WO1992000892A1 - Verschluss für eine flasche oder dergleichen sowie verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verschluss für eine Flasche oder dergleichen sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben. Er besteht aus einem Halteteil (1) zum Halten an dem Flaschenhals, einem von dem Halteteil gehaltenen Dichtteil (2), das eine im wesentlichen ringförmige Dichtfläche (7) aufweist, zwischen der und der ringförmigen Stirnfläche des Flaschenhalses eine Dichtung (10) aus zusammendrückbarem Material liegt. Die Dichtung liegt entlang der ringförmigen Dichtfläche mit unterschiedlichem Anlagedruck an. Die Stellen mit stärkerem Anlagedruck dienen als Anschlag und definieren die Lage des Dichtteiles und damit auch das Mass der Zusammendrückung der Stellen (8) geringeren Anlagedruckes, die das Überdruckventil bilden. Somit sind in sehr einfacher Weise Dichtung, Anschlag und elastisches Element nur durch die Gestaltung der ringförmigen Dichtfläche oder der Dichtung selbst geschaffen.

Description

Verschiuß für eine Flasche oder dergleichen

sowie Verfanren zur Herstellung desselber DieErfindung betrifft einen Verschluß der im Oberbegriff des Ansprucns 1 Genannten Art für eineFlasche dergleichen sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Durch die DE-PS 36 42 998 ist ein Versthluß bekannt, bei den zusatzlich zu der radialen, stirnseitigen

Dichtflache axiale Dichtflächen im Bereich des Mündungεrandes einer Flasche vorgesehen sind, in die sich Dichtmassse der Dichtung erstreckt. Das Dichtteil ist tiefgezogen und erstreckt sich um den Mundungsrand der Flascne herum, um so die außere, axiale Dichtflache zu bilden. Das Wesshtl one dieses bekannten Verschlusses soll darin bestehen daß das Dichtteil wenigstens m einen Teilbereich am L'bergang vor. dem Dichtteil zu dem Halteteil nicht bis auf der. seitlichen Mundungsrand des Halses der Flasche tiefgezogen ist, vielmehr von einer derartigen Verformung ausgenommen, ist. Auf diese Weise soll m dem unverformten Teilbereich eine verhinderte Dichtstrecke geschaffen sein, die aufgrund ihrer Kurze zu einer geringeren Dichtigkeit fuhren soll. Auf diese Weise soll ein Entweichen von Überdruck begünstigt werden. Das Entweichen von Überdruck ist bei einem derartigen Verschluß jedoch weniger von der Dichtstrecke als vielmehr von dem Auflagedrucκ der Dichtung abhängig. Dieser ist jedoch tei diesem bekannten Verschluß über den gesamten Mündungs rand gleich. Die gewünschte Wirkung eines uberdruckventils wird daher nur sehr unvollkommen erreicht.

Durch die DE-PS 37 44 292 ist ein Verschluß für eine Flasche oder dergleichen bekannt, der einen kappenförmigen Halteteil aufweist, an dem sich ein nach innen gerichteter Vorsprung oder Kragen zum Hintergreifen eines Außenwulstes eines Flaschenhalses befindet. Dieses Halteteil ist über ein elastisches Element mit einem Dichtteil mit einer ringfσrmigen Dichtfläche zur Anlage an einer Stirnfläche des Flaschenhalses verbunden. Das Halteteil weist einen Anschlag zur definierten Anlage des Halteteils an dem Rand des Flaschenhalses auf. Da das Dichtteil ebenfalls an dem Rand des Flaschenhalses anliegt, ist dadurch die gegenseitige Lage von Halteteil und Dichtteil genau definiert. Da sich zwisehen beiden das elastische Element zur Vorspannung des

Dichtteils befindet, ist damit auch die Größe der Vorspannung des elastischen Elements genau definiert und damit der Druck, bei dem das Dichtteil abhebt, das Überdruckventil also öffnet.

Durch die US-PS 40 89 434 ist ein Schraubverschluß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt, bei dem zwischen dem Boden der Schraubkappe und dem Stirnrand des Flaschenhalses eine Dichtung aus Schaumstoff liegt, die in ihrem Querschnitt in einer diametralen Richtung unterschiedliche Dicken hat. Beim Aufschrauben werden also die Bereiche größerer Dicke stärker zusammengepreßt als die Bereiche geringerer Dicke . In den Bereichen geringerer Dicke ist daher die Dichtkraft geringer, und diese Bereiche sollen als Überdruckventil dienen. Der Öffnungsdruck hängt dabei von der Kompression der gesamten Dichtung ab, ist somit nicht unabhängig vom Aufschraubdrehmoment. Erfolgt das

Aufschrauben mit zu geringem Drehmoment, so sind die Bereiche geringerer Dicke nicht zur Anlage gebracht, die Dichtung ist nicht dicht. Wird die Dichtung mit zu großer Kraft aufgeschraubt, so ist die Anlagekraft auch im Bereich der geringeren Dicke zu groß, so daß entsprechend auch der offnungsdruck groß ist und die Gefahr einer Explosion der Flasche nach sich zieht. Hinzu kommt der besondere Nachteil, daß der größte Teil des Drehmoments beim Aufschrauben auf das Zusammendrücken der Bereiche der Dichtung großer Dicke entfällt, zumal deren Flache wesentlich größer ist als die Flache der Bereiche geringerer Dicke, so daß der erhöhte Anstieg des Drehmoments durch die zusätzliche Zusamnendrükkung in Bereich der Stellen geringerer Dicke der Dichtung kaum feststellbar ist, insbesondere nicht dann, wenn das Aufschrauben von Hand erfolgt. Das Aufschrauben von Hand ist aber im praktischen Gebrauch der Normalfall und entscheidend. Die Gefahr von Explosionen besteht also in Nornalfall weiterhin.

Durch die DE-OS 1 432 224 ist eine Entlüftungsdichtung für einen Verschluß ähnlich der zuvor behandelten US-PS 4 089 434 bekannt, wobei der Unterschied darin besteht, daß sich die Bereiche geringerer Dicke der Dichtung nur an zwei diametral gegenüberliegenden kurzen ümfangsstellen befinden. Der größte Teil der Dichtung hat die größere Dicke. Die zuvor beschriebenen Nachteile sind daher noch großer.

Durch die US-PS 3 114 467 sowie die deutsch Gebrauchsmusterschrift 8 122 918 O 1 sind kappenförmige Verschlüsse mit Überdrucksicherungen bekannt, bei denen jeweils im Boden eine ebene Dichtscheibe angeordnet ist, hinter der sich an einigen Umfangsstel len Ausnehmungen befinden. Ist eine solche Kappe auf den Hals einer Flasche aufgeschraubt und entsteht ein Druck in der Flasche, so hebt sich der Rand der scheibenförmigen Dichtung an den Stellen, an denen sich die Ausnehmungen im Boden der Kappe befinden, etwas an, so daß Überdruck entweichen kann. Ein Nachteil dieser bekannten Schraubverschlüsse besteht darin, daß im Bereich der Ausnehmungen im Boden der Schraubkappen überhaupt keine Anpreßung des Randes der Dichtscheibe an den Stirnrand des Flaschenhalses erfolgt. Das Innere der Flasche, beispielsweise eine Getrankeflüssigkeit, kann daher schon bei geringsten Überdrücken aus der Flasche entweichen, was nicht erwünscht ist. Außerdem besteht der Nachteil, daß gerade bei Gasflaschen durch die herstellungsbedingten Toleranzen oder bei Verun reinigungen auf der Stirnfläche des Flaschenrandes bzw. auf der Dichtung eine Dichtanlage der Dichtung an der Stirnfläche des Flaschenhalses unmöglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen VerSchluß der betreffenden Art zu schaffen, der einfach in Aufbau ist und weitgehend unabhängig vom Aufschraubdrehmoraent zuverlässig bei vorgegebenem Überdruck öffnet.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur einfachen Herstellung eines Verschlusses der im Anspruch 1 genannten Art anzugeben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die in Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelost.

Die Erfindung löst sich von dem bekannten Gedanken, die Dichtstrecke zu verkürzen oder das Dichtteil als Ganzes über ein elastisches Element gegen die Mündung des

Flaschenhalses zu drücken. Grundgedanke der Erfindung ist es vielmehr, Dichtung, Anschlag und elastisches Element nur durch die Gestaltung der ringförmigen Dichtfläche oder der Dichtung zu schaffen.

Eine mögliche Konkretisierung dieser allgemeinen Lehre ist im Anspruch 2 angegeben. Wird mit einem Verschluß gemäß dieser Lehre eine Flasche, verschlossen, so ergibt sich, daß in nicht zurückspringenden Umfangsbereichen der ringförmigen Dichtfläche die Dichtung mit einer großen Auflagekraft aufliegt und dadurch nach Art eines Anschlages die genaue Lage des Dichtteils in bezug zu der Stirnfläche eines Flaschenhalses bestimmt. Dadurch ist aber auch genau die Kraft bestimmt, mit der die Umfangsbereiche der Dichtung an der Stirnfläche des Flaschenhalses anliegen, wo die ringförmige Dichtfläche zurückspringt. Im Ergebnis liegt somit der

Lmfangsbereich der Dichtung an den zurückspringenden Stellen der ringförmigen Dichtfläche mit einer Kraft an der Stirnflache des Flaschenhalses an, die durch ihre Zusammendruckbarkeit bestimmt ist, und da die Zusammendrückbarkeit von Form, Dicke und Materialbeschaffenheit abhängt und diese alle genau wählbar sind, ist auch der Dichtdruck an den zurückspringenden Stellen der ringförmigen Oberfläche genau Destimπbar und damit der Druck, bei dem die Dichtung von der Stirnflache des Flaschenhalses abhebt und somit Überdruck entweichen läßt.

Dort, wo die in wesentlichen ringförmige Dichtflache des Dichtteils an wenigstens einer Stelle des Umfangs zurückspringt, wird also die Dichtung im Verschlußfalle weniger stark zusammengepreßt und damit vorgespannt, so daß sie bei den gewünschten Überdrucken abhebt und Überdruck entweichen läßt. Die Dichtung kann dabei über den Umfang komplenentar zu der ringförmigen Dichtfläche des Dichtteils geformt sein, paßt sich also der Kontur der Dichtflache an. In einfachsten Falle bedeutet dies, daß sich bei kappenformiger Ausbildung des erfindungsgemaßen Verschlusses in der ringförmigen Dichtfläche ganz einfach eine Vertiefung befindet, die das Material der Dichtung ebenfalls ausfüllt, wahrend die Auflageflache der Dichtung auf der Stirnflache des

Flaschenhalses in einer radialen Ebene liegt. Ein derartiger Verschluß ist gemäß der Lehre des Verfahrensanspruchs 8 in einfacher Weise erstellbar, wobei die Vertiefungen sich bei dem Schließvorgang ohne Mehraufwand erzeugen lassen, wahrend für die Dichtung lediglich das entsprechende Material, z.B. Schaummaterial, gewählt werden muß, was dann ebenfalls keinen Mehraufwand darstellt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die

Dichtung auch eine Profildichtung, insbesondere eine Lippendichtung sein, wobei das Profil über den Umfang komplementär zu der ringförmigen Dichtflache geformt ist.

Gemäß einer anderen Konkretisierung der m Ansprucn 1 angegebenen allgemeinen Lehre hat die Dichtung eine konstante Dicke und besteht über den Umfang aus Material unterschiedlicher Zusammendruckbarkeit. Beispielsweise kann das Material der Dichtung an einigen Stellen Hohlräume, insbesondere Bläschen, aufweisen, wodurch an diesen Stellen praktisch Schaumstoff gebildet ist. In allen Ausfuhrungsfornen der Erfindung ist es möglich, an der der Dichtflache abgewandten Seite der Dichtung Ausnehmungen vorzusehen, die die leichtere Zusammendruckbarkeit bewirken. Das Material des Halte- und Dichtteil s kann bel iebig sein , z . B. Kunststoff oder Metall. Es kann sich um einen Schraub- oder Kronenverschluß oder jeden beliebigen anderen Verschluß handeln.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung

im Schnitt,

Fig. 2 ist eine Draufsicht von oben auf Fig. 1 und Fig. 3 ist eine Seitenansicht von Fig. 1.

Fig. 4 verdeutlicht das erfindungsgemäße Verfahren, Fig. 5 zeigt einen Zwischenschritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 6 zeigt den Endschritt des Verfahrens,

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform des

Grundgedankens der Erfindung in einer

Darstellung ähnlich Fig. 1 und

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf die Dichtung

in Fig. 7.

In den Fig. 1 bis 3 bilden ein Halteteil 1 und ein Dichtteil 2 zusammen eine Schraubkappe, wozu in dem Halteteil 1 Gewmdegänge 3 vorgesehen sind, mit denen das Halteteil 1 auf wulstförmige Gewindegange 4 eines Flaschenhalses 5 einer nur teilweise dargestellten Flasche 6 aufschraubbar ist. Halteteil 1 und Dichtteil 2 sind aus Aluminium tiefgezoαen und/oder gedrückt, wie das allgemein bei derartigen Schraubverschlüssen üblich ist.

In seinem Randbereich weist das Dichtteil 2 eine ringförmige Dichtfläche 7 auf, die an drei Stellen 8 zurück springt und so einen größeren Abstand zu einer Stirnfläche des Flaschenhalses 5 hat als die ringförmige Dichtfläche 7.

Zwischen der ringförmigen Dichtfläche 7 bzw. deren zurückspringenden Stellen 8 und der Stirnfläche 9 des Flaschenhalses 5 befindet sich eine Dichtung 10, deren Dichtfläche 11 in einer radialen Ebene in bezug zu dem Flaschenhals 5 liegt, während ihre auf der anderen Seite liegende Dichtfläche 12 komplementär zu der ringförmigen Dichtfläche 7 bzw. deren zurückspringenden Stellen 8 ausgebildet ist. Die Dichtung 10 besteht aus volumenkompressiblen Material, beispielsweise aus Schaumstoff.

Fig. 1 zeigt den als Schraubkappe ausgebildeten

Verschluß in aufgeschraubtem Zustand. Während des Aufschraubens ergeben sich im Bereich der dünneren Umfangsteile der Dichtung 10 im Bereich der ringförmigen Dichtfläche 7 sehr schnell größere Auf lagekräfte, die dichtend wirken und gleichzeitig ein weiteres Aufschrauben der Schraubkappe verhindern, so daß diese eine genau definierte Lage in

Verhältnis zu der Stirnfläche 9 des Flaschenhalses 5 hat.

Bein Aufschrauben drückt sich die Dichtung 10 in

Bereich der zurückspringenden Stellen 8 um die gleiche

Wegstrecke zusammen, jedoch ergeben sich aufgrund der dort. größeren Dicke der Dichtung 10 umgekehrt proportional zu der Dicke geringere Auf lagekräfte auf der Stirnfläche 9 des Flaschenhalses 5. Bei ansteigendem Druck in der Flasche druckt sich somit das Material der Dichtung 10 im Bereich der zurückspringenden Stellen 8 zusammen, so daß Überdruck entweichen kann. Durch die Dicke der Dichtung m Bereich der zurückspringenden Stellen 8 und die Zusammendruckbarkeit in diesem Bereich ist im wesentlichen der Druck bestimmt, bei dem Überdruck entweicht.

Fig. 4 - 6 verdeutlichen verschiedene Verfahrensschritte bei der Durchführung des erf mdungsgenaßen Verfahrens zur Herstellung eines Verschlusses gemäß der Erfindung. Zunächst wird in einen kappenförmigen Verschluß, bestehend aus Halteteil 16 und Dichtteil 17, das eben ist, eine ebenfalls ebene Dichtscheibe 18 eingelegt. Alles zusammen wird dann in Richtung eines Pfeiles 19 auf das Ende eines Flaschenhalses 20 aufgesetzt, wie das in Fig. 6 gezeigt ist. Danach wird ein Stempel 21 in Richtung eines Pfeiles 22 gegen das Dichtteil 17 gedrückt. In dem Stempel 21 befindet sich eine Vertiefung 23, aus der ein Vorsprung 24 vorsteht, der sich beim Andrücken des Stempels 21 m das Dichtteil 17 eindrückt und dort an voneinander entfernten Stellen Vertie fungen erzeugt, wie das aus Fig. 6 ersichtlich ist. Diese Vertiefungen stellen im Inneren der Verschlußkappe Vorsprünge 25 dar, die, da ihre Flächenausdehnung verhältnismäßig gering ist, die Dichtscheibe 18 sehr stark zusammendrucken, so daß die Vorsprunge 25 praktisch einen Anschlag bilden, der eine genaue Lage der Verschlußkappe in Bezug zu dem Stirnrand des Flaschenhalses 20 gewährleistet und damit auch die Zusammendrückung der Dichtscheibe 18 in Ümfangsbereicher 26. Diese definierte und durch die Anschläge 26 reproduzierbare genaue Zusammenpressung in den Bereichen 26 bestimmt einen genau definierten Druck, bei dem Überdruck entweichen kann.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Lage wird durch nicht dargestellte Mittel durch Andrücken von außen an das Halteteil (16) ein Gewinde (27) wie auch ein Kragen (28) erzeugt, der zum Sichtbarmachen des ersten Öffnens der Flasche dient.

Fig. 7 zeigt ähnlich wie Fig. 1 einen Schnitt durch einen oberen Teil eines Flaschenhalses, gleiche oder sich entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht dann, daß ein Dichtteil 26 völlig eben ausgebildet ist, während gleichzeitig eine Dichtung 27 gleichen Querschnitt hat. Diese Dichtung weist jedoch, wie das aus der Draufsicht auf die Dichtung in Fig. 8 ersichtlich ist, drei Bereiche 28, 29 und 30 auf, die eine geringere, vorzugsweise wesentlich geringere Zusammendruckbarkeit haben als ein mittlerer Bereich 31. Diese Bereiche 28, 29 und 30 wirken somit als Anschläge und bestimmen die Zusammendrückung des mittleren Bereichs 31 der Dichtung 27 im Bereich der Dichtfläche. An diesen Stellen kann das Material der Dichtung daher bei einem bestimmten Überdruck von der Dichtauflage abheben und somit Überdruck entweichen lassen.

Claims

Ansprüche : 1. Verschluß für eine Flasche cder dergleichen, nit einen Halteteil, das einen nach innen gerichteten Vorsprung oder Kragen zum Hintergreifen eines Außenwulstes eines Flaschenhalses aufweist, mit einen nit den Hälteteil verbundener. Dichtteil, das eine in wesentlichen πngfornige Dichtflache aufweist, und nit einer zwischen der ringförnigen Dichtflache und einer ringförnigen Stirnfläche des Flaschenhalses angeordneten und m verschlossenen Zustand sowohl an der Dichtf iacne αes Dicr.tteils als auch an der Stirnflache des Flaschenhalses anliegenden Dichtung aus rusannenάruckbarer Material, dadurch gekennzeichnet, daß die D ichtung

entlang der ringfornigen Dichtflache ml unterachiedlich em Aniagedruck anliegt.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des unterschiedlichen Anlagedruckes die in wesentlichen ringförmige Dichtfläche (7) des Dichtteils (2) an wenigstens einer Stelle (8) des Unfangs m axialer Richtung zurückspringt und daß die Dichtung (10) in Querschnitt so bemessen ist, daß der Anlagedruck der Dichtung an der zurückspringenden Stelle bzw. den zurückspringenden Stellen kleiner ist als an den nicht zurückspringender. Stellen.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke der zurückspringenden Stellen in Umfangsrichtung kleiner, vorzugsweise wesentlich kleiner als die Strecke der nicht zurückspringenden Stellen ist.

4. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10) über den Umfang komplementär zu der ringförmigen Dichtungsfläche (7) des Dichtteils (2) geformt ist.

5. Verschluß nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10) aus einem volumenkompressiblen Material besteht.

6. Verschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10) aus Schaumstoff besteht.

7. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des unterschiedlichen Anlagedruckes die Dichtung konstante Dicke hat und über den Umfang aus Materi¬al unterschiedlicher Zusammendruckbarkeit besteht.

8. Verschluß nach Anspruch 1, 2 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Zusammendruckbarkeit durch Hohlräume oder Ausnehmungen auf der der Dichtfläche abgewandten Seite der Dichtung geschaffen ist.

9. Verfahren zur Herstellung eines Verschlusses gemäß Anspruch 2, bei dem die im wesentlichen ringförmige Dichtfläehe des Dichtteils an wenigstens einer Stelle des Umfangs in axialer Richtung zurückspringt, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Halteteil und Dichtteil bildende Kappe mit ebener Dichtfläche des Dichtteiles und aus einem verformbaren Metall, insbesondere Aluminium, eine Dichtscheibe oder ein Dichtring konstanter Dicke und aus zusammendrückbarem Material, insbesondere Schaumstoff, eingelegt wird, daß die Kappe auf den Hals einer Flasche aufgesetzt wird, daß ein Preßstempel von außen gegen das Dichtteil der Kappe gedruckt wird, der auf seiner Stirnfläche in Umfangsrichtung in Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge aufweist, so daß das Dichtteil nur an den Stellen dieser Vorsprunge in Richtung auf die Stirnfläche des Flaschenhalses verformt wird, so daß die nicht verformten Teile die zurückspringenden Teile der ringförmigen Dichtfläche bilden, an denen die Dichtung in geringerem Maße zusammengedrückt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei angepreßtem Stempel der Kragen zum Hintergreifen eines Außenwulstes des Flaschenhalses erzeugt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kappe eine Schraubkappe verwendet wird, daß die Schraubkappe aufgeschraubt wird und daß in aufgeschraubtem Zustand der Stempel angedrückt und die Verformungen im

Dichtteil erzeugt werden.