EP3828100B1 - Stopfen für einen behälter - Google Patents

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EP3828100B1
EP3828100B1 EP19212483.2A EP19212483A EP3828100B1 EP 3828100 B1 EP3828100 B1 EP 3828100B1 EP 19212483 A EP19212483 A EP 19212483A EP 3828100 B1 EP3828100 B1 EP 3828100B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stopper
segments
container
section
portions
Prior art date
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Active
Application number
EP19212483.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3828100A1 (de
Inventor
Jan Kirchner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kisiko Kirchner Simon and Co GmbH
Original Assignee
Kisiko Kirchner Simon and Co GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Kisiko Kirchner Simon and Co GmbH filed Critical Kisiko Kirchner Simon and Co GmbH
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Priority to US17/105,829 priority patent/US11365029B2/en
Publication of EP3828100A1 publication Critical patent/EP3828100A1/de
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Publication of EP3828100B1 publication Critical patent/EP3828100B1/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
    • B65D39/00—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D39/0052—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers made in more than one piece
    • B65D39/007—Plastic cap-shaped hollow plugs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
    • B01L3/5082—Test tubes per se
    • B01L3/50825—Closing or opening means, corks, bungs
    • 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
    • B65D39/0005—Closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers made in one piece
    • B65D39/0023—Plastic cap-shaped hollow plugs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
    • B01L2200/14—Process control and prevention of errors
    • B01L2200/141—Preventing contamination, tampering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00—Additional constructional details
    • B01L2300/04—Closures and closing means
    • B01L2300/041—Connecting closures to device or container
    • B01L2300/044—Connecting closures to device or container pierceable, e.g. films, membranes
    • 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
    • B65D2539/00—Details relating to closures arranged within necks or pouring openings or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D2539/001—Details of closures arranged within necks or pouring opening or in discharge apertures, e.g. stoppers
    • B65D2539/005—Details of closures arranged within necks or pouring opening or in discharge apertures, e.g. stoppers provided with slits or gaps for increasing the elasticity

Definitions

  • the present invention relates to a stopper for a container, in particular a stopper for containers that are used in the field of analysis and diagnostics.
  • the container can in particular be a bottle or a cuvette.
  • a substance in particular a liquid such as blood
  • only a partial amount of the substance stored in the container may be removed and fed to the analysis or to the analysis device. It can also be the case that, for the purpose of analysis, substance is repeatedly removed from the container or substances are supplied repeatedly.
  • the substance to be analyzed is removed from the container by means of a pipetting device or a syringe, or other substances are added to the container.
  • the process of removing the substance from the container can be automated, for example by means of an automatic pipette.
  • it is necessary, in particular with regard to multiple removal or multiple supply of substance from or into the container, for evaporation or evaporation of the substance in the container contained substance as well as the ingress of foreign bodies into the container and thus into the substance to be analyzed. It is therefore necessary to at least partially cover or close the opening of the container and still allow the substance to be removed easily from the container.
  • a stopper for a container which has a cover section which can be penetrated by means of a pipette tip, for the purpose of supplying or removing substance into or from the container.
  • the cover section has a plurality of slits on a front end in the direction of insertion of the stopper, thus facing the interior of the container, as a result of which segments are formed. In a basic state, the segments rest against one another and form a closed covering section. The slits allow the pipette tip to penetrate the cover section axially, with the segments being deformed radially outwards for this purpose.
  • the segments are prestressed in such a way that after the pipette tip has been pulled out of the cover section, the segments return to their basic state and thus close the container opening again.
  • a disadvantage of the from the EP 0 097 591 A1 known plug is, on the one hand, that when the plug is inserted, undesired deformation of the segments can occur due to the interaction of the plug with a container wall.
  • production of the stopper is complex due to the slitting to be made.
  • there is Force on the cover section the risk of changing the position of the plug in the container.
  • the EP 3 333 096 A1 discloses a two-piece stopper, the stopper having a stopper body and a sealing body, the sealing body being insertable into the stopper body.
  • the FR 892 608 A relates to a cork for sealing bottles.
  • the stopper should be particularly easy to produce, in particular by means of an injection molding process.
  • the stopper should be manufacturable without subsequent slitting.
  • the stopper according to the invention has a jacket section which can be inserted into the container, the jacket section having a through-opening formed in an axial direction.
  • the stopper has at least two segments, with each segment having a free end.
  • a first section of the free end of the respective segment forms a partial area of the casing section and a second section of the free end of the respective segment protrudes radially inwards with respect to the casing section.
  • a third section of the free end of the respective segment protrudes radially outwards with respect to the casing section.
  • the second sections form a covering section that can be penetrated in the axial direction and closes the through-opening, and the third sections form an abutment section of the stopper.
  • the segments can be deformed or moved independently of one another in the area of the free ends.
  • the second sections of the free end of the respective segment can be deformed independently of the second sections of the free ends of the other segments, making it possible to penetrate the cover section axially, for example by means of a pipette tip or a needle or another removal element/supply element.
  • the stopper can be positioned with respect to the container in a simple manner, since the contact section forms a stop when the stopper is inserted into the container of the stopper in the container comes to rest against a container edge surrounding a container opening in the axial direction and in this respect prevents further insertion of the stopper into the container or limits the insertion depth.
  • the contact section is also advantageous with regard to penetration of the cover section by means of an external device, for example a pipette tip, since an axial force must be exerted on the cover section when penetrating.
  • the abutment section prevents the stopper from being inserted further into the container and thus ensures reliable penetration of the cover section.
  • the second sections it is considered particularly advantageous if the second sections can be deformed independently of the other sections of the respective segment.
  • the second sections have a lower material thickness than the third sections. This favors deformation of the second sections when an axial force acts on the cover section compared to deformation of the contact section.
  • the cover section is formed on a rear end of the casing section in the direction of insertion of the plug. This prevents foreign bodies from accumulating in a region of the through-opening on the casing section that faces away from the interior of the container and getting into the interior of the container if the cover section is pierced.
  • the segments are preferably connected to adjacent segments at the ends of the segments.
  • the segments are connected to one another in the region of an end of the casing section which is remote from the contact section are connected.
  • the segments are connected to one another in the region of a front end of the casing section in the insertion direction of the plug.
  • the area of the casing section in which the segments are connected to one another is preferably designed as an annular, closed structure. This ensures a particularly high level of stability of the connection between the segments and the plug as a whole.
  • a closed ring-shaped structure is also considered to be advantageous in particular with regard to ejection of the stopper from an injection molding tool.
  • the segments are preferably designed in the manner of webs.
  • the jacket section has a region with a cross section that widens in the direction of the contact section, or the jacket section has a cross section that widens in the direction of the contact section. It is considered to be particularly advantageous if the widening is conical. Due to the widening cross section, a radial inward deformation of the free end of the respective segment is promoted when the stopper is inserted into the container. Because of the radially inward deformation, a particularly good sealing of the container opening is achieved and a frictional connection between the stopper and a container wall is also effected, as a result of which the stopper is held particularly securely in the container.
  • the cover section and/or the contact section are preferably formed at the end of the casing section.
  • cover section and the contact section are formed in the same plane.
  • the cover section and/or the contact section are preferably formed perpendicular to the axial direction.
  • the cover section and/or the contact section are formed on a rear end of the jacket section in the direction of insertion of the stopper.
  • a ratio of an axial extension of the first section of the segments to an axial extension of the jacket section is at least 80 percent. With such a length ratio, a relatively large radial inward displacement of the end of the segment facing away from the connection area can be achieved with relatively low bending forces in the connection area between the segment and the remaining jacket section. This has an advantageous effect on the non-destructive deformation of the segments.
  • the free ends of adjacent segments are spaced apart from one another in a basic state of the plug.
  • the basic state is understood to mean a state of the plug without the action of external forces.
  • a minimum distance between adjacent segments is at least 0.8 mm, in particular at least 1.0 mm. These distances are advantageous with regard to the manufacture of the stopper by means of an injection molding process.
  • the plug is preferably radially symmetrical.
  • the respective segment is designed as a partial area of a body of revolution, with an axis of rotation assignable to the body of revolution of the respective segment running outside of an axis of symmetry of the plug.
  • the respective axis of rotation preferably runs outside and parallel to the axis of symmetry of the stopper.
  • the stopper has at least three segments, preferably at least four segments, in particular at least six segments.
  • the force to be applied for the purpose of penetrating the cover section can be adjusted in a simple manner by the number of segments. The more segments the plug has, the lower the force to be applied.
  • the segments are deformed radially inwards, preferably elastically, when the stopper is inserted into the container.
  • the second sections form a closed surface when the segments are deformed radially inwards.
  • stopper is designed in one piece.
  • the segments are preferably made of an elastic material.
  • the material can be, for example, a thermoplastic elastomer, for example polyethylene.
  • the second sections form circular sectors of a circle in a plan view in the axial direction.
  • the third sections form circular ring sectors of a circular ring in a plan view in the axial direction.
  • the stopper in combination with a lid that can be connected to the container.
  • the lid has an opening for access to the cover portion, the lid securing the stopper against being pulled out of the container.
  • the Figures 1 to 7 show a first embodiment of the stopper 1 according to the invention.
  • the stopper 1 serves to close a container 2, the container 2 in the present case being designed as a bottle.
  • the container 2 has a threaded bottleneck with the stopper 1 inserted into an opening in the bottleneck.
  • the stopper 1 thus serves to close the opening of the container 2 in order to prevent evaporation of substances stored in the interior of the container and also to prevent foreign bodies from entering the interior of the container.
  • stopper 1 The features of the stopper 1 described in more detail below enable the stopper 1 to be penetrated with a suitable device, for example a pipette tip, in order to remove substances from the interior of the container or to supply them to the interior of the container, with the stopper 1 being designed in such a way that after the application of force by the device has ceased, the container opening is again closed by the plug 1.
  • a suitable device for example a pipette tip
  • the stopper 1 has a jacket section 3 that can be inserted into the container 2 , the jacket section 3 having a through-opening 4 formed in an axial direction Z.
  • the stopper 1 has three segments 5, with the respective segment 5 having a free end.
  • the segments 5 are connected to one another at their other end, in the present case in the region of a front end of the casing section 3 in the insertion direction of the plug 1 .
  • the area in which the segments 5 are connected to one another is designed as an annular closed structure 12, such as in particular 6 can be seen.
  • the free The end of each segment 5 has a first section 6 , a second section 7 and a third section 8 .
  • the first section 6 of the free end of the respective segment 5 forms a partial area of the jacket section 3.
  • the second section 7 protrudes radially inwards from the jacket section 3, thus protruding into the area of the through-opening 4, and the third section 8 is radially outwards the jacket section 3 emerges.
  • the second sections 7 form a cover section 9 of the plug 1, the cover section 9 closing the through-opening 4 in the axial direction Z, as is the case in particular Figures 1 to 3 can be seen. Since the second sections 7 are not directly connected to one another due to the segmentation and can therefore be deformed independently of one another, the cover section 9 can be penetrated in the axial direction Z, for example by means of a pipette tip.
  • the third sections 8 of the segments 5 form a contact section 10 of the stopper 1, the contact section 10 coming into contact with a container edge of the container 2 in the axial direction Z when the stopper 1 is inserted into the container 2, whereby the contact section 10 can be inserted further of the plug 1 in the container 2 prevented, like the figure 3 can be seen.
  • the abutment portion 10 of the stopper 1 is also advantageous in terms of penetrating the cover portion 9, since the abutment portion 10 prevents the force applied to the cover portion 9 for the purpose of penetrating pushing the stopper 1 further into the container 2 instead of penetrating the cover portion 9 or the second sections 7 to deform.
  • the second sections 7 have a lower material thickness than the third sections 8. As a result, the rigidity or the force that is necessary to penetrate the cover section 9 is advantageously reduced, while the overall stability of the stopper is nevertheless high 1.
  • the material thickness of the second sections 7 is also less than the material thickness of the first sections 6.
  • the jacket section 3 has a region with a cross section that widens conically in the direction of the contact section 10 .
  • the widening cross section encourages the segments 5 to move radially inward when the stopper 1 is inserted into the container deform like this in the 3 is shown.
  • the free ends of adjacent segments 5 are spaced apart from one another when the stopper 1 is in its basic state.
  • the Figures 4 to 7 show the plug 1 in such a basic state.
  • the stopper 1 has three slots, which separate the segments 5 and extend in the axial direction and radial direction, with the respective slot extending radially inward from the radial outside in the direction of a common center. Furthermore, the slits extend from a rear end 15 of the plug 1 in the direction of a front end 11 of the plug 1 up to the closed annular structure 12.
  • the cover section 9 and the contact section 10 are formed in the same plane, the cover section 9 and the contact section 10 being formed at the end of the jacket section 3 at a rear end 15 of the plug 1 in the insertion direction of the plug 1 .
  • the cover portion 9 and the abutment portion 10 are formed perpendicular to the axial Z direction.
  • the second sections 8 form a closed surface when the segments 5 are deformed radially inwards, ie when they are inserted into the container 2 .
  • the respective segment 5 is designed as a partial area of a body of revolution, with an axis of rotation 13 assignable to the body of revolution of the respective segment running outside of an axis of symmetry 14 and parallel to the axis of symmetry 14 of the stopper 1 .
  • the stopper 1 is also designed radially symmetrically to the axis of symmetry 14 , the number of symmetry corresponding to the number of segments 5 .
  • the symmetry of the first embodiment of the stopper 1 is thus 3-fold.
  • the segments 5 Due to the fact that the respective segment 5 is designed as part of a body of revolution and that the plug 1 is also radially symmetrical, the segments 5 form a closed, rotationally symmetrical body when the segments 5 are deformed radially inwards in a region facing away from the connecting regions of the segments 5 has an advantageous effect on the covering effect and the sealing effect of the plug 1.
  • the second sections 8 form circular sectors of a circle in a plan view in the axial direction Z, and the third sections 8 form circular ring sectors of a circular ring.
  • the in the Figures 8 to 12 shown second embodiment of the plug and in the Figures 13 to 16 shown third embodiment of the plug 1 differ from the first embodiment of the plug 1 in the number of segments 5, wherein the second embodiment has four segments 5 and the third embodiment has six segments 5.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stopfen für einen Behälter, insbesondere einen Stopfen für Behälter, die im Analytik- und Diagnostikbereich eingesetzt werden. Bei dem Behälter kann es sich insbesondere um eine Flasche oder eine Küvette handeln. Zwecks Analyse einer Substanz, insbesondere einer Flüssigkeit, wie beispielsweise Blut, ist es notwendig, die zu analysierende Substanz aus dem Behälter zu entnehmen oder dem Behälter weitere Substanzen zuzuführen. Je nach durchzuführender Analyse wird dabei ggf. nur eine Teilmenge der in dem Behälter aufbewahrten Substanz entnommen und der Analyse bzw. dem Analysegerät zugeführt. Auch kann es sein, dass zwecks Analyse mehrfach Substanz aus dem Behälter entnommen wird oder mehrfach Substanzen zugeführt werden. In der Regel wird die zu analysierende Substanz mittels einer Pipettiervorrichtung oder einer Spritze aus dem Behälter entnommen oder dem Behälter weitere Substanzen zugeführt. Der Vorgang der Entnahme der Substanz aus dem Behälter kann dabei durchaus automatisiert erfolgen, beispielsweise mittels eines Pipettierautomaten. Hinsichtlich der zu analysierenden Substanz ist es insbesondere im Hinblick auf eine Mehrfachentnahme oder Mehrfachzuführung von Substanz aus dem bzw. in den Behälter notwendig, eine Verdunstung bzw. ein Abdampfen der im Behälter befindlichen Substanz sowie ein Eindringen von Fremdkörpern in den Behälter und somit in die zu analysierende Substanz zu vermeiden. Daher ist es notwendig, die Öffnung des Behälters zumindest teilweise abzudecken bzw. zu verschließen und dennoch eine einfache Entnahme der Substanz aus dem Behälter zu ermöglichen.
  • Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Behälter mit einer dünnen Membran abzudecken, wobei die Membran geschlitzt ist, damit sie von der Entnahmevorrichtung, beispielsweise einer Pipettenspitze oder Kanüle, leicht durchdrungen werden kann. Die Herstellung derartiger Abdeckungen erfordert in der Regel ein nachträgliches Schlitzen der Membran, was einen zusätzlichen Arbeitsgang oder entsprechend komplizierte Werkzeuge erfordert. Eine derartige Membran kann beispielsweise Bestandteil eines Schraubdeckels sein, der auf den Behälter aufgeschraubt wird. Die Handhabung und Herstellung sind allerdings aufwendig, da in der Regel unterschiedliche Materialen für die Membran und den übrigen Deckel verwendet werden müssen. Zudem muss die Membran in einem zusätzlichen Arbeitsschritt geschlitzt und mit dem Deckel verbunden werden.
  • Aus der EP 0 097 591 A1 ist ferner ein Stopfen für einen Behälter bekannt, der einen Abdeckabschnitt aufweist, der mittels einer Pipettenspitze durchdringbar ist, zwecks Zuführung oder Entnahme von Substanz in den Behälter oder aus dem Behälter. Der Abdeckabschnitt weist an einem in Einführrichtung des Stopfens vorderen, somit dem Behälterinneren zugewandten Ende mehrere Schlitze auf, wodurch Segmente gebildet sind. Die Segmente liegen in einem Grundzustand aneinander an und bilden einen geschlossenen Abdeckabschnitt. Die Schlitze ermöglichen ein axiales Durchdringen des Abdeckabschnitts mittels der Pipettenspitze, wobei die Segmente zu diesem Zweck nach radial außen verformt werden. Die Segmente sind derart vorgespannt, dass nach dem Herausziehen der Pipettenspitze aus dem Abdeckabschnitt die Segmente in ihren Grundzustand zurückkehren und somit die Behälteröffnung wieder verschließen. Nachteilig bei dem aus der EP 0 097 591 A1 bekannten Stopfen ist zum einen, dass beim Einführen des Stopfens aufgrund des Zusammenwirkens des Stopfens mit einer Behälterwandung eine unerwünschte Verformung der Segmente auftreten kann. Zudem ist eine Herstellung des Stopfens aufwendig aufgrund der einzubringenden Schlitzung. Zudem besteht bei Krafteinwirkung auf den Abdeckabschnitt die Gefahr, die Lage des Stopfens in dem Behälter zu verändern.
  • Die EP 3 333 096 A1 offenbart einen zweiteiligen Stopfen, wobei der Stopfen einen Stopfenkörper und einen Dichtkörper aufweist, wobei der Dichtkörper in den Stopfenkörper einführbar ist.
  • Die FR 892 608 A betrifft einen Korken zum Verschließen von Flaschen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Stopfen für einen Behälter zu schaffen, der zuverlässig ein Verdunsten von Substanz aus einem Behälter bzw. ein Eindringen von Fremdkörpern in den Behälter verhindert und dennoch ein einfaches Zuführen von Substanz in dem Behälter oder Entnahme von Substanz aus dem Behälter ermöglicht. Darüber hinaus soll der Stopfen besonders einfach herstellbar sein, insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens herstellbar sein. Insbesondere soll der Stopfen ohne nachträgliches Schlitzen herstellbar sein.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Stopfen, der die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Stopfen weist einen in den Behälter einführbaren Mantelabschnitt auf, wobei der Mantelabschnitt eine in einer axialen Richtung ausgebildete Durchgangsöffnung aufweist. Der Stopfen weist zumindest zwei Segmente auf, wobei das jeweilige Segment ein freies Ende aufweist. Ein erster Abschnitt des freien Endes des jeweiligen Segments bildet einen Teilbereich des Mantelabschnitts und ein zweiter Abschnitt des freien Endes des jeweiligen Segments steht radial innen gegenüber dem Mantelabschnitt hervor. Ein dritter Abschnitt des freien Endes des jeweiligen Segments steht radial außen gegenüber dem Mantelabschnitt hervor. Die zweiten Abschnitte bilden einen in der axialen Richtung durchdringbaren, die Durchgangsöffnung verschließenden Abdeckabschnitt und die dritten Abschnitte bilden einen Anlageabschnitt des Stopfens.
  • Dadurch dass das jeweilige Segment ein freies Ende aufweist, sind die Segmente im Bereich der freien Enden unabhängig voneinander verformbar bzw. bewegbar. Insbesondere sind die zweiten Abschnitte des freien Endes des jeweiligen Segments unabhängig von den zweiten Abschnitten der freien Enden der anderen Segmente verformbar, wodurch ein axiales Durchdringen des Abdeckabschnitts, beispielsweise mittels einer Pipettenspitze oder einer Nadel oder eines sonstigen Entnahmeelements/Zuführelements, ermöglicht ist.
  • Dadurch, dass die dritten Abschnitte radial außen gegenüber dem Mantelabschnitt hervorstehen und einen Anlageabschnitt des Stopfens bilden, kann in einfacher Art und Weise der Stopfen bezüglich des Behälters positioniert werden, da der Anlageabschnitt beim Einführen des Stopfens in den Behälter einen Anschlag bildet, der beim Einführen des Stopfens in den Behälter an einem eine Behälteröffnung umschließenden Behälterrand in der axialen Richtung zur Anlage kommt und insofern ein weiteres Einführen des Stopfens in den Behälter verhindert bzw. die Einführtiefe begrenzt. Der Anlageabschnitt ist auch hinsichtlich einer Durchdringung des Abdeckabschnitts mittels einer externen Vorrichtung, bspw. einer Pipettenspitze, vorteilhaft, da beim Durchdringen eine axiale Kraft auf den Abdeckabschnitt ausgeübt werden muss. Der Anlageabschnitt verhindert ein unerwünschtes weiteres Einführen des Stopfens in den Behälter und gewährleistet somit ein zuverlässiges Durchdringen des Abdeckabschnitts.
  • Hinsichtlich der zweiten Abschnitte wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die zweiten Abschnitte unabhängig von den übrigen Abschnitten des jeweiligen Segments verformbar sind.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die zweiten Abschnitte eine geringere Materialstärke aufweisen als die dritten Abschnitte. Dadurch wird eine Verformung der zweiten Abschnitte bei Einwirken einer axialen Kraft auf den Abdeckabschnitt gegenüber einer Verformung des Anlageabschnitts begünstigt.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn der Abdeckabschnitt an einem in Einführrichtung des Stopfens hinteren Ende des Mantelabschnitts ausgebildet ist. Dadurch wird verhindert, dass sich Fremdkörper in einem dem Behälterinneren abgewandten Bereich der Durchgangsöffnung auf dem Mantelabschnitt ansammeln und bei einem Durchstoßen des Abdeckabschnitts in das Behälterinnere gelangen.
  • Vorzugsweise sind die Segmente endseitig der Segmente mit benachbarten Segmenten verbunden.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Segmente im Bereich eines dem Anlageabschnitt abgewandten Endes des Mantelabschnitts miteinander verbunden sind. Insofern sind die Segmente im Bereich eines in Einführrichtung des Stopfens vorderen Endes des Mantelabschnitts miteinander verbunden.
  • Vorzugsweise ist der Bereich des Mantelabschnitts, in dem die Segmente miteinander verbunden sind, als ringförmige geschlossene Struktur ausgebildet. Dadurch ist eine besonders hohe Stabilität der Verbindung der Segmente und des Stopfens als Ganzes gewährleistet. Eine geschlossene ringförmige Struktur ist auch insbesondere hinsichtlich eines Auswerfens des Stopfens aus einem Spritzgusswerkzeug als vorteilhaft angesehen.
  • Vorzugsweise sind die Segmente stegartig ausgebildet.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Mantelabschnitt einen Bereich mit sich in Richtung des Anlageabschnitts erweiternden Querschnitt aufweist oder der Mantelabschnitt einen sich in Richtung des Anlageabschnitts erweiternden Querschnitt aufweist. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Erweiterung konisch ist. Aufgrund des sich erweiternden Querschnitts wird beim Einführen des Stopfens in den Behälter eine Verformung des freien Endes des jeweiligen Segments nach radial innen begünstigt. Aufgrund der Verformung nach radial innen wird eine besonders gute Abdichtung der Behälteröffnung erreicht und zudem ein Kraftschluss zwischen dem Stopfen und einer Behälterwandung bewirkt, wodurch der Stopfen besonders sicher in dem Behälter gehalten ist.
  • Vorzugsweise sind der Abdeckabschnitt und/oder der Anlageabschnitt endseitig des Mantelabschnitts ausgebildet.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn der Abdeckabschnitt und der Anlageabschnitt in derselben Ebene ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise sind der Abdeckabschnitt und/oder der Anlageabschnitt senkrecht zu der axialen Richtung ausgebildet.
  • Der Abdeckabschnitt und/oder der Anlageabschnitt sind in einer bevorzugten Ausführungsform an einem in Einführrichtung des Stopfens hinteren Ende des Mantelabschnitts ausgebildet.
  • Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn ein Verhältnis einer axialen Erstreckung des ersten Abschnitts der Segmente zu einer axialen Erstreckung des Mantelabschnitts zumindest 80 Prozent beträgt. Bei einem derartigen Längenverhältnis kann bei relativ geringen Biegekräften im Verbindungsbereich zwischen dem Segment und dem übrigen Mantelabschnitt eine relativ große Verschiebung des dem Verbindungsbereich abgewandten Endes des Segments nach radial innen erreicht werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die zerstörungsfreie Verformung der Segmente aus.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die freien Enden benachbarter Segmente in einem Grundzustand des Stopfens voneinander beabstandet sind. Unter dem Grundzustand wird vorliegend ein Zustand des Stopfens ohne Einwirkung von äußeren Kräften verstanden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein minimaler Abstand benachbarter Segmente zumindest 0,8 mm, insbesondere zumindest 1,0 mm beträgt. Diese Abstände sind hinsichtlich einer Herstellung des Stopfens mittels eines Spritzgussverfahrens vorteilhaft.
  • Vorzugsweise ist der Stopfen radialsymmetrisch ausgebildet.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das jeweilige Segment als Teilbereich eines Rotationskörpers ausgebildet ist, wobei eine dem Rotationskörper des jeweiligen Segments zuordenbare Drehachse außerhalb einer Symmetrieachse des Stopfens verläuft. Vorzugsweise verläuft die jeweilige Drehachse außerhalb und parallel zu der Symmetrieachse des Stopfens. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass, bei einer Verformung der Segmente nach radial innen, Teilbereiche der Segmente, insbesondere die zweiten und dritten Bereiche der Segmente, einen geschlossenen, rotationssymmetrischen Körper bilden, wodurch eine besonders gute Dichtwirkung des Stopfens erreicht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Stopfen zumindest drei Segmente, vorzugsweise zumindest vier Segmente, insbesondere zumindest sechs Segmente auf. Durch die Anzahl der Segmente kann in einfacher Art und Weise die zwecks Durchdringens des Abdeckabschnitts aufzuwendende Kraft angepasst werden. Je mehr Segmente der Stopfen aufweist, desto geringer ist die aufzubringende Kraft.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Segmente beim Einführen des Stopfens in den Behälter nach radial innen, vorzugsweise elastisch, verformt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweiten Abschnitte bei Verformung der Segmente nach radial innen eine geschlossene Fläche bilden.
  • Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn der Stopfen einteilig ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise sind die Segmente, insbesondere der gesamte Stopfen, aus einem elastischen Material gefertigt. Bei dem Material kann es sich beispielsweise um ein thermoplastisches Elastomer, beispielsweise um Polyethylen, handeln.
  • Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die zweiten Abschnitte in einer Draufsicht in der axialen Richtung Kreissektoren eines Kreises bilden. Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die dritten Abschnitte in einer Draufsicht in der axialen Richtung Kreisringsektoren eines Kreisrings bilden.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem Querschnitt des Mantelabschnitts im Verbindungsbereich der Segmente das jeweilige Segment einen Kreisbogen eines Kreises bildet.
  • Es ist durchaus denkbar, den Stopfen in Kombination mit einem mit dem Behälter verbindbaren Deckel zu verwenden. Der Deckel weist zu diesem Zweck eine Öffnung auf, zwecks Zugangs zum Abdeckabschnitt, wobei der Deckel den Stopfen gegen ein Herausziehen aus dem Behälter sichert.
    • Figurenbeschreibung
  • In den nachfolgenden Figuren wird die Erfindung anhand von drei bevorzugten Ausführungsformen näher beschrieben, ohne hierauf beschränkt zu sein.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Anordnung von einem Behälter und einer ersten Ausführungsform des Stopfens in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 2
    die Anordnung gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht gemäß dem Pfeil II in Fig. 3,
    Fig. 3
    die Anordnung in einer Schnittansicht gemäß der Linie III-III in Fig. 2,
    Fig. 4
    der Stopfen gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 5
    der Stopfen gemäß Fig. 4 in einer Ansicht gemäß dem Pfeil V in Fig. 6,
    Fig. 6
    der Stopfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil VI in Fig. 5,
    Fig. 7
    der Stopfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil VII in Fig. 5,
    Fig. 8
    eine zweite Ausführungsform des Stopfens in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 9
    der Stopfen gemäß Fig. 8 in einer Ansicht gemäß dem Pfeil IX in Fig. 10,
    Fig. 10
    der Stopfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil X in Fig. 9,
    Fig. 11
    der Stopfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil XI in Fig. 9,
    Fig. 12
    eine Schnittansicht des Stopfens gemäß der Linie XII-XII in Fig. 11,
    Fig. 13
    eine dritte Ausführungsform des Stopfens in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 14
    der Stopfen gemäß Fig. 13 in einer Ansicht gemäß dem Pfeil XIV in Fig. 15,
    Fig. 15
    der Stopfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil XV in Fig. 14,
    Fig. 16
    der Stopfen in einer Ansicht gemäß dem Pfeil XVI in Fig. 14.
  • Die Fig. 1 bis 7 zeigen ein erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stopfens 1. Der Stopfen 1 dient dem Verschließen eines Behälters 2, wobei vorliegend der Behälter 2 als Flasche ausgebildet ist. Der Behälter 2 weist einen mit einem Gewinde versehenen Flaschenhals auf, wobei der Stopfen 1 in eine Öffnung des Flaschenhalses eingeführt ist. Der Stopfen 1 dient somit dem Verschließen der Öffnung des Behälters 2, um eine Verdunstung von in dem Behälterinneren aufgewahrten Substanzen zu vermeiden und ferner Eindringen von Fremdkörpern in den Behälterinnenraum zu vermeiden. Durch die nachfolgend näher beschriebenen Merkmale des Stopfens 1 ermöglicht es der Stopfen 1 mit einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einer Pipettenspitze, den Stopfen 1 zu durchdringen, um Substanzen aus dem Behälterinnenraum zu entnehmen bzw. dem Behälterinnenraum zuzuführen, wobei der Stopfen 1 derart gestaltet ist, dass, nachdem die Krafteinwirkung durch die Vorrichtung beendet ist, die Behälteröffnung wiederum durch den Stopfen 1 verschlossen ist.
  • Der Stopfen 1 weist einen in den Behälter 2 einführbaren Mantelabschnitt 3 auf, wobei der Mantelabschnitt 3 eine in einer axialen Richtung Z ausgebildete Durchgangsöffnung 4 aufweist. Der Stopfen 1 weist vorliegend drei Segmente 5 auf, wobei das jeweilige Segment 5 ein freies Ende aufweist. Die Segmente 5 sind an ihrem anderen Ende, vorliegend im Bereich eines in Einführrichtung des Stopfens 1 vorderen Endes des Mantelabschnitts 3, miteinander verbunden. Der Bereich, in dem die Segmente 5 miteinander verbunden sind, ist als ringförmige geschlossene Struktur 12 ausgebildet, wie insbesondere der Fig. 6 zu entnehmen ist. Das freie Ende des jeweiligen Segments 5 weist einen ersten Abschnitt 6, einen zweiten Abschnitt 7 und einen dritten Abschnitt 8 auf. Der erste Abschnitt 6 des freien Endes des jeweiligen Segments 5 bildet einen Teilbereich des Mantelabschnitts 3. Der zweite Abschnitt 7 steht radial innen gegenüber dem Mantelabschnitt 3 hervor, ragt somit in den Bereich der Durchgangsöffnung 4 herein, und der dritte Abschnitt 8 steht radial außen gegenüber dem Mantelabschnitt 3 hervor. Die zweiten Abschnitte 7 bilden einen Abdeckabschnitt 9 des Stopfens 1, wobei der Abdeckabschnitt 9 die Durchgangsöffnung 4 in der axialen Richtung Z verschließt, wie dies insbesondere den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist. Da die zweiten Abschnitte 7 aufgrund der Segmentierung nicht unmittelbar miteinander verbunden sind und somit unabhängig voneinander verformbar sind, ist der Abdeckabschnitt 9 in der axialen Richtung Z durchdringbar, beispielsweise mittels einer Pipettenspitze. Die dritten Abschnitte 8 der Segmente 5 bilden einen Anlageabschnitt 10 des Stopfens 1, wobei der Anlageabschnitt 10 beim Einführen des Stopfens 1 in den Behälter 2 an einem Behälterrand des Behälters 2 in der axialen Richtung Z zur Anlage kommt, wodurch der Anlageabschnitt 10 ein weiteres Einführen des Stopfens 1 in den Behälter 2 verhindert, wie der Figur 3 zu entnehmen ist. Der Anlageabschnitt 10 des Stopfens 1 ist auch hinsichtlich des Durchdringens des Abdeckabschnitts 9 vorteilhaft, da der Anlageabschnitt 10 verhindert, dass die auf den Abdeckabschnitt 9 zwecks Durchdringens aufgebrachte Kraft den Stopfen 1 weiter in den Behälter 2 hineindrückt anstatt den Abdeckabschnitt 9 zu durchdringen bzw. die zweiten Abschnitte 7 zu verformen.
  • Wie insbesondere der Fig. 3 zu entnehmen ist, weisen die zweiten Abschnitte 7 eine geringere Materialstärke auf als die dritten Abschnitte 8. Dadurch wird die Steifheit bzw. die Kraft, die notwendig ist, um den Abdeckabschnitt 9 zu durchdringen, in vorteilhafter Weise verringert, bei dennoch hoher Gesamtstabilität des Stopfens 1. Die Materialstärke der zweiten Abschnitte 7 ist auch geringer als die Materialstärke der ersten Abschnitte 6.
  • Wie insbesondere der Fig. 5 zu entnehmen ist, weist der Mantelabschnitt 3 einen Bereich mit sich in Richtung des Anlageabschnitts 10 konisch erweiterndem Querschnitt auf. Durch den sich erweiternden Querschnitt wird begünstigt, dass sich die Segmente 5 beim Einführen des Stopfens 1 in den Behälter nach radial innen verformen, wie dies in der Fig. 3 gezeigt ist. Um eine Verformung der Segmente 5 nach radial innen zu ermöglichen, sind die freien Enden benachbarter Segmente 5 in einem Grundzustand des Stopfens 1 voneinander beabstandet. Die Fig. 4 bis 7 zeigen den Stopfen 1 in einem solchen Grundzustand. Im Grundzustand weist der Stopfen 1 drei die Segmente 5 voneinander trennende sich in axialer Richtung und radialer Richtung erstreckende Schlitze auf, wobei der jeweilige Schlitz sich von radial außen in Richtung eines gemeinsamen Zentrums nach radial innen erstrecken. Ferner erstrecken sich die Schlitze von einem dem hinteren Ende 15 des Stopfens 1 in Richtung eines vorderen Endes 11 des Stopfens 1 bis zu der geschlossenen ringförmigen Struktur 12.
  • Der Abdeckabschnitt 9 und der Anlageabschnitt 10 sind in derselben Ebene ausgebildet, wobei der Abdeckabschnitt 9 und der Anlageabschnitt 10 endseitig des Mantelabschnitts 3 an einem in Einführrichtung des Stopfens 1 hinteren Ende 15 des Stopfens 1 ausgebildet sind.
  • Der Abdeckabschnitt 9 und der Anlageabschnitt 10 sind senkrecht zu der axialen Richtung Z ausgebildet. Wie dies insbesondere den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist, bilden die zweiten Abschnitte 8 bei Verformung der Segmente 5 nach radial innen, somit in dem in den Behälter 2 eingeführten Zustand, eine geschlossene Fläche.
  • Wie insbesondere aus der Fig. 6 ersichtlich ist, ist das jeweilige Segment 5 als Teilbereich eines Rotationskörpers ausgebildet, wobei eine dem Rotationskörper des jeweiligen Segments zuordenbare Drehachse 13 außerhalb einer Symmetrieachse 14 und parallel zu der Symmetrieachse 14 des Stopfens 1 verläuft. Der Stopfen 1 ist ferner radialsymmetrisch zu der Symmetrieachse 14 ausgebildet, wobei die Zähligkeit der Symmetrie der Anzahl der Segmente 5 entspricht. Die Symmetrie der ersten Ausführungsform des Stopfens 1 ist somit 3-zählig. Dadurch, dass das jeweilige Segment 5 als Teilbereich eines Rotationskörpers ausgebildet ist und ferner der Stopfen 1 radialsymmetrisch ist, bilden die Segmente 5 bei Verformung der Segmente 5 nach radial innen in einem den Verbindungsbereichen der Segmente 5 abgewandten Bereich einen geschlossenen, rotationssymmetrischen Körper, was sich vorteilhaft auf die Abdeckwirkung und die Dichtwirkung des Stopfens 1 auswirkt.
  • Die zweiten Abschnitte 8 bilden in einer Draufsicht in der axialen Richtung Z Kreissektoren eines Kreises und die dritten Abschnitte 8 bilden Kreisringsektoren eines Kreisrings.
  • Die in den Fig. 8 bis 12 gezeigte zweite Ausführungsform des Stopfens und die in den Fig. 13 bis 16 gezeigte dritte Ausführungsform des Stopfens 1 unterscheiden sich von der ersten Ausführungsform des Stopfens 1 in der Anzahl der Segmente 5, wobei die zweite Ausführungsform vier Segmente 5 aufweist und die dritte Ausführungsform sechs Segmente 5 aufweist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stopfen
    2
    Behälter
    3
    Mantelabschnitt
    4
    Durchgangsöffnung
    5
    Segment
    6
    erster Abschnitt
    7
    zweiter Abschnitt
    8
    dritter Abschnitt
    9
    Abdeckabschnitt
    10
    Anlageabschnitt
    11
    Ende
    12
    Struktur
    13
    Drehachse
    14
    Symmetrieachse
    15
    Ende
    Z
    axiale Richtung

Claims (15)

  1. Stopfen (1) für einen Behälter (2), wobei der Stopfen (1) einen in den Behälter (2) einführbaren Mantelabschnitt (3) aufweist, wobei der Mantelabschnitt (3) eine in einer axialen Richtung (Z) ausgebildete Durchgangsöffnung (4) aufweist, wobei der Stopfen (1) zumindest zwei Segmente (5) aufweist, wobei das jeweilige Segment (5) ein freies Ende aufweist, wobei ein erster Abschnitt (6) des freien Endes des jeweiligen Segments (5) einen Teilbereich des Mantelabschnitts (3) bildet, ein zweiter Abschnitt (7) des freien Endes des jeweiligen Segments (5) radial innen gegenüber dem Mantelabschnitt (3) hervorsteht und ein dritter Abschnitt (8) des freien Endes des jeweiligen Segments (5) radial außen gegenüber dem Mantelabschnitt (3) hervorsteht, wobei die zweiten Abschnitte (7) einen in der axialen Richtung (Z) durchdringbaren, die Durchgangsöffnung (4) verschließenden Abdeckabschnitt (9) bilden, wobei die dritten Abschnitte (8) einen Anlageabschnitt (10) des Stopfens (1) bilden, wobei die zweiten Abschnitte (7) des freien Endes des jeweiligen Segments (5) unabhängig von den zweiten Abschnitten (7) der freien Enden der anderen Segmente (5) verformbar sind, wodurch das axiale Durchdringen des Abdeckabschnitts (9) ermöglicht ist.
  2. Stopfen (1) nach Anspruch 1, wobei die zweiten Abschnitte (7) eine geringere Materialstärke aufweisen als die dritten Abschnitte (8), zur Begünstigung einer Verformung der zweiten Abschnitte (7) bei Einwirken einer axialen Kraft auf den Abdeckabschnitt (9) gegenüber einer Verformung des Anlageabschnitts (10).
  3. Stopfen (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Segmente (5) im Bereich eines dem Anlageabschnitt (10) abgewandten Endes (11) des Mantelabschnitts (3) miteinander verbunden sind.
  4. Stopfen (1) nach Anspruch 3, wobei der Bereich als ringförmig geschlossene Struktur (12) ausgebildet ist.
  5. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mantelabschnitt (3) einen Bereich mit sich in Richtung des Anlageabschnitts (10), vorzugsweise konisch, erweiterndem Querschnitt aufweist oder der Mantelabschnitt (3) einen sich in Richtung des Anlageabschnitts (10), vorzugsweise konisch, erweiternden Querschnitt aufweist.
  6. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Abdeckabschnitt (9) und/oder der Anlageabschnitt (10) endseitig des Mantelabschnitts (3) ausgebildet sind.
  7. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Abdeckabschnitt (9) und der Anlageabschnitt (10) in derselben Ebene ausgebildet sind.
  8. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Verhältnis einer axialen Erstreckung des ersten Abschnitts (6) der Segmente (5) zu einer axialen Erstreckung des Mantelabschnitts (3) zumindest 80% beträgt.
  9. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die freien Enden benachbarter Segmente (5) in einem Grundzustand des Stopfens (1) voneinander beabstandet sind.
  10. Stopfen (1) nach Anspruch 9, wobei ein minimaler Abstand benachbarter Segmente (5) zumindest 0,8 mm, insbesondere zumindest 1,0 mm beträgt.
  11. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das jeweilige Segment (5) als Teilbereich eines Rotationskörpers ausgebildet ist, wobei eine dem Rotationskörper des jeweiligen Segments zuordenbare Drehachse (13) außerhalb einer Symmetrieachse (14) des Stopfens (1) verläuft, vorzugsweise die jeweilige Drehachse (13) außerhalb und parallel zu der Symmetrieachse (14) des Stopfens (1) verläuft.
  12. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Stopfen (1) zumindest drei Segmente (5), vorzugsweise zumindest vier Segmente (5), insbesondere zumindest sechs Segmente (5) aufweist.
  13. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Segmente (5) beim Einführen des Stopfens (1) in den Behälter (2) nach radial innen, vorzugsweise elastisch, verformt werden.
  14. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die zweiten Abschnitte (7) bei Verformung der Segmente (5) nach radial innen eine geschlossene Fläche bilden.
  15. Stopfen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei der Stopfen (1) einteilig ausgebildet ist.
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