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Die Erfindung betrifft eine Verschlusskappe für einen Behälter, mit einem
Verschlusskappenboden und mindestens zwei sich von dem Verschlusskappenboden wegerstreckenden, radial beabstandeten, umlaufenden Dichtvorsprüngen, die bei auf der Behältermündung aufsitzender Verschlusskappe mit der Behältermündung jeweils in Berührkontakt stehen und so das Behälterinnere gegen das Behälteräussere abdichten.
Verschlusskappen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen zum
Verschliessen von Behältern, in denen ein Füllgut aufbewahrt wird. Bei dem Füllgut kann es sich um einen vorzugsweise körnigen Feststoff, aber auch um eine Flüssigkeit handeln. Bei der Aufbewahrung von Flüssigkeiten tritt häufig das Problem auf, dass diese, beispielsweise bei Einwirkung von Wärme oder als Folge chemischer
Reaktionen, ihr Volumen vergrössern. Dies hat mehrere nachteilige Wirkungen. So kann es beispielsweise zum sogenannten "Doming"-Effekt kommen, als Folge dessen sich der Verschlusskappenboden durch die Druckbeaufschlagung aus dem
Behälterinneren domförmig nach aussen wölbt. Dies kann zu einer Beschädigung des Behälters oder der Verschlusskappe und im Extremfall sogar zu einem Bersten des Behälters oder zu einem Absprengen der Verschlusskappe führen.
Beides gefährdet einen Nutzer des Behälters.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Verschlusskappe der hier angesprochenen Art bereitzustellen, die eine sichere Aufbewahrung des Füllgutes in dem Behälter ermöglicht, ein Druckablassen bei erhöhtem Innendruck und ein Wiederabdichten bei erneuter Druckabsenkung im Behälter ermöglicht, so dass eine gefahrlose Handhabbarkeit durch den Nutzer sichergestellt ist.
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Die Aufgabe wird durch eine Verschlusskappe der hier angesprochenen Art gelöst, bei der Dichtvorsprünge vorgesehen sind, welche so ausgebildet sind und so zusammenwirken, dass bei erhöhtem Innendruck als Berstschutz für den Behälter eine
Beendigung des Berührkontaktes zwischen einem radial inneren Dichtvorsprung und der Behältermündung eine Beendigung des Berührkontaktes zwischen einem radial äusseren Dichtvorsprung und der Behältermündung bewirkt wird und dass nach erfolgtem Druckausgleich durch Abblasen beide Dichtvorsprünge ihre Stelle des vorherigen Berührkontaktes wieder einnehmen und somit wieder in ihrem jeweiligen
Bereich der Behältermündung dichtend anliegen.
Die bei Druckbeaufschlagung aus dem Behälterinneren auftretende Wölbung des
Verschlusskappenbodens zieht zunächst eine räumliche Versetzung des radial inneren
Dichtvorsprunges nach sich. Durch diese Versetzung wird der Berührkontakt zwischen dem radial inneren Dichtvorsprung und der Behältermündung beendet, sodass dieser Dichtvorsprung das Behälterinnere nicht mehr gegen das Behälteräussere abdichtet. Die radial versetzte Anordnung der beiden Dichtungsvorsprünge am
Verschlusskappenboden bewirkt nach dem Hebelgesetz, dass auch der Berührkontakt zwischen dem radial äusseren Dichtvorsprung und der Behältermündung beendet wird, mithin auch dieser Dichtvorsprung das Behälterinnere gegen das Behälteräussere nicht mehr abdichtet. Es entsteht eine direkte Wegverbindung zwischen dem
Behälterinneren und dem Behälteräusseren.
Der im Inneren des Behälters wirkende Überdruck baut sich ab ("Der Behälter bläst ab", "Blowing-up"-Effekt). Die Gefahr einer Beschädigung des Behälters oder der Verschlusskappe, und insbesondere das Bersten des Behälters oder das Absprengen der Verschlusskappe und die damit einhergehende Gefährdung des Behälternutzers werden so wirksam vermieden.
Es hat sich mit Blick auf die Beendigung des Berührkontaktes zwischen dem radial inneren Dichtvorsprung und der Behältermündung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der radial innere Dichtvorsprung und die Behältermündung entlang eines unmittelbar an die Stirnseite der Behältermündung anschliessenden Bereiches in Berührkontakt stehen, da in diesem Fall die Beendigung des Berührkontaktes zwischen dem radial inneren Dichtvorsprung und der Behältermündung einer besonders geringen räumlichen Versetzung, mithin einer sehr geringen
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Druckbeaufschlagung bedarf. Die Verschlusskappe dieses Ausführungsbeispiels ist daher äusserst empfindlich bei Druckschwankungen.
Die Dichtvorsprünge können räumlich verschieden ausgebildet sein. In der Praxis bewährt haben sich radial innere Dichtvorsprünge, die als in das Behälterinnere ragende umlaufende Ringdichtungslippen ausgebildet sind, die an ihrer Aussenseite eine zur Innenseite der Behältermündung weisende Ausbauchung aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Verschlusskappe entsteht der Berührkontakt bei auf der Behältermündung aufsitzender Verschlusskappe zwischen der Ausbauchung und der Behältermündung.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Verschlusskappe sieht einen radial äusseren
Dichtvorsprung vor, der als einen W-förmigen Querschnitt aufweisende Ringrippe ausgebildet ist, deren Spitzen zur Stirnseite der Behältermündung weisen. Bei diesem
Ausführungsbeispiel stehen bei auf - der Behältermündung aufsitzender Verschlusskappe die beiden Spitzen des radial äusseren Dichtvorsprunges und die
Stirnseite der Behältermündung in Berührkontakt.
Im Vergleich zum eben erwähnten Ausführungsbeispiel einfacher herzustellen ist eine Verschlusskappe mit einem radial äusseren Dichtvorsprung, der als einen V-förmigen Querschnitt aufweisende Ringrippe ausgebildet ist, deren Spitze zur Stirnseite der Behältermündung weist. Bei diesem Ausführungsbeispiel stehen bei auf der Behältermündung aufsitzender Verschlusskappe die Spitze des radial äusseren Dichtvorsprunges und die Stirnseite der Behältermündung in Berührkontakt.
Bei einem weiteren Ausfiilirungsbeispiel der Verschlusskappe ist vorgesehen, dass sich von dem Rand des Verschlusskappenbodens ein weiterer als Ringrippe ausgebildeter Dichtvorsprung wegerstreckt, der an seiner Innenseite eine zur Aussenseite der Behältermündung weisende Ausbauchung aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind mithin drei Dichtvorsprünge vorhanden, von denenjeder für sich das Behälterinnere gegen das Behälteräussere abdichtet.
Soll die Verschlusskappe nach dem Abblasen des Behälters wieder ihre ursprüngliche räumliche Form einnehmen, so bietet sich ein Ausführungsbeispiel der
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Verschlusskappe an, bei dem diese aus elastischem Material besteht. Bei diesem
Ausfiihrungsbeispiel wird nach dem Abblasen der Berührkontakt zwischen den
Dichtvorsprüngen und der Behältermündung jeweils wieder hergestellt, das
Behälterinnere gegen das Behälteräussere mithin wieder abgedichtet.
Als in der Praxis besonders einfach handhabbares elastisches Material hat sich hierbei
Kunststoff erwiesen, weshalb Kunststoffverschlusskappen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Verschlusskappe darstellen.
Die Verschlusskappe kann auf verschiedene Weisen mit der Behältermündung in
Eingriff treten-, Als vorteilhaft hat sich hierbei ein Ausführungsbeispiel der
Verschlusskappe erwiesen, bei dem diese als Schraubverschlusskappe ausgebildet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Aussenseite der Behältermündung mit einem
Aussengewinde und die Innenseite der Verschlusskappenwand mit einem
Innengewinde versehen, die beim Verschliessen der Flasche miteinander in Eingriff treten.
Weitere Ausführungsbeispiele der Verschlusskappe und deren Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung, die nachstehend beschrieben wird. Es zeigen
Figur 1 einen Axialschnitt durch einen Teil einer Behältermündung und einer
Verschlusskappe vor dem Abblasen und Figur 2 einen Axialschnitt durch den Teil der Behältermündung und der
Verschlusskappe während des Abblasens.
Die Figur 1 zeigt einen Teil einer Behälterrnündung 1 und einer Verschlusskappe 3.
Die Behältermündung 1 ist Teil eines in der Zeichnung nicht dargestellten Behälters, der mit einem ebenfalls nicht dargestellten Füllgut befüllt ist. Die Behältermündung 1 ist rotazionssymmetrisch bezüglich einer Erstreckungsachse 5 ausgebildet. Die Behältermündung 1 weist eine zu der Erstreckungsachse 5 weisende Innenseite 7 und eine von dieser wegweisende Aussenseite 9 auf. Zwischen der Innenseite 7 und der Aussenseite 9 der Behältermündung 1 befindet sich am oberen Rand der Behältermündung 1 eine in eine parallel zu der Erstreckungsachse 5 verlaufende
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Richtung weisende Stirnseite 11der Behältermündung 1. Die Stirnseite 11geht über einen ersten abgerundeten Abschnitt 13 in die Innenseite 7 und über einen zweiten abgerundeten Abschnitt 15 in die Aussenseite 9 der Behältermündung 1 über.
An ihrer
Aussenseite 9 ist die Behältermündung 1 mit einem Aussengewinde 17 versehen.
Auf der Behältermündung 1 sitzt die Verschlusskappe 3 auf. Die Verschlusskappe 3 weist einen Verschlusskappenboden 19 und eine Verschlusskappenwand 21 auf. Der
Verschlusskappenboden 19 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur
Erstreckungsachse 5 der Behältermündung 1, während die Verschlusskappenwand 21 sich parallel zu dieser erstreckt. Die Verschlusskappenwand 21 ist an ihrer Innenseite
23 mit einem Innengewinde 25 versehen, das mit dem Aussengewinde 17 der
Behältermündung 1 in Eingriff steht.
Die Verschlusskappe 3 weist drei Dichtvorsprünge 27a, 27b, 27c auf. Die
Dichtvorsprünge 27a, 27b, 27c erstrecken sich von dem Verschlusskappenboden 19 der Verschlusskappe 3 weg und sind mit diesem einstückig ausgebildet.
Der radial innerste Dichtvorsprung 27a ist als in das Behälterinnere 29 ragende umlaufende Ringdichtungslippe 31 ausgebildet, die an ihrer Aussenseite 33 mit einer Ausbauchung 35 versehen ist, die zu der Innenseite 7 der Behältermündung 1 weist und an dieser anliegt.
Der radial äussere Dichtvorsprung 27b ist als einen W-förmigen Querschnitt aufweisende Ringrippe 37 ausgebildet, deren zwei Spitzen 39a, 39b auf der Stirnseite 11der Behältermündung 1 aufsitzen.
Der Dichtvorsprung 27c schliesslich ist als am Rand des Verschlusskappenbodens 19 angeordnete Ringrippe 41 ausgebildet, die an ihrer Innenseite 43 mit einer Ausbauchung 45 versehen ist, mit der sie an dem abgerundeten Bereich 15 und der Aussenseite 9 der Behältermündung 1 anliegt.
Das Ausführungsbeispiel der Verschlusskappe 3 weist mithin vier Stellen auf, wo Berührkontakt mit der Behältermündung 1 besteht, nämlich mit Blick auf den Dichtvorsprung 27a diejenige Stelle, an der dessen Ausbauchung 35 an der Innenseite
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7 der Behältermündung 1 anliegt, mit Blick auf den Dichtvorsprung 27b diejenigen
Stellen, an denen die Spitzen 39a, 39b des Dichtvorsprunges 27b auf der Stirnseite 11 der Behältermündung 1 aufsitzen und mit Blick auf den Dichtvorsprung 27c diejenige
Stelle, an der dessen Ausbauchung 45 an dem zweiten abgerundeten Abschnitt 15 und der Aussenseite 9 der Behältermündung 1 anliegt. Es wird deutlich, dass durch selbige
Berührkontaktstellen das Behälterinnere 29 gegen das Behälteräussere 47 abgedichtet wird.
Sowohl die Behältermündung 1 als auch die Verschlusskappe 3 des in Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispieles bestehen aus elastischem Kunststoff. Es sei ausdrücklich angemerkt, dass hierfür jedoch auch andere Materialien in Frage kommen. So kann die Behältermündung, wie auch der ganze Behälter, beispielsweise auch aus Glas bestehen.
Dehnt sich das in dem Behälter befindliche Füllgut aus, so erfährt der
Verschlusskappenboden 19 in Richtung eines Pfeiles 49 eine Druckbeaufschlagung, wie in Figur 2 schematisch dargestellt ist. Der Verschlusskappenboden 19, der bei fehlender Druckbeaufschlagung aus dem Behälterinneren 29, wie in Figur 1 dargestellt, eine im Wesentlichen ebene Erstreckung aufweist, verformt sich unter dem Einwirken des Überdruckes aus dem Behälterinneren dom- oder haubenförmig, das heisst, er wird in seinem mittleren Bereich 51 in Richtung des Pfeiles 49 ausgebaucht.
Durch diese Verformung des Verschlusskappenbodens 19 ändern die Dichtvorsprünge 27a, 27b, 27c ihre räumliche Lage, und zwar werden alle drei Dichtvorsprünge 27a, 27b, 27c in Richtung des Pfeiles 49 versetzt. Wie in Figur 2 sichtbar ist, wird hierdurch der Berührkontakt zwischen den Dichtvorsprüngen 27a, 27b, 27c und der Behältermündung beendet, so dass das Behälterinnere 29 nicht mehr gegen das Behälteräussere 47 abgedichtet ist.
Der im Behälterinneren 29 vorhandene Überdruck kann nun, wie durch Pfeile 53 angedeutet, aus dem Behälterinneren 29 entweichen, die Verschlusskappe 3 bläst mithin ab. Die mit dem Abblasen des Behälters einhergehende schlagartig nachlassende Druckbeaufschlagung des Verschlusskappenbodens 19 bewirkt auf
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Grund der Elastizität der Verschlusskappe 3 eine Verformung des Verschlusskappenbodens 19 zurück in seine ursprüngliche Form. Hierdurch nehmen auch die Dichtvorsprünge 27a, 27b, 27c wieder ihre ursprüngliche räumliche Lage ein, das heisst, sie treten erneut in Berührkontakt mit der Behältermündung 1. Das Behälterinnere 29 ist nun gegen das Behälteräussere 47 erneut abgedichtet. Bei erneuter Ausbildung eines Überdruckes in dem Behälterinneren 29 kann die Verschlusskappe 3 erneut abblasen.
In der Praxis hat der Überdruck im Behälterinneren 29 eine Grössenordnung von vorzugsweise 8 bis 12 bar. Nach dem Abblasen der Verschlusskappe reduziert sich der Druck im Behälterinneren 29 aufetwa 5 bar.
Aus alledem wird deutlich, dass die erfindungsgemässge Verschlusskappe 3 eine sichere Aufbewahrung von Füllstoffen in Behältern ermöglicht.