die Außendichtung bei einem geringeren Druck nach, als dies der Fall wäre, wenn die Außendichtung keinerlei Schwächungsbereich hätte. Dadurch wird der ansonsten höhere Innendruck reduziert und die Gefahr des Absprengens eines Verschlusses vom Behälterhals wird vollständig oder zumindest weitgehend eliminiert. Der Schwächungsbereich ist demnach ein Mittel zur gezielten Überdruckbegrenzung.
Durch entsprechende geometrische Ausgestaltung des Schwächungsbereiches, die man auch ohne weiteres experimentell bestimmen kann, kann man den gewünschten Überdruckwert, bei welchem der geschwächte Bereich der Außendichtung nachgibt und das im Behälter unter Druck stehende Gas (teilweise) entweichen lässt, gut einstellen. In der Regel wird man den geschwächten Bereich so einstellen, dass der Druck, bei welchem die Außendichtung im Schwächungsbereich öffnet, etwas über dem Überdruck liegt, mit dem der Behälter aus Stabilitätsgründen ohnehin befüllt wird, d.h. mit einem Druck zwischen 1 und 2,5 bar, wobei es auf die exakte Einhaltung bestimmter Druckwerte nicht ankommt, so lange nur der Öffnungsdruck des Schwächungsbereiches deutlich unter den Werten liegt, die ein gefährliches Absprengen des Verschlusses vom Behälterhals bewirken könnten. Eine sinnvolle Obergrenze für den Innendruck von Behältern, die zum Beispiel für kohlensäurefreie vorgesehen sind, liegt bei etwa 3 - 4 bar für einen Verschluss mit einem zweigängigen Gewinde mit ca. 360° Umschlingungswinkel und einem Nenndurchmesser von 38 mm. Eine solche sinnvolle Obergrenze für den Druck variiert mit dem Durchmesser des Halses und der Gestaltung des Gewindes und kann bei kleinerem Durchmesser tendenziell größer, bei größerem Durchmesser auch kleiner sein.
Die Außendichtung des erfindungsgemäßen Schraubverschlusses weist zweckmäßigerweise einen nachstehend als Dichtungsbereich bezeichneten Bereich auf, der generell als der axiale Bereich angesehen wird, der mit einem Behälterhals in dichtenden Kontakt tritt. Konkret ist dies ohne Bezugnahme auf einen (im Allgemeinen genormten) Behälterhals ein Bereich der Außendichtung mit konstantem Innendurchmesser, der das mittlere Drittel der axialen Länge der Außendichtung mindestens teilweise umfasst. Wegen einer Rundung am Außenrand einer Behälterhalsmündung, wie sie standardmäßig bei den meisten in Betracht kommenden Behältern vorgesehen ist, um beim Aufsetzen des Verschlusses auf den Behälterhals ein Aufgleiten der Außendichtung auf die Außenseite des Behälterhalses zu gewährleisten, tritt der kopfplattennahe Bereich der Außendichtung mit dem Behälterhals nicht oder kaum in Kontakt.
Das von der Kopfplatte abgelegene Ende der Außendichtung, die die Form eines Ringes oder Ringsteges hat, ist (in einem axialen Schnitt gesehen) im allgemeinen leicht radial nach außen gekrümmt bzw. abgeschrägt, ebenfalls um beim Aufsetzen des Verschlusses auf den Behälterhals das Aufgleiten auf den Behälterhals zu erleichtern, wobei die Außendichtung insgesamt radial aufgeweitet und gedehnt wird, damit sie unter elastischer Vorspannung an dem Behälterhals anliegt und auf diese Weise einem relativ hohen Innendruck widersteht. Insofern ist davon auszugehen, dass der Dichtungsbereich einer Außendichtung mindestens einen Teil des mittleren axialen Drittels der Außendichtung umfasst, und der Dichtungsbereich kann dann entsprechend unter Bezugnahme allein auf den Verschluss definiert werden.
Auch der radial nach außen gekrümmte untere Endabschnitt der Außendichtung liegt daher nicht am Behälterhals an und kann zur Abdichtung nicht nennenswert beitragen. Der eigentlich dichtende Bereich der Außendichtung befindet sich etwa im mittleren Drittel, bezogen auf die axiale Länge der Außendichtung. Dies ist der oben definierte Dichtungsbereich, der gemäß der vorliegenden Erfindung durch gezielte Maßnahmen beeinflusst bzw. auf einen bestimmten Öffnungsdruck eingestellt werden soll.
Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schwächungsbereich aus einem Umfangsabschnitt der Außendichtung besteht, der gegenüber der übrigen Außendichtung eine verringerte Wandstärke hat, wobei die Außendichtung in diesem Schwächungsbereich denselben Innenradius wie die Außendichtung im Übrigen, jedoch einen kleineren Außenradius hat. Aufgrund des durchgehend konstanten inneren Durchmessers liegt eine solche Außendichtung entlang ihres gesamten Umfanges mit dem Dichtungsbereich an der Außenfläche eines Behälterhalses an und dichtet gut innerhalb des erforderlichen Druckbereichs für den der Behälter und der Verschluss unter Normalbedingungen ausgelegt ist. Da aber die Wandstärke in dem Schwächungsbereich geringer ist als die Außendichtung in ihrem übrigen Bereich, lässt sich dieser Abschnitt verringerter Wandstärke im Falle eines Überdruckes im inneren des Behälters leichter dehnen und radial nach außen drücken, sodass die Außendichtung in diesem Bereich undicht wird, wenn der Druck einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Eine solche Ausgestaltung liefert im Ergebnis einen unter normalen Umständen vollständig dichten Verschluss der sowohl durch eine Innendichtung als auch durch eine Außendichtung komplett abgedichtet ist, wobei nur im Falle eines größeren (z. B. > 4 bar) inneren Überdrucks die Kopfplatte sich stark aufwölbt, dadurch die Innendichtung radial einwärts verkippt und axial und/oder radial von der Innenfläche des Behälterhalses abhebt, woraufhin der dann auf die Außendichtung wirkende stärkere Druck über den jeweiligen Schwächungsbereich abgebaut wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung reicht die verringerte Wandstärke in axialer Richtung von einem freien axialen (unteren) Ende bis in das obere Drittel der Außendichtung, bezogen auf die axiale Länge der Außendichtung außerhalb des Schwächungsbereichs.
Zum Abheben der Innendichtung u.a. auch bei, dass der maximale Außendurchmesser der Innendichtung, d. h. des sogenannten„Wulstes“ der Außendichtung, in einem axialen Abstand zwischen nur 0,4 und 1 ,2 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm, von der Anschlagfläche vorgesehen ist, sodass dieser Bereich von etwaigen Bewegungen der Kopfplatte, insbesondere einem Aufwölben derselben, sehr stark beeinflusst wird und damit zumindest nach Erreichen eines gewissen Überdrucks und zumindest stellenweise von der Innenfläche des Behälterhalses abhebt. Unter Überdruck stehendes Gas (oder auch Flüssigkeit) kann dann in den Bereich vor der Außendichtung entweichen, wobei der geschwächte Bereich der Außendichtung den entstehenden Druck begrenzt, indem er bei Überschreiten eines Grenzdrucks das unter Druck stehende Gas passieren lässt. Bei einer ausreichenden Aufwölbung der Kopfplatte, kann der dichtende Wulst der Innendichtung, der deren maximalen Durchmesser definiert, in den Bereich der Abrundung des inneren Flaschenhalsrandes oder darüber hinaus angehoben werden, so dass die Innendichtung auf jeden Fall Gas zu der Außendichtung hin bzw. in den Bereich zwischen Außen- und Innendichtung passieren lässt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schwächungsbereich aus einem in dem Winkelsektor a axial verkürzten Umfangsabschnitt der Außendichtung besteht. Dadurch dass die Außendichtung in einem Umfangsabschnitt verkürzt ist und die Verkürzung auch den Dichtungsbereich erfasst, liegt in dem Winkelsektor ein nur noch axial sehr kurzer Abschnitt des Dichtungsbereiches an der Außenseite des Behälterhalses an, was dazu führt, dass die Außen dichtung in diesem so geschwächten Bereich schon allein dadurch, dass sie durch die sich aufwöl bende Kopfplatte ebenfalls ein Stück weit axial angehoben wird, bei einem relativ geringen Über druck im Behälter inneren nachgibt und lokal von dem Flaschenhals abhebt, sodass auf diese Weise ein etwaiger Überdruck abgebaut wird. Gleichzeitig ist ein solcher axial verkürzter Dich tungsbereich immer noch ausreichend, um im drucklosen Zustand, d.h. wenn der Druck beiderseits der Außendichtung in etwa gleich groß oder auf den regulären Überdruck (<2 bar) des Behälters begrenzt ist, eine Dichtung des Schraubverschlusses zu gewährleisten. Insbesondere ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die axiale Länge der Außendichtung in dem Schwächungsbe reich weniger als zwei Drittel der axialen Länge der Außendichtung außerhalb des Schwächungs bereiches beträgt.
Auch durch diese Maßnahme wird die Außendichtung und damit der Verschluss insgesamt bei einem deutlich geringeren Innendruck undicht bzw. baut früher einen erhöhten Innendruck ab. als ein Verschluss mit einer Außendichtung ohne den Schwächungsbereich. Ohne eine Schwächung, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, bleibt die Außendichtung bis zum Bers ten einer PET Flasche dicht.
Die beiden vorgenannten Ausführungsformen lassen sich auch ohne weiteres miteinander kombi nieren. wie es in der Ausführungsform gemäß Figur 1 dargestellt ist. Bei einer Kombination eines Schwächungsabschnittes mit verringerter Wandstärke und axialer Verkürzung der Außendichtung in demselben Umfangssektor bzw. -abschnitt kann die axiale Verkürzung etwa ein Drittel gegen über der Außendichtung im übrigen Bereich betragen und die Wandstärke sollte weniger als die Hälfte der Wandstärke der Außendichtung außerhalb des Schwächungsbereiches betragen, wobei die verringerte Wandstärke axial bis in das obere Drittel der Außendichtung, bezogen auf deren axiale Länge außerhalb des Schwächungsbereichs hinein reicht.
Gemäß einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass auf der Innenfläche der Außendichtung eine Nut oder eine Rippe verläuft, die sich jedenfalls über die axiale Breite des Dichtungsbereiches der Außendichtung hinweg erstreckt. Eine entsprechende Nut würde einen den Dichtungsbereich über brückenden, kleinen Kanal bereitstellen, über welchen unter Überdruck stehendes Gas im inneren des Behälters, welches möglicherweise auch schon die Innendichtung passiert hat, nach außen abgeführt werden kann, ohne dass der Druck im inneren des Behälters sich weiter erhöht.
Ein Steg bzw. eine Rippe, die auf der Oberfläche der Außendichtung radial nach innen vorsteht und ansonsten ebenfalls über die axiale Breite des Dichtungsbereiches hinweg verläuft, wirkt in ähnlicher Weise, da beiderseits einer solchen Rippe die Dichtfläche der Außendichtung von dem Flaschenhals abgehoben ist, und auf diese Weise ebenfalls einen Durchlass für unter Überdruck stehendes Gas bildet.
Diese Ausführungsformen weisen im Ergebnis eine Außendichtung auf, die permanent eine gezielt eingestellte, kleine Undichtigkeit aufweist. Diese Undichtigkeit kann schon durch einen kapillararti gen Durchlass von z. B. 0,03 mm2 Querschnitt ausreichend Gas passieren lassen, wie es zum Beispiel bei einem Gärprozess freigesetzt wird. Bei der Bemessung des Querschnitts eines gezielt vorgesehenen kapillarartigen Durchlasses kann gegebenenfalls auch berücksichtigt werden, dass bei einem von innen mit Flüssigkeit beaufschlagten Verschluss (z. B. umgekippte oder über Kopf liegende Flasche) dieser Durchlass unter Umständen auch Flüssigkeit hindurchtreten lassen muss. Eine solche Kapillaröffnung stellt andererseits unter normalen Verkaufs und Lagerbedingungen kein Problem dar, weil unter solchen Bedingungen die Innendichtung das Behälterinnere noch im mer wirksam gegenüber der Umgebung abdichtet.
Allerdings soll nach Möglichkeit auch verhindert werden, dass durch eine solche Nut oder durch abstehende Bereiche einer Dichtfläche, wie sich durch eine Rippe hervorgerufen werden, Verun reinigungen und insbesondere Gärung verursachende Keime durch die Außendichtung an die Mündung des Behälterhalses und möglicherweise in den Behälterhals hinein gelangen können. Aus diesem Grund sollten eine entsprechende Nut und analog auch eine entsprechende Rippe einen möglichst geringen Querschnitt haben, der die obigen Bedingungen erfüllt und der z.B. we niger als 0.05 mm2 beträgt, insbesondere weniger als 0,02 mm2, wobei eine entsprechende Nut und analog eine entsprechende Rippe z.B. eine Breite und auch eine Tiefe von jeweils 0,1 mm aufweisen könnte, sodass der Gesamtquerschnitt 0,01 mm2 nicht übersteigt. Der Durchlassquer schnitt kann zumindest für Gas auch noch deutlich unter den vorgenannten Werten liegen und zum Beispiel nur 0,0001 mm2 betragen, was ausreicht, um einen sich langsam aufbauenden Gasdruck abzubauen, andererseits aber dem Eindringen von Verunreinigungen und Keimen, solange keine umgekehrte Druckdifferenz auftritt, einen großen Widerstand entgegensetzt.
Über einen solch kleinen Durchgang wird also ein im Inneren des Behälters vorherrschender Über druck, der auch die Innendichtung von ihrem Eingriff mit der Innenfläche des Behälterhalses ab hebt, nur sehr langsam und im Wesentlichen kontinuierlich abgebaut.
Soweit im Inneren des Behälters kein Überdruck bzw. kein überhöhter Überdruck entsteht, verhin dert auf jeden Fall die Innendichtung das Eindringen von Krankheitskeimen und dergleichen in den Behälter und das Risiko, dass möglicherweise allein die Behälterhalsmündung kontaminiert wird, ist bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen mit Nut oder Rippe an der Innenfläche der Außendichtung angesichts des geringen Querschnitts der Nut bzw. der Rippe sehr gering. Zum leichteren Abheben der Innendichtung von der Innenfläche des Behälterhalses trägt auch bei, dass die Innendichtung eine axiale Länge von mindestens 2 mm mit einem sich von ihrem maximalen Durchmesser zu ihrem axial vor ein Ende konisch verjüngenden Endabschnitt aufweist. Das unter Druck stehende Gas in einem Behälter hat in dem konischen Bereich außerhalb des Innenquerschnitts der Innendichtung keinen axialen Gegenpart und kann somit dazu beitragen, dass die Innendichtung radial einwärts gedrückt wird und dadurch undicht wird
Insgesamt hat es sich für ein Nachgeben der Innendichtung im Falle eines zu hohen Innendrucks auch als zweckmäßig erwiesen, wenn der maximale Außendurchmesser der Innendichtung um mindestens 1 ,5 mm größer ist als ihr maximaler Innendurchmesser.
Generell ist auch der maximale Außendurchmesser der Innendichtung kleiner als der minimale Innendurchmesser der Außendichtung, weil zwischen diesen noch eine Behälterhalsmündung aufzunehmen ist, wobei die entsprechenden Auflaufschrägen und Abrundungen an den Dichtungen und/oder an der Behälterhalsmündung es möglich machen, dass der maximale Außendurchmesser der Innendichtung und der minimale Durchmesser der Außendichtung sich nur wenig, und insbesondere um deutlich weniger unterscheiden, als es der Wandstärke des Behälterhalses entspricht.
Die Kopfplatte weist zwischen Außen- und Innendichtung einen ringförmigen Abschnitt auf, der eine axiale Anschlagfläche für die Stirnfläche einer Behälterhalsmündung definiert. Die Wandstärke im Bereich dieser ringförmigen Anschlagfläche kann dieselbe sein wie im zentralen Bereich der Kopfplatte, sie kann aber insbesondere auch größer oder kleiner sein, wobei letzteres bevorzugt ist, um die Kopfplatte leichter beweglich zu machen, sodass sie sich bei Überdruck im inneren des Behälters mehr aufwölbt.
Die Erfindung betrifft insoweit auch einen Behälter mit einem Kunststoffverschluss, wobei der Behälter einen Behälterhals aufweist, der für den formschlüssigen und dichten Eingriff mit einem Kunststoffverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgelegt ist. Insbesondere betrifft die Erfindung auch einen Behälter, der einen Behälterhals mit Außengewinde und einen Schraubverschluss aufweist, wobei der maximale Außenradius der Innendichtung um 0,2 bis 0,4 mm größer ist als der nominelle Innendurchmesser des Flaschenhalses. Umgekehrt ist aber auch der im Dichtungsbereich konstante Innendurchmesser der Außendichtung um 0,2 bis 0,4 mm kleiner als der nominelle Außendurchmesser des Behälterhalses. Dies sorgt dafür, dass beide Dichtungen unter Vorspannung an der Innenseite bzw. Außenseite des Behälterhalses anliegen, während dessen Stirnfläche axial an die ringförmige Anschlagfläche der Kopfplatte anstößt, die zwischen Außendichtung und Innendichtung liegt. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
Figur 1A Einen die Achse eines Verschlusses enthaltenden Schnitt durch einen auf einen Flaschenhals aufgesetzten Schrauberschluss gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Darstellung sich auf den Bereich der Dichtungen beschränkt und einen normalen Abschnitt der Außendichtung zeigt.
Figur 1 B Einen Schnitt senkrecht zur Achse des Verschlusses in Figur 1A entsprechend der Schnittlinie B-B
Figur 2 Einen der Figur 1A entsprechenden Schnitt eines Verschlusses auf einem unter erhöhtem Innendruck stehenden Behälter.
Figur 3A Einen Schnitt durch den dem Ausschnitt gemäß Figur 1 A diametral gegenüber liegenden Ausschnitt desselben Verschlusses gemäß Figur 1 A.mit einer in einem Segment geschwächten Außendichtung
Figur 3B Einen Schnitt entlang der Linie B3-B3 in Figur 3A
Figur 4 Eine Ansicht gemäß Figur 3A mit einer zusätzlich eingezeichneten Kontur der Außendichtung außerhalb des Schwächungsbereichs.
Figur 5A Eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Innenfläche einer Außendichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, die im Dichtungsbereich eine Aussparung aufweist.
Figur 5B einen horizontalen Schnitt durch einen Verschluss gemäß Figur 5A, wobei die Schnittebene durch die Aussparung verläuft und der Schnitt nur einen Ausschnitt des Verschlusses auf einem Flaschenhals zeigt
Figur 6A Eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Innenfläche einer Außendichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, die im Dichtungsbereich einen Vorsprung aufweist.
Figur 6B einen horizontalen Schnitt durch einen Verschluss gemäß Figur 6A, wobei die Schnittebene durch den Vorsprung verläuft und der Schnitt nur einen Ausschnitt des Verschlusses auf einem Flaschenhals zeigt
Figur 7A Einen Schnitt analog zu Figur 1A einer weiteren Ausführungsform
Figur 7B einen horizontalen Schnitt durch einen Verschluss gemäß Figur 6A, wobei die Schnittebene durch den Schwächungsbereich der Außendichtung verläuft und der Schnitt nur einen Ausschnitt des Verschlusses auf einem Flaschenhals zeigt, und
Figur 8 Zur besseren Übersicht einen Querschnitt durch den vollständigen Verschluss gemäß den Figuren 1 und 3. Figur 1 zeigt einen axialen Schnitt durch den Rand eines Behälterhalses mit aufgesetztem Verschluss 100. Der Behälterhals wird nachstehend als Flaschenhals beschrieben und zeigt die Kontur eines Flaschenhalsrandes einer PET-Flasche mit 30 oder 43 mm Gewinde.
Die Innendichtung 5 ist hier mit der Innenfläche des Flaschenhalses 20 überlappend dargestellt, was aber lediglich andeuten soll, dass die Außenfläche der Innendichtung, insbesondere der an der äußeren Fläche vorgesehene Wulst 5‘ mit elastischer Vorspannung an der Innenfläche des Flaschenhalses 20 anliegt, wie dies auch in Figur 2 dargestellt ist, wobei Figur 2 zusätzlich eine durch einen erhöhten inneren Druck aufgewölbte Kopfplatte 1 zeigt. Der erhöhte Druck bewirkt außerdem, dass die konische Außenfläche zwischen dem maximalen Durchmesser des Wulstes 5‘ und dem unteren freien Ende der Innendichtung 5 von dem vergrößerten Innendruck beaufschlagt wird, sodass ab einem gewissen Innendruck die Innendichtung 5 bzw. deren nach außen vorstehender Wulst von der Innenfläche des Flaschenhalses 20 abhebt und so den Druck in den Bereich zwischen Außendichtung 7 und Innendichtung 5 entweichen lässt.
Der in Figur 2 dargestellte Zustand entspricht einer Situation, in der die Innendichtung 5 soweit angehoben und verkippt ist, dass sie von der Innenfläche 22 des Flaschenhalses abgehoben ist und undicht ist. Die gemäß üblichen Normen am inneren oberen Flaschenhalsrand vorgesehene Abrundung trägt ihrerseits dazu bei, dass die Innendichtung ab einem gewissen Druck zumindest lokal den dichtenden Kontakt mit dem Flaschenhals verliert.
Man erkennt in Figur 1A einen Teil des Verschluss 100, der eine Kopfplatte 1 , einen Kappenmantel 2 mit Schraubgewinde 3 sowie eine Innendichtung 5 und eine Außendichtung 7 aufweist. Wenn der Verschluss 100 auf einen Flaschenhals 20 aufgeschraubt wird, schiebt sich die Mündung des Flaschenhalses 20 zwischen die Außendichtung 7 und die Innendichtung 5, und zwar im allgemeinen bis zum Anschlag der Stirnfläche 24 der Flaschenhalsmündung an eine Anschlagfläche 4 des ringförmigen Abschnittes 14 an der Unterseite der Kopfplatte 1 , die sich zwischen den beiden Dichtungen 5 und 7 befindet.
Der sich konisch nach Innen verjüngende untere Abschnitt der Innendichtung 5 und der sich konisch bzw. abgerundet aufweitende untere Abschnitt der Außendichtung 7 tragen, ebenso wie die Abrundungen am oberen Rand der Flaschenhalsmündung, dazu bei, dass der Flaschenhals 20 sich beim Aufsetzen des Verschlusses 100 zwischen die Innendichtung 5 und die Außendichtung 7 schiebt und nicht eine auf die Stirnfläche 24 des Flaschenhalses aufstoßende Dichtung zusammendrückt. Figur 2 zeigt (wiederum nur in einem Ausschnitt) eine unter erhöhtem Innendruck aufgewölbte Kopfplatte 1 , so dass der Innendruck eine Undichtigkeit der Innendichtung 5 auslöst, wobei der lichte Abstand zwischen dem Wulst 5‘ der Innendichtung 5 und der Innenseite 22 des Flaschen halses 20 zur Verdeutlichung der auftretenden Effekte etwas übertrieben dargestellt ist. Durch das Aufwölben der Kopfplatte 1 , welches auch durch eine geringere Wandstärke d der Kopfplatte 1 im Bereich des ringförmigen Abschnitts 14 der Kopfplatte 1 begünstigt wird (siehe Figur 4), wird die Innendichtung 5 tendenziell nach innen verkippt, wie dies zunächst schon durch das radial einwärts Drängen des Wulstes 5‘ beim Eingriff mit inneren Dichtfläche des Flaschenhalses 20 geschieht. Im Bereich radial innerhalb der Innendichtung 5 hat die Kopfplatte 1 eine etwas größere Wandstärke D, wobei die unterschiedlichen Wandstärken d, D kein zwingendes Merkmal sind, die gewünschte Überdruckbegrenzung des Verschlusses jedoch begünstigen bzw. vereinfachen können.
Alternativ zu einer verringerten Wandstärke des ringförmigen Abschnitts 14 oder zusätzlich kann am Übergang von der Anschlagfläche 4 und der Innendichtung 5 eine Nut auf der Innenseite der Kopfplatte 1 vorgesehen sein, welche den inneren Teil der Kopfplatte 1 mit der Innendichtung 5 nochmals beweglicher gegenüber dem radial äußeren Abschnitt 14 macht, was das Aufwölben der Kopfplatte 1 und das Verkippen und axiale Anheben der Innendichtung 5 bis hin zur Undichtigkeit nochmals erleichtert. Bei genügend hohem Innendruck, der auch auf die Außenseite der Innen dichtung 5 wirkt, soweit sie in axialer Richtung keine gegenüberliegende mit Druck beaufschlagte Fläche hat, hebt der Wulst 5‘ zumindest an einigen Stellen von der Innenfläche 22 des Flaschen halses 20 ab, sodass der Druck entweichen kann, bis die Aufwölbung der Kopfplatte 1 entspre chend zurückgegangen ist und die elastischen Rückstellkräfte der Innendichtung den Wulst 5‘ der Innendichtung 5 wieder in dichtenden Eingriff mit dem Flaschenhals bringen.
Figur 3A zeigt denselben Verschluss wie die Figur 1 A, wobei die Schnittebene jedoch durch einen Schwächungsbereich 6 der Außendichtung 7 verläuft.
Der Schwächungsbereich 6 besteht in diesem Fall aus einem optional axial verkürzten und in der Wandstärke reduzierten Abschnitt 6 der Außendichtung 7, der zwar denselben Innendurchmesser hat wie die Außendichtung 7 im übrigen Bereich, jedoch einen deutlich geringeren Außendurch messer hat. Figur 3B zeigt einen Schnitt durch die Linie B3-B3 in Figur 3A. Die Innendichtung 5 liegt an der Innenfläche 21 des Flaschenhalses 20 an (die Überlappung der Innendichtung 5 mit dem Flaschenhals 20 in Figur 3A soll lediglich den spannungsfreien Zustand darstellen, bevor die Innendichtung 5 bzw. deren Wulst 5‘ durch den Flaschenhals nach innen gedrückt wird).
Das obere, an die Kopfplatte anschließende Drittel der Außendichtung 7 befindet sich im Bereich eines Krümmungsradius am oberen Rand der Halsmündung und tritt so nicht in Kontakt mit dem Flaschenhals und das untere Drittel ist bereits radial aufgeweitet, um auf diese Weise beim Aufsetzen des Verschlusses auf einen Flaschenhals das hineingleiten der Mündung des Flaschenhalses 20 in den Zwischenraum zwischen die beiden Dichtungen 5 und 7 zu erleichtern. Wird nun die Dichtung 7 über einen gewissen Winkelsektor a, der z.B. 30° betragen kann auf die halbe oder ganze axiale Länge der Außendichtung 7 gekürzt, so steht in diesem Bereich nur noch ein axial relativ kurzer Abschnitt der Außendichtung 7 mit der Außenseite 21 des Flaschenhalses 20 in Kontakt, wobei ein relativ geringer Überdruck innerhalb der Außendichtung 7 ausreicht, diesen relativ kurzen, noch dichtenden Abschnitt von der Außenseite 21 des Flaschenhalses 20 abzuheben und damit eine Druckentlastung zu bewirken.
Die Außendichtung 7, von der man in dem in Figur 3B dargestellten Winkelausschnitt noch zwei Endabschnitte erkennt, ist in dem Schwächungssegment innerhalb des Winkelsektors a nicht nur axial verkürzt sondern auch durch einen in der Wandstärke reduzierten Schwächungsbereich 6 ersetzt, der jedoch den gleichen Innendurchmesser hat wie die Innendichtung 7 im Übrigen. Unter Normalbedingungen, d.h. wenn kein oder nur ein geringer Überdruck von z. B. 2 bar in dem Bereich zwischen Innendichtung 5 und Außendichtung 7 herrscht, liegt somit auch der Schwächungsbereich 6 der Außendichtung dichtend an der Außenseite 22 des Flaschenhals 20 an und schützt vor Eindringen von Keimen vor Erstingebrauchnahme, d. h. auf dem Weg vom Abfüller bis zum Konsumenten.
Die Maßverhältnisse zwischen dem Schwächungsbereich 6 der Außendichtung 7 werden im Übrigen nochmals in Figur 4 veranschaulicht, wo zusätzlich zu dem im Schnitt dargestellten Schwächungsbereich 6 auch noch die Kontur der Außendichtung 7eingezeichnet wurde, wie sie in den Bereichen der Außendichtung 7 außerhalb des Schwächungsbereiches 6 vorliegt. Man sieht in Figur 4 außerdem, dass die Wandstärke d der Kopfplatte in dem Bereich zwischen Innendichtung 5 und Außendichtung 7 etwas geringer ist als die Wandstärke D radial innerhalb der Innendichtung 5.
In Figur 8 erkennt man den vollständigen Verschluss in der Schnittebene der Figuren 1A und 3A. Dabei entspricht Fig. 1 A dern gestrichelt umrahmten Bereich I in Figur 8 und Fig. 3A dem gestrichelt umrahmten Bereich III in Figur 8.
Im Schwächungsbereich 6 auf der rechten Seite der Figur 8 ist die Außendichtung 7axial verkürzt und in ihrer Wandstärke verringert, wodurch die Außendichtung 7 in dem Schwächungsbereich 6 leichter dehnbar ist und bei geringerem inneren Überdruck nachgibt als dies bei einer gleichmäßigen Ausbildung der Außendichtung 7 mit voller Wandstärke und axialer Länge wie im Bereich I und im übrigen Bereich der Fall wäre. Figur 5A zeigt einen kleinen Ausschnitt der Kopfplatte 1 mit der sich von der Kopfplatte 1 abwärts erstreckenden Dichtung 7, wobei die Figur 5A eine Draufsicht auf die Innenfläche der Außendichtung 7 ist, die normalerweise mit der Außenfläche 22 des Flaschenhalses in dichtenden Kontakt tritt.
In diesem Fall weist die Innenfläche der Außendichtung eine kleine nutartige Aussparung 6‘ auf, die in axialer Richtung den Bereich überbrückt, in welcher die Dichtung im Übrigen dicht an der Außenseite 22 des Flaschenhalses 20 anliegt. Dies ist nochmals in einem durch die Aussparung 6‘ verlaufenden Schnitt in Figur 5B schematisch dargestellt. Für praktische Zwecke reicht es aus, wenn der Querschnitt der nutartigen Aussparung 6‘, wie man ihn in Figur 5B erkennt, weniger als 0,5 mm2, insbesondere weniger als 0,2 mm2 beträgt. Die in dem Schnitt gemäß Figur 5B in etwa halbkreisförmige Aussparung 6‘ könnte beispielsweise einen Radius von 0, 1 bis 0,2 mm haben.
Figuren 6A und 6B stellen eine weitere Ausführungsform dar, bei welcher anstelle einer Aussparung 6‘, ein radial nach innen vorspringender Steg bzw. eine Rippe oder ein Vorsprung 6“ vorgesehen ist. Auch wenn die Wandstärke der Außendichtung 7 in Umfangsrichtung der Außendichtung und beiderseits des Vorsprunges oder der Rippe 6“ konstant ist, werden dennoch beiderseits der Rippe 6“ kurze Abschnitte der Innendichtung 7 von der Außenfläche 22 des Flaschenhalses 20 abgehoben, was effektiv dazu führt, dass beiderseits der Rippe 6“ wiederum zwei kleine, im Querschnitt keilförmige Aussparungen 6‘ gebildet werden. Auch hier ist die Rippe 6“ so bemessen, dass der Querschnitt der so gebildeten Aussparungen 6‘ in der Summe nicht mehr als 0,5 mm2, vorzugsweise weniger als 0,2 mm2 beträgt. Es versteht sich, dass auch hier die Rippe 6“ sich in axialer Richtung über den Dichtungsbereich der Außendichtung 7 hinweg geradlinig oder gebogen erstreckt, sodass die Aussparung 6‘ eine Verbindung des Raumes zwischen Außen- und Innendichtung mit der Außenseite des Flaschenhalses 20 herstellt.
Figur 7 zeigt schließlich noch eine weitere Ausführungsform, bei welcher die Außendichtung 7 in einem Winkelbereich a axial gekürzt wurde, sodass in dem Winkelsektor a des Schwächungsbereiches 16 nur ein sehr kleiner Kontakt axial zwischen Außendichtung 7 bzw. dem Schwächungsbereich 16 und dem Flaschenhals 20 bzw. dessen Außenfläche 22 besteht. Dieser ist so bemessen, dass beim Wölben der Kopfplatte die Außendichtung trotz ihrer Nähe zu einem gedachten Schwenkpunkt des aufgewölbten Teils der Kopfplatte 1 sich noch ausreichend axial nach oben verschiebt, um einen Gasdurchlass zu öffnen.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf zwei Effekten, nämlich zum einen, das bei Innendruck entstehende Hochwölben der Kopfplatte zu nutzen, um zunächst die Innendichtung soweit zu öffnen, dass unerwünscht hoher Innendruck von z. B mehr als 3 bar auf die Außendichtung weitergegeben wird. Zum zweiten ist auch diese Außendichtung zumindest in einem Winkelsektor so geschwächt, dass sie bei Beaufschlagung mit dem z. B. 3 bar übersteigenden Druck ebenfalls nachgibt und der Druck durch Gasaustritt aus dem Behälter abgebaut werden kann.
Diese Effekte erreicht man unter anderem auch durch eine Verwendung des Materials Polyethylen, insbesondere HDPE für den Verschluss in Verbindung mit einer Wandstärke der Kopfplatte von weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1 ,0 mm sowie einer Innendichtung, deren Wulst relativ nahe an der Kopfplatte liegt und dort abdichtet und so bei der Bewegung des betreffenden Berei ches der Kopfplatte bei erhöhtem Innendruck weit genug axial verschoben wird Die Erfindung betrifft insbesondere auch eine Kombination eines Behälterhalses bzw. eines Behäl ters mit einem Kunststoffverschluss, wobei der maximale Außendurchmesser der Außendichtung zwischen 0,2 und 0,4 mm größer ist als der der entsprechende Innendurchmesser der Behälterhal söffnung, während der Innendurchmesser der Außendichtung um ebenfalls etwa 0,2 bis 0,4 mm kleiner ist als der entsprechende Außendurchmesser des Behälterhalses in der jeweiligen Winkel- Position. Der erfindungsgemäße Verschluss ist besonders gut geeignet für Behälter mit zylindri schen Behälterhälsen, die einen Innendurchmesser von 40 oder 30mm haben, kann aber auch für kleinere Verschlussdurchmesser von bspw. 28 mm verwendet werden. Die vorstehend beschrie benen Ausführungsformen sind demzufolge hinsichtlich ihrer Maße auf entsprechende genormte Behälterhälse bzw. Flaschenhälse angepasst.
Bezugszeichen
1 Kopfplatte
2 Kappenmantel
3 Schraubgewinde des Verschlusses
4 Anschlagfläche (Innenfläche der Kopfplatte zwischen den Dichtungen 5, 7)
5 Innendichtung
5‘ radial vorstehender Bereich, Wulst
6 Schwächungsbereich
6 Schwächungsbereich
6 Schwächungsbereich
7 Außendichtung
a Winkelsektor
11 Innenfläche der Kopfplatte
14 Ringförmiger Abschnitt der Kopfplatte 1 mit der Anschlagfläche 4
16 Schwächungsbereich
20 Flaschenhals
21 Außenfläche/Außenseite des Flaschenhalses
22 Innenfläche des Flaschenhalses
100 Verschluss

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kunststoffverschluss zum formschlüssigen und dichten Aufsetzen auf den Hals eines Flüssigkeitsbehälters mit einer für das Abdecken einer Behälteröffnung vorgesehenen Kopfplatte (1 ) und einer in etwa parallel zum Rand der Kopfplatte (1 ) umlaufenden Außendichtung (7), welche für den Eingriff mit der Außenseite eines die Behälteröffnung definierenden Behälterhalses (20) vorgesehen ist, sowie einer innerhalb der Außendichtung (7) und parallel zu dieser umlaufenden Innendichtung (5), die für den Eingriff mit der Innenseite des Behälterhalses vorgesehen ist, wobei die Außen- und die Innendichtung (7, 5) von einer Innenseite (1 1 ) der Kopfplatte (1 ) jeweils in Richtung des von der Kopfplatte abzudeckenden Behälterhalses hervorstehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Außendichtung (7) in mindestens einem Umfangsabschnitt einen Schwächungsbereich (6, 6‘, 6“, 16) aufweist, wobei der Verschluss so ausgestaltet ist, dass die Außendichtung im Schwächungsbereich (6, 6‘, 6“, 16) bei einem geringeren inneren Überdruck nachgibt als ohne den Schwächungsbereich, insbesondere bei einem geringeren inneren Überdruck nachgibt als in den übrigen Bereichen der Außendichtung.
2. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1 , da durch gekennzeichnet dass er als Schraubverschluss ausgebildet ist, wobei der Schraubverschluss (100) eine Kopfplatte (1 ), und eine zylindrischen Kappenmantel (2) mit Innengewinde (3) aufweist, welche eine Achse (50) des Verschlusses definieren, wobei Außen- und Innendichtung als im Abstand zu dem Kappenmantel und parallel zu diesem ringförmig umlaufende Stege ausgebildet sind, und der Schwächungsabschnitt vorzugsweise auf einen bezüglich der Achse gemessenen Winkelsektor (a) beschränkt ist.
3. Schraubverschluss nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass er einen Dichtungsbereich aufweist, welcher ein axialer Bereich der Außendichtung mit konstantem Innendurchmesser ist, der das mittlere Drittel der axialen Länge der Außendichtung mindestens teilweise umfasst und maximal der axialen Länge der Außendichtung entspricht.
4. Schraubverschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwächungsbereich (6, 6‘, 6“, 16) durch eine auf der Innenfläche der Außendichtung verlaufende Nut (6‘) bzw. Rippe (6“) gebildet ist, die auf der Innenseite der Außendichtung über die axiale Ausdehnung des Dichtungsbereiches der Außendichtung hinweg verläuft.
5. Schraubverschluss nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (6‘) bzw. die Rippe (6“) im Wesentlichen axial verläuft und einen Querschnitt von weniger als 0,05 mm2, insbesondere weniger als 0,02 mm2 hat, und zum Beispiel eine Breite und Tiefe von jeweils 0.1 mm hat.
6. Schraubverschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwä chungsbereich (6, 6‘, 6“, 16) aus einem in dem Winkelsektor (a) axial verkürzten Umfangs abschnitt der Außendichtung besteht.
7. Schraubverschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des verkürzten Umfangsabschnittes weniger als 2/3 der axialen Länge der Außendichtung au ßerhalb des Schwächungsbereiches (6, 6‘, 6“, 16) beträgt.
8. Schraubverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwächungsbereich (6) aus einem Umfangsabschnitt der Außendichtung (7) mit einer gegenüber der übrigen Außendichtung (7) verringerten Wandstärke besteht, wo bei die Außendichtung (7) im Schwächungsbereich (6) denselben Innenradius wie die Au ßendichtung (7) im Übrigen, jedoch einen kleineren Außenradius hat.
9. Schraubverschluss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die verringerte Wand stärke der Außendichtung im Schwächungsbereich (6) sich axial über mindestens einen Teil des mittleren axialen Drittels der Länge der Außendichtung erstreckt und weniger als die Hälfte der Wandstärke außerhalb des Schwächungssektors beträgt, wobei die Erstre ckung des Schwächungsbereichs (6) in Umfangsrichtung vorzugsweise auf vorzugsweise auf einen Umfangswinkel zwischen 20° und 90°, insbesondere zwischen 40° und 70 ° be grenzt ist.
10. Dass der Schwächungsbereich mit verringerter Wandstärke sich axial von einem freien axialen Ende bis mindestens in das obere axiale Drittel, bezogen auf die axiale Erstreckung der Außendichtung außerhalb des Schwächungsbereichs, erstreckt
1 1. Schraubverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringscheibenförmiger Abschnitt (14) der Kopfplatte (1 ) zwischen Außen und In nendichtung eine axiale Anschlagfläche (4) für die Stirnfläche (24) einer Behälterhalsmün dung definiert und der maximale Außendurchmesser der Innendichtung (5) in einem axia len Abstand zwischen 0,4 und 1 ,0 mm von der Anschlagfläche vorgesehen ist.
12. Schraubverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Übergang von dem ringscheibenförmigen Abschnitt (4) der Kopfplatte (1 ) zu der Innendichtung (5) eine umlaufende Nut in der Innenfläche (1 1 ) der Kopfplatte vorgesehen ist.
13. Schraubverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innendichtung (5) eine axiale Länge von mindestens 2 mm mit einem sich von Ihrem maximalen Durchmesser zu ihrem axial freien Ende hin konisch verjüngenden Endabschnitt aufweist.
14. Schraubverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Außendurchmesser der Innendichtung um mindestens 1 ,5 mm größer als ihr maximaler Innendurchmesser ist.
15. Schraubverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus Polyethylen besteht und dass die Wandstärke der Kopfplatte innerhalb des von der Außendichtung umfassten Bereichs maximal 1 ,2 mm beträgt.
16. Behälter für Flüssigkeiten mit einem Behälterhals, auf welchem ein Kunststoffverschluss fest und abgedichtet aufgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet dass er einen Kunststoffverschluss nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 - 15 aufweist.
17. Behälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterhals ein Außengewinde aufweist und der Kunststoffverschluss ein Schraubverschluss ist
18. Behälter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Außenradius der Innendichtung um 0,3 bis 0,7 mm größer ist als der nominelle Innenradius des Behälterhalses an der jeweiligen Position ist.
19. Behälter mit Schraubverschluss nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter Innenradius der Außendichtung, soweit diese mit der Außenseite (22) des Behälterhalses (20) in dichtenden Kontakt tritt, 0,3 bis 0,7 mm kleiner als der nominelle, konstante Außenradius des Behälterhalses (20) in dem Bereich des dichtenden Kontaktes mit der Außendichtung ist.
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