CH622473A5

CH622473A5 -

Info

Publication number: CH622473A5
Application number: CH1589477A
Authority: CH
Inventors: Thomas Duncan Brownbill
Original assignee: Metal Closures Group Ltd
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1981-04-15
Also published as: IL54682A0; NZ187239A; ES243957Y; ES243957U; PT67762A; FI780760A7; DE2812197A1; IT1093374B; AU3401978A; FR2410608A1; NL7802349A; AU518613B2; ZA781265B; AR216149A1; JPS5479788A; IL54682A; GB1572960A; IT7821297A0; PH14658A; SE7802293L

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluss für Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden Erzeugnissen.

Üblicherweise sind solche Behältnisse aus Glas hergestellt und weisen üblicherweise einen Halsabschnitt mit einem Schraubengewinde auf, der zur Aufnahme des ein Schraubengewinde aufweisenden Verschlusses ausgebildet ist. Diese Behälter enthalten üblicherweise gasenthaltende Erzeugnisse, beispielsweise Limonade, mit Kohlensäure versetzten Fruchtsaft für scharfe alkoholische Getränke (Tonicwater) und Sprudel.

5 Gegenwärtig weisen solche Behälter üblicherweise metallene Verschlüsse auf, bei welchen in der Kappe selbst ein dichtender Pfropfen angeordnet ist, so dass, wenn der Verschluss auf der Flasche oder dem Behälter angeordnet wird, die Wechselwirkung des Schraubengewindes zwischen dem Ver-io schluss und dem Behälter den Verschluss nach unten auf den Hals des Behälters zieht, derart, dass der Pfropfen in den Rand des Behälterhalses eingreift, sich verformt, so dass eine Dichtung zwischen dem Pfropfen und dem Behälter selbst gebildet wird. Zum Herstellen solcher Gegenstände wird zuerst 15 der Verschluss erzeugt, dann wird der Pfropfen erzeugt und der Pfropfen wird in den Verschluss eingesetzt. Solche Verschlüsse sind während vieler Jahre verwendet worden und haben sich im allgemeinen als zufriedenstellend erwiesen. Nichtsdestoweniger wird ihre Herstellung je länger je teurer 20 und folglich bietet ein Herstellen eines Verschlusses aus Kunststoff beträchtliche Vorteile.

Es sind viele Versuche gemacht worden, einen zweckdienlichen Verschluss aus Kunststoff herzustellen, aber alle ergeben ein begrenztes Ausmass einer Leckage aufgrund der nicht 25 einwandfreien Dichtung zwischen dem Kunststoff selbst und dem Hals des Behälters, wenn der Hals des Behälters nicht einwandfrei ist, und dessen Form nicht vollständig gleichmäs-sig ist.

Ziel der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu behe-30 ben.

Der Verschluss ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine Krone und eine davon abstehende Umfangswand, wobei in oder auf der Umfangswand Haltemittel angeordnet sind, die zum Zusammenwirken mit dem Hals des Behälters, auf 35 welchem der Verschluss anzuordnen ist, ausgebildet sind,

durch einen nachgiebigen kreisringförmigen Dichtungsring, der von einer Innenfläche des Verschlusses absteht und zum Dichteingriff in einen Behälterhals ausgebildet ist, und durch einen von der Krone des Verschlusses abstehenden Stützring, 40 der annähernd konzentrisch innerhalb des Dichtungsringes derart angeordnet ist, dass, wenn der Verschluss auf einem Hals eines Behälters angeordnet ist, der Rand des Stützringes an einem Flächenabschnitt des Dichtungsringes anliegt, um ein Ausbiegen des Dichtungsringes über eine senkrecht zur 45 Verschlussachse verlaufende Richtung hinaus zu verhindern.

Die Anordnimg wird vorteilhaft derart gewählt, dass der Druck des Inhalts des Behälters sich zwischen dem anliegenden Stützring und Dichtungsring hindurch fortsetzt, um den Dichtungsring in einen stärkeren Dichteingriff mit dem Hals so des Behälters zu bringen, auf welchem der Verschluss angeordnet ist.

Bei einer Ausführungsart der Erfindung ist ein nach innenragender, ringförmiger Wulst vorhanden, der, wenn der Verschluss auf dem Behälter angeordnet ist, an einem Oberflä-55 chenbereich des Halses anliegt, der neben dem Randbereich ist, der die Abgabeöffnung des Behälters begrenzt. Diese Ausbildungsform kann den Vorteil aufweisen, dass der Verschluss auf dem Behälterhals zentriert wird, wenn die einzelnen Bauteile in Dichteingriff miteinander gebracht werden, und kann 60 gleichzeitig dazu dienen, irgendwelche kleine Ungleichförmig-keit der Aussenfläche des Behälterhalses selbst aufzunehmen und sich entsprechend zu verformen.

Der Dichtungsring kann ein biegsamer kreisringförmiger Ring sein, der von der Krone und/oder der Umfangswand des 65 Verschlusses nach innen ragt, und mit Vorteil ragt d er Dichtungsring von derjenigen Stelle nach innen, bei welcher die Krone und die Umfangswand miteinander verbunden sind, um damit einen Ring zu bilden, der in etwa die Form eines

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Kegelstumpfes aufweist, dessen insgesamter Durchmesser mit zunehmendem Abstand von der Krone abnimmt.

Der äussere Randabschnitt des Ringes auf demjenigen Abschnitt, der zum Eingriff in den Hals des Behälters bestimmt ist, kann ein ringförmiges Dichtungsglied aufweisen. Das ringförmige Dichtungsglied selbst kann eine Dichtfläche aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass sie in den Rand des Behälterhalses eingreifen kann, und die Dichtfläche kann eine oder mehrere Rippen aufweisen, wobei jede Rippe derart ausgebildet ist, dass sie mit dem Behälterhals eine Linienberührung bilden können.

Die Ausbildung kann nun derart sein, dass der Druck der im Behälter vorhandenen Erzeugnisse auf den Dichtungsring einwirkt, indem er sich zwischen die aneinander anliegenden Oberflächen des Stützringes und der Rückseite des Dichtungsringes hindurch fortpflanzt, wenn der Verschluss in Dichteingriff mit dem Behälter steht. Die Ungenauigkeiten, die zwischen dem Dichtungsring und dem Stützring vorhanden sind genügen, dass ein Druckaufbau im ringförmigen Raum möglich ist, der vom Stützring, der Krone, der Umfangswand und der Rückseite des Dichtungsringes begrenzt ist, so dass der zusätzliche Druck dazu dienen kann, den Ring noch weiter in einen Dichteingriff mit dem Behälterhals zu drücken. Dieses zusätzliche Dichten kann auftreten, indem der Dichtungsring weiter gegen den Bereich kleineren Druckes des Verschlusses und gegen die Umfangswand gebogen werden kann.

Auf der Innenfläche der Umfangswand kann eine Dichtfläche ausgebildet sein, deren Durchmesser in der Richtung gegen die Krone allmählich abnehmen kann. Das Abnehmen des Durchmessers ist mit Vorteil stufenförmig, d.h. nicht gleichförmig, so dass die Dichtfläche um eine Kante verläuft, die entweder von der Verbindungsstelle zwischen Krone und Umfangswand bestimmt ist oder der Übergangsstelle vom kreisförmigen Dichtungsring in eine gleichförmige Aussen-form, und verläuft innerhalb des inneren allgemein zylinderförmigen Oberflächenabschnittes der Umfangswand, um mit dem Rand des Behälters in Eingriff zu kommen, wenn der Verschluss angeordnet wird.

Mit Vorteil ist der Verschluss aus einem nachgiebigen Kunststoff gebildet, und die Haltemittel können ein bei der Innenfläche der Umfangswand angeordnetes Schraubengewinde sein, das derart ausgebildet ist. dass es mit einem entsprechenden Schraubengewinde, das auf der Aussenfläche des Behälterhalses ausgebildet ist, zusammenwirken kann. Die Aussenfläche der Umfangswand selbst kann einen gerändelten Abschnitt aufweisen, so dass das Ergreifen und die Betätigung des Verschlusses vereinfacht ist.

Wenn der Verschluss auf den Behälterhals eingesetzt wird, entsteht ein Eingriff der auf der Umfangswand ausgebildeten Schraubengewinde in die auf dem Behälterhals ausgebildeten Schraubengewinde, so dass ein Drehen des Verschlusses relativ zum Behälter den Verschluss allmählich auf den Behälter zieht. Ein weiteres Drehen des Verschlusses auf den Behälter bewirkt, dass der Behälterrand einstweilig die Dichtfläche des Dichtungsringes des Verschlusses berührt, und drückt dann den Rand des Behälterhalses in einen Dichteingriff damit, womit der Dichtungsring verformt wird und so eine Dichtung zwischen der Oberfläche und dem Rand selbst erzeugt wird. Gleichzeitig greift der obere Rand des Behälterhalses in den nach innenragenden ringförmigen Wulst ein und dient dazu, den Verschluss zu führen und zu zentrieren, bevor das maximale Schliess- und Dichtdrehmoment schliesslich auf den Verschluss selbst eingeübt wird. Die Tiefe des Stützringes ist derart gewählt, dass der Dichtungsring in Eingriff mit der Dicht-fläche kommt, ohne dass diese durch einen Winkel hindurch ausgebogen wird, derart, dass die Dichtfläche die Senkrechte zur Behälterachse durchkreuzt. Die Folge dieser Anordnung ist, dass je stärker der Verschluss auf den Behälter aufgebracht wird, desto grösser die unmittelbar auf den Dichtungsring ausgeübte Dichtkraft ist. Ungenauigkeiten zwischen dem Dichtungsring und dem Stützring mögen dazu dienen, ein Fortpflanzen des Druckgases in den kreisringförmigen Raum zu-5 zulassen, der durch die Rückseite des Dichtungsringes, die anliegenden Abschnitte der Umfangswand und der Verschlusskrone und dem kreisförmigen Stützring begrenzt sind, womit ein weiteres Ausbiegen des Ringes in einer radial nach aussen-gerichteten Richtung bezüglich des Stützringes bewirkt wird, io um den Dichteingriff zwischen diesen zu erhöhen.

Beim bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung herrscht die Tatsache vor, dass je höher der Druck des Inhalts des Behälters ist, desto wirksamer das Dichten des Dichtungsringes wird, währenddem zusätzlich zwischen dem ringförmi-15 gen Wulst und dem Behälterhals ein Berührungssitz entsteht.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel des Verschlusses gemäss der vorliegenden Erfindung,

20 Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, und

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III des Verschlusses der Fig. 2.

Der gezeigte Verschluss weist eine im wesentlichen kreisförmige Scheibe 10 auf, die die Verschlusskrone bildet, und 25 am Umfang dieser Scheibe 10 ist eine einstückig damit ausgebildete, abstehende Umfangswand 11 ausgebildet, deren Aus-senseite 12 gerändelt ist, so dass sie von der Bedienungsperson einfach erfasst und gehalten werden kann.

Die Innenseite der Umfangswand 11 weist ein Schrauben-30 gewinde 13 auf, und beim Verbindungsbereich zwischen der Innenfläche 14 der Umfangswand und der Innenfläche der Krone 15 ist ein in etwa kegelstumpfförmiger, nach innengerichteter, biegsamer Ring 16 angeordnet. Der Ring 16, der dem Verbindungsbereich der Innenfläche 14 und Innenfläche 35 15 gegenüberliegt, weist einen ersten, biegsamen Abschnitt 17 und ein zweites, äusseres Dichtungsglied 18 auf. Das zweite, äussere Dichtungsglied 18 weist eine untere Dichtfläche 19 und eine obere, bogenförmig verlaufende Fläche 20 auf, die ohne Unterbruch in eine Rückfläche 21 übergeht. Die bogen-40 förmig verlaufende Fläche 20 und die Dichtfläche 19 begrenzen zusammen einen ringförmigen Aussenrand 22 des Ringes, und die untere Dichtfläche weist einen ringförmigen Wulst 23 auf.

Die Verschlusskrone, die von der Scheibe 10 gebildet ist, 45 trägt einen kreisringförmigen Stützring 24, der in etwa konzentrisch zur Scheibe 10 angeordnet ist, und innerhalb des Verbindungsbereiches vom Dichtungsring 16 mit der Krone und der Umfangswand angeordnet ist. Der kreisförmige Stützring ragt von der Innenfläche 15 der Krone weg und weist eine 50 in etwa trapezoidförmige Querschnittsform auf, wobei der Querschnitt in einer Richtung nach unten und weg von der Krone abnimmt. Der kreisförmige Stützring weist einen in etwa ringförmigen Flächenabschnitt 25 auf, der dazu bestimmt ist, in die Rückfläche 21 des Dichtungsringes einzugreifen und 55 an diesem anzuliegen, wenn letzterer ausgebogen ist.

Gegen die Verbindungsstelle zwischen Dichtungsglied 17 und Umfangswand 11 ist in der Oberfläche der Umfangswand oberhalb des äusseren Randes des Gewindes 13 ein radial nach innengerichteter Wulst 27 ausgebildet, der dazu be-60 stimmt ist, in den Rand 28 des Halses 29 neben dem kreisförmigen Rand 30 des Halses einzugreifen und auf diesem anzuliegen.

Bei der Verwendung wird der Verschluss auf dem Hals 29 des Behälters angeordnet, indem das Schraubengewinde 13, 65 das auf der Innenfläche der Umfangswand 11 ausgebildet ist, mit dem entsprechenden Schraubengewinde 31, das auf der Aussenfläche des Halses 29 angeordnet ist in Eingriff gebracht wird. Indem der Verschluss auf den Behälterhals 20 aufge

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schraubt wird, wird der Rand 22 des Dichtungsringes 16 mit dem Rand 30, der den äussersten Rand des Behälterhalses bildet, in Berührung gebracht. Ein weiteres Zuschrauben des Verschlusses bewirkt, dass der biegsame Abschnitt 17 des Ringes 16 ausbiegt, so dass die untere Dichtfläche 19 gegenüber dem Rand 30 gebracht wird, wobei der kreisförmige Wulst 23, der von der unteren Dichtfläche 19 getragen wird, auf den gegenüberliegenden Abschnitt des Randes 30 zum Aufliegen kommt.

Wenn nun der Verschluss weiter auf den Behälterhals aufgeschraubt wird, tritt der Rand 30 in den radial nach innengerichteten Wulst 27 ein, bis die Aussenfläche auf diesen Wulst 27 aufliegt. Dann wird der Verschluss mittels des Wulstes 27 geführt und zentriert, währenddem das endgültige Anziehen des Verschlusses durchgeführt wird. Der Verschluss wird so lange gedreht und angezogen, bis die Rückfläche 21 des Dichtungsringes 16 auf die ringförmige Fläche 25 des Stützringes 24 aufliegt, um den Dichtungsring in einen Dichteingriff mit dem Rand 30 des Halses 29 des Behälters zu drücken.

Bei diesem Zustand bewirkt das Erzeugen von Druck innerhalb des Behälters selbst ein Anwachsen des Druckes innerhalb des Behälters. Dieser Druckanstieg neigt nun dazu, sich zwischen dem kreisförmigen Stützring 24 und dem Dichtring 16 fortzupflanzen, um in den kreisringförmigen Bereich 40 einzudringen und damit Druck auf den ersten biegsamen Abschnitt 17 und der Rückfläche 21 des Dichtungsringes 16 auszuüben, und damit den Dichteingriff zwischen dem Glied 18 und dem Rand 30 des Behälters, auf welchem der Verschluss ausgesetzt ist zu erhöhen.

Es ist offensichtlich, dass der biegsame Abschnitt 17 des Dichtungsringes 16 in den Bereich verhältnismässig tiefen Druckes gedrückt und ausgebogen ist, welcher Bereich von der Aussenfläche des Randes 30 des Behälters und der Innenfläche der Umfangswand, welche das Gewinde 13 trägt, begrenzt ist.

Dieser oben beschriebene Verschluss wurde mit einem Prüfring verbunden, der einen zweckdienlich ausgebildeten Halsabschnitt aufwies, wobei ein Drehmoment von 0,23 kpm (20 lbs/inches) ausgeübt wurde. Dann wurde im Innern des Behälterhalses ein Druck von 11,248 kg/cm2 (160 lbs per sq.

inch) ausgeübt und während einer Zeitspanne von 2 Minuten beibehalten. Das zum Entfernen des Verschlusses notwendige Drehmoment, nachdem der Druck aufgehoben wurde, war 0,1265 kpm bis 0,138 kpm ( 11 zu 12 lb/inches). 5 Ein Behälter wurde mit kohlensäurehaltigem Wasser gefüllt und der obengenannte Verschluss bei Ausübung eines Drehmomentes von 0,23 kpm (20 lb/inches) angeordnet. Der Behälter wurde während 14 Tagen ununterbrochen geschüttelt, und wurde dann während 80 Tagen in liegender Stellimg "io gelagert In beiden Fällen wurde kein Lecken ermittelt.

Es ist offensichtlich, dass der oben beschriebene Verschluss von irgendwelchem zweckdienlichen, nachgiebigen thermoplastischen Stoff hergestellt werden kann, und abhängig vom Inhalt des Behälters ist gefunden worden, dass Stoffe, wie Pois lypropylen und modifiziertes Polyäthylen, insbesondere erfolgreich waren. Verschlüsse, die gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, wurden mit Wasser unter Laborzuständen mit Drücken über 3,515 kg/cm2 (50 lbs. per sq.

inch) geprüft, ohne dass ein Lecken auftrat. Es ist jedoch of-20 fensichtlich, dass das Ausmass der Druckdichtung die erhalten werden kann von den Eigenschaften des verwendeten Kunststoffes abhängig ist, von den Eigenschaften des Inhalts des Behälters, und vom Werkstoff und der Gleichförmigkeit der Dichtflächen auf dem Behälter selbst. Die Verschlüsse, die ge-25 mäss der Erfindung ausgebildet sind, lassen ein Erzeugen eines einstückigen, druckbeständigen Verschlusses aus Kunststoff aus, ohne dass ein getrennter Dichtpfropfen verwendet werden muss. Das freie Ende der Umfangswand kann einen ringförmigen Abreissstreifen aufweisen, der derart bemessen 30 ist, dass er einen Abschnitt des Behälterhalses umfasst. Die Anordnung kann derart sein, dass ein Zusammenwirken zwischen dem Hals und dem Abreissstreifen ein unerlaubtes Trennen des Verschlusses vom Behälter ausschliessen kann, weil ein Entfernen des Abreissstreifens von der Umfangswand 35 aufzeigen wird, dass vom Inhalt des Verschlusses eine Probe entnommen wurde.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann darin liegen, dass zusammen mit einer filterdichten Ausführungsform des Abreissstreifens Unregelmässigkeiten der Abmessun-40 gen des Behälterhalses durch die Zentrierwirkung des Wulstes 27 aufgenommen werden können.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verschluss fur Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden Erzeugnissen, gekennzeichnet durch eine Krone und eine davon abstehende Umfangswand, wobei in oder auf der Umfangswand Haltemittel angeordnet sind, die zum Zusammenwirken mit dem Hals des Behälters, auf welchem der Verschluss angeordnet ist, ausgebildet sind, durch einen nachgiebigen kreisringförmigen Dichtungsring der von einer Innenfläche des Verschlusses absteht und zum Dichteingriff in einen Behälterhals ausgebildet ist, und durch einen von der Krone des Verschlusses abstehenden Stützring, der annähernd konzentrisch innerhalb des Dichtungsringes derart angeordnet ist, dass, wenn der Verschluss auf einem Hals eines Behälters angeordnet ist, der Rand des Stützringes an einem Flächenabschnitt des Dichtungsringes anliegt, um ein Ausbiegen des Dichtungsringes über eine senkrecht zur Verschlussachse verlaufende Richtung hinaus zu verhindern.
2. Verschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung zwischen dem Stützring und dem Dichtungsring, wenn auf einen Hals eines Behälters aufgesetzt, derart ist, dass sich der Druck der sich im Behälter befindlichen Erzeugnisse zwischen dem anliegenden Stützring und Dichtungsring fortpflanzt, um den Dichtungsring in einen stärkeren Dichteingriff mit dem Hals des Behälters, auf dem der Verschluss angeordnet ist, zu bringen.
3. Verschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Innenfläche der Umfangswand ein nach innenragender ringförmiger Wulst verläuft, der derart ausgebildet ist, dass er bei auf dem Behälter angeordnetem Verschluss an der Oberfläche des Halses anliegt, um den Verschluss auf dem Hals des Behälters zu zentrieren, währenddem die Bestandteile in Dichteingriff gebracht werden.
4. Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring ein nachgiebiger Kreisring ist, der von der Krone und/oder Umfangswand des Verschlusses nach innen ragt.
5. Verschluss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsring von dem Verbindungsbereich der Krone des Verschlusses zur Umfangswand nach innen ragt, um einen weitgehend kegelstumpfförmigen Ring zu bilden, dessen Durchmesser bei wachsendem Abstand von der Krone abnimmt.
6. Verschluss nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Randbereich des Ringes bei demjenigen Abschnitt, der zum Eingriff in den Hals des Behälters ausgebildet ist, ein ringförmiges Dichtungsglied aufweist.
7. Verschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Dichtungsglied eine Dichtungsfläche aufweist, die zum Eingriff in den Rand des Halses des Behälters ausgebildet ist.
8. Verschluss nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, • dass die Dichtfläche eine oder mehrere Rippen aufweist, die konzentrisch zur Dichtfläche verlaufen, um mit dem Hals des Behälters eine Linienberührung zu bewirken.
9. Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisringförmige Stützring von dqr Innenseite der Krone absteht und eine trapezoidförmige Querschnittsform aufweist, deren Flächenzuwachs mit zunehmendem Abstand von der Krone abnimmt.