NO155094B - Beholderlokk. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører lokk eller kapsler og spesielt lokk som har forbedrede tetningsegenskaper. Lokkene kan også betegnes som enhetlige lokk med to forskjellige materialer for avtetningsformål.

Et lokk som tilveiebringer en vakuumtetning for beholdere, og spesielt for beholdere med varierende veggtykkelse og uregelmessigheter, såsom skiver eller vulster rundt kanten av beholderen, er kjent fra US patentskrift 4.143.785. I dette patentskrift er lokket beskrevet som innbefattende et par fleksible ringflenser beregnet på samvirke med de indre og ytre kanter av den øvre rand av den beholder som skal lukkes, for å tilveiebringe en vakuumtetning når lokket er plassert på beholderen. De to flenser er anordnet konsentrisk med den ytre flens avfaset utover og den indre flens avfaset innover. Denne vinkelanordning skaffer en linjekontakt istedenfor en flatekontakt med beholderens rand. De to flenser er angitt å arbeide uavhengig for å tilveiebringe den ønskede kontakt. En forbedring av dette lokk er beskrevet i US patentskrift 4.308.965. I dette skrift er der beskrevet et lokk som er bygget opp av to forskjellige plastmaterialer som danner en i det vesentlige stiv ytre del og en i det vesentlige ettergivende indre tetningsdel, med den indre tetningsdel forankret til den ytre del. Bruken av to forskjellige materialer på den måte som er beskrevet i det sistnevnte patentskrift, betegnes som en "dobbelt-støpt" utførelse. På samme måte som lokket ifølge US patentskrift 4.143.785, innbefatter det lokk som er beskrevet i US patentskrift 4.308.965, et par fleksible ringflenser beregnet på samvirke med de indre og ytre kanter av den øvre rand på beholderen som skal lukkes, for tilveiebringelse av en vakuumtetning når lokket er plassert på beholderen. Denne konstruksjon er beregnet på det samme anvendelsesområde med hensyn til beholder-størrelser som det lokk som er beskrevet i US patentskrift 4.143.785, og det ble antatt at avstanden mellom de to flenser og til beholderens toppvegg ikke var kritisk på grunn av flensenes ettergivenhet. Av denne grunn blir særlig den utfor-ming av konstruksjonen som er beskrevet i US patentskrift 4.308.965, primært bestemt av fremstillingsbetraktninger istedenfor av dimensjonsbetraktninger. I praksis er det funnet at det påtenkte anvendelsesområde for denne konstruksjon er begrenset, og skjønt det ikke er helt klart hvorfor det er slik, har man likevel ønsket en korrigerende virkning, da konstruksjonen har vist seg meget gunstig for et begrenset område av beholderstørrelse.

Det var derfor ønskelig å videreutvikle den "dobbelt-støpte" utførelse som er beskrevet i US patentskrift 4.308.965, for å gi den et større anvendelsesområde.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe et optimert lokk med hensyn til tetningsevne.

En ytterligere hensikt er å tilveiebringe denne optim-ering med et lokk som omfatter to forskjellige materialer.

Dette oppnås ved et lokk som er kjennetegnet ved det

som fremgår av kravene.

I henhold til oppfinnelsen er der skaffet et beholderlokk som omfatter: en i det vesentlige stiv ytre lukkedel som fastlegger en lengdeakse (A-A) og har en tversgående toppvegg og en ringformet sidevegg som rager ned fra omkretsen av toppveggen og er utformet i ett med denne samt avgrenser en åpen ende, og en ettergivende indre tetningsdel som er festet til den på tvers forløpende toppvegg på den ytre lukkedel, og som innbefatter et basisparti som to på avstand fra hverandre i tverretningen anbragte flenser rager ut fra, og som har en første tykkelse (b) i lengderetningen og sammen med hver av flensene har en andre tykkelse (c) i lengderetningen, karak terisert ved at den første tykkelse (b) ikke er større enn ca. 50% av avstanden (a) i tverretningen mellom flensene, og at den første tykkelse (b) ikke er større enn ca.65% av den andre tykkelse (c).

Ved en foretrukket utførelse bør den andre tykkelse (c) ikke være større enn ca.75% av avstanden (a) i tverretningen mellom flensene.

Videre foretrekkes det at den første tykkelse (b),

for en hårdhet av den indre tetningsdel på mindre enn en Shore-A-hårdhet på 55, ikke er større enn ca. 40% av tverravstanden (a) mellom flensene.

Ved en annen utførelse foretrekkes det at den første tykkelse (b), for en hårdhet av den indre tetningsdel på mindre enn en Shore-A-hårdhet på 50, er høyst ca. 30% av tverravstanden (a) mellom flensene og høyst ca. 60% av den andre tykkelse (c).

Det foretrekkes at den indre tetningsdel videre innbefatter forankringsinnretninger for festing av den indre tetningsdel til toppveggen i den ytre lukkedel. Fordelaktig omfatter forankringsinnretningen en forankringsdel som er plassert i det vesentlige vinkelrett til basisdelen, og et par forankringsdeler plassert i vinkel i forhold til basisdelen på hver sin side av den i det vesentlige vinkelrette forankringsdel.

Ved de foretrukne utførelser står en av flensene på tilstrekkelig avstand fra sideveggen til å forhindre kontakt med denne når lokket er anbragt på en beholder. Fordelaktig er vinkelen for flensene og avstanden (a) mellom dem slik i forhold til toppveggen at flensene bare vil samvirke med randens kanter og toppflaten av veggen til en beholder som lokket skal anbringes på. Ved foretrukne utførelser har den ringformede sidevegg en gjenge på sin indre flate.

Fordelene ved lokket i henhold til den foreliggende oppfinnelse skal nå omtales i relasjon til kjent teknikk. Mens de flenser som er beskrevet i US patentskrift 4.143.785, virker uavhengig av hverandre, gjør de flenser som er beskrevet i US patentskrift 4.308.965, åpenbart ikke det. Denne konklusjon ble nådd fra en betraktning av massefordelingen

i den tetningsdel som bestemmer flensene, i forhold til dens montering i lokkets toppvegg. Da flensene fra sine frie ender strekker seg mot lokkets toppvegg, vil de nå et forbindelses-område under toppveggen som danner en bro mellom flensene for innbyrdes belastningsoverføring. Mens den gjensidige

virkning på flensene kan forutses på grunn av broen, er det ikke klart hvorfor en slik bro skulle ha en virkning med hensyn til begrensning av anvendelsen av den dobbeltstøpte utførelse til forskjellig dimensjonerte beholdere.

Det antas at hårdheten av det materiale som skal passe sammen med tetningsdelen, er en faktor med hensyn til den nevnte begrensning. Man ville ha ventet at hårdheten ikke skulle være en faktor på grunn av muligheten for dreiemoment-justering. Det er imidlertid blitt iakttatt at hårdheten av materialet må variere når lokkets størrelse varierer, for at beholderens inntrengning i tetningsdelen, dvs. graden av bevegelse av beholderen fra tidspunktet den først kommer i kontakt med flensene, skal kunne reguleres. For sterk inntrengning (mykt materiale) vil kunne kreve et for stort dreiemoment ved avtagning av lokket og hindre en ventilering (f.eks. når beholderen inneholder kullsyreholdig drikke) før gjengeinngrepet løsnes, mens en for liten inntrengning (hårdt materiale) uheldig kan påvirke den ønskede tetning.

Dimensjonsstyring på grunn av masseorientering og hård-hetsregulering er faktorer som man nå har funnet må tas med i betraktning ved en dobbeltstøpt konstruksjon. En optimert konstruksjon er blitt oppnådd ved bruk av en empirisk tilnærming. Forskjellige prøver ble gjennomført ved bruk av en dobbelt-støpt konstuksjon. Det ble funnet at tetningsdelen som ventet utvidet seg når beholderstørrelsen økte, dvs. etter hvert som størrelsen på beholderåpningen som skal lukkes, ble større, mens dens tykkelse og hårdhetsfaktorene måtte reduseres for oppnåelse av en pålitelig tetningsevne uten for store dreie-momentkrav. Dette var ikke ventet, men det ble funnet å være nødvendig å sikre en riktig inntrengning av tetningsdelen ved inner- og ytterkantene av beholderen. Den fysiske tverrsnitts-masse for tetningsdelen måtte reduseres når lokkstørrelsen økte, for å beherske for høyt løsnedreiemoment og for dårlig ventilasjon ved å begrense inntrengning av beholderkanten.

To figurer er valgt for å illustrere en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 1 er et delriss i tverrsnitt av et lokk med. en forbedret dobbelt støpt konstruksjon, cg

fig. 2 viser lokket på fig. 1 i kombinasjon med en beholder.

En del av et lokk 10 av en enhetlig "dobbe]tstøpt" utførelse er vist på fig. 1. Den innbefatter en i det vesentlige stiv ytre lukkedel 12 som omfatter en ringformet sidevegg 14 og en på tvers forløpende toppvegg eller toppflate 16. Ytterflaten av sideveggen 14 er utformet med riller 18 som strekker seg utover fra den ytre flate for å gi en gripe-flate for lett utøvelse av et dreiemoment. Den indre flate av sideveggen 14 er utstyrt med en gjenge 20. Lokket 10 innbefatter også en ringformet tetningsdel 22 som er festet til den på tvers forløpende toppvegg 16 ved hjelp av en anordning av utragende ribber 24, 26 og 28 som samlet vil bli betegnet som en forankring. Tetningsdelen 22 innbefatter også et basisparti 30 som ribbene 24, 26 og 28 rager ut fra, og som også to på avstand fra hverandre i tverretningen liggende tetnings-flenser 32 og 34 rager ut fra, men i motsatt retning av den for ribbene 24, 26 og 28. Basispartiet 30 utgjør et forbin-delsesparti 36 som utgjør en bro mellom flensene 32 og 34. Den ytre flens 32 står på tilstrekkelig avstand fra sideveggen 14 til å forhindre kontakt mellom flensen og sideveggen når lokket er anbragt på en beholder. I tillegg er flensene 32, 34 slik avvinklet og avstanden mellom dem slik at flensene vil samvirke bare med randkantene og toppflaten av veggen til en beholder som lokket anbringes på. Tetningsdelen 22 tjener til det samme formål som den tetningsdel som er beskrevet i det tidligere omtalte US patentskrift 4.308.965, med unntak av at tetningsdelen 22 er konstruert i samsvar med den foreliggende oppfinnelse og således tilveiebringer et lokk 10 med forbedret tetningsevne. For å demonst-rere dette vises det til resultatene av et utprøvningsprogram som er gjennomført med beholdere 38 (fig. 2) med varierende åpningsdiametre. Størrelsen av den ytre lukkedel 12 ble øket tilsvarende for tilpasning tii beholderen. Diameteren av tetningsdelen 22 ble tilsvarende øket, men dimensjonene a, b og c (fig. 1) forble konstant, da det ble antatt at god tetningsevne kunne oppnås med disse dimensjoner holdt konstant. Lukkedelen 12 ble fremstilt av polypropen, mens tetningsdelen 22 ble fremstilt av et termoplastisk gummimateriale. Det ble iakttatt at en konstant dimensjonert tetningsdel 22 i praksis ikke ga tilstrekkelig tetningsevne for forskjellig dimensjonerte beholdere. Overraskende ble det funnet at hårdheten av tetningsdelen 22 måtte reduseres og dimensjonene a, b og c reguleres for oppnåelse av optimale resultater. De optimale parametre som fremkom, var de følgende:

Lokkdiameterne tilsvarer diameterområdene for åpningene til de fleste beholdere på markedet. Disse områder representerer beholderfamilier hvor konstruksjonsegenskapene er like, f.eks. veggtykkelsen. Dimensjonen a angir avstanden i tverretningen mellom de innadvendende kanter av flensene 32 og 34, mens dimensjonen b angir tykkelsen av basispartiet 30 i lengderetning (dvs. i retning langs aksen A-A) (første tykkelse i lengderetningen) og dimensjonen c angir tykkelsen av basispartiet 30 i lengderetning og en av flensene 32 eller 34 (andre tykkelse i lengderetningen). Ved utførelsene er b høyst 50% av a og 65% av c. c bør ikke være større enn 75% av a. Det skal bemerkes at Shore-A-hårdheten er en tilnærmet lineær funksjon av hver dimensjonsgruppe, idet b ikke er større enn 40% av a for en Shore-A-hårdhet på mindre enn 55, mens b er høyst 30% av a og høyst 60% av c for en Shore-A-hårdhet på mindre enn 50. Det ble videre iakttatt at Shore-A-hårdheten ble redusert med ca. 10% mellom de forskjellige angitte områder, og at denne reduksjon hadde den virkning at dimensjonen a ble øket med 7-8% og b redusert med 15-20%, samt c redusert med 10-15% mellom de forskjellige områder.

Ved disse forhold mellom dimensjonene a, b og c ble det funnet at beholderen 36 alltid trengte tilstrekkelig langt inn i tetningsdelen 22, og at tetningsdelen 22 reagerte ved å tilpasse seg kantene på beholderen, slik at en tetning til-veiebringes uten at det er nødvendig å utøve et stort dreiemoment. Det er antatt at den masse av tetningsdelen 22 som fås med de angitte dimensjonsforhold, virkelig blir optimert, slik at der med sikkerhet kan benyttes større størrelses-områder av beholderne og egnede tetninger oppnås.

Utførelseseksempler på lokk er blitt fremstilt, og

de følgende ytterligere data er gitt utelukkende som eksempler. Som plastmateriale for den ytre lukkedel 12 har både polypropen og polyeten vist seg egnet. Som plastmateriale for tetningsdelen 22 har lavtetthetspolyeten og termoplastisk gummi vist seg egnet. Med hensyn til dimensjonene av tetningsdelen 22 gir tabellen ovenfor eksempler på dimensjoner av luk-kekapper med en lang rekke diametre. Som tilleggsdata kan det nevnes at størrelsen av andre dimensjoner på slike lokk er følgende: Generelt er bredden av hver flens ved den frie eller nedre ende (som vist på fig. 1) 0,5 mm og avstanden mellom flensene 32 og 34 i tverretningen ved basispartiet 30 lmm. I tillegg skråner det par av flater på flensene 32, 34 som kommer i kontakt med beholderveggen 38, ca. 45° i forhold til vertikalplanet. Generelt strekker ribbene 24, 28 seg i en vinkel på ca. 45° med vertikalplanet og strekker seg til en høyde, målt fra basispartiet, på 0,8 mm. Disse ribber har en generell brédde på 0, Smm. Disse verdier er typiske for det område av lokk som er gitt i tabellen.

Et lokk med en ytre lukkedel 12 og tetningsdel 22 kan fremstilles med velkjente teknikker for dobbelt-sprøyte-støping. En ytterligere omtale av denne fremstillingsteknikk skulle være unødvendig for fagmannen.

Claims (4)

1. Beholderlokk omfattende en i det vesentlige stiv ytre lukkedel (12) som fastlegger en lengdeakse (A-A) og har en tversgående toppvegg (16) og en ringformet sidevegg (14) som rager ned fra omkretsen av toppveggen (16) og er utformet i ett med denne samt avgrenser en åpen ende, og en ettergivende indre tetningsdel (22) festet til den på tvers forløpende toppvegg (16) på den ytre lukkedel (12), og som innbefatter et basisparti (30) som to på avstand fra hverandre i tverretningen anbragte flenser (32, 34) rager ut fra, og som har en første tykkelse (b) i lengderetningen og sammen med hver av flensene (32, 34) har en andre tykkelse (c) i lengderetningen, karakterisert ved at den første tykkelse (b) ikke er større enn ca. 50% av avstanden (a) i tverretningen mellom flensene, og at den første tykkelse (b) ikke er større enn ca. 65% av den andre tykkelse (c).

2. Lokk ifølge krav 1, karakterisert ved at den andre tykkelse (c) ikke er større enn ca. 75% av avstanden (a) i tverretningen mellom flensene.

3. Lokk ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første tykkelse (b), for en hårdhet av den indre tetningsdel (22) på mindre enn en Shore-A-hårdhet på 55, ikke er større enn ca. 40% av tverravstanden (a) mellom flensene.

4. Lokk ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første tykkelse (b), for en hårdhet av den indre tetningsdel (22) på mindre enn en Shore-A-hårdhet på 50, ikke er større enn ca. 30% av tverravstanden (a) mellom flensene og ikke større enn ca. 60% av den andre tykkelse (c).