DE19613830A1 - Verschluß für eine Flasche oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verschluß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art für eine Flasche oder derglei­ chen.

Durch GB 2 013 635 A ist ein Verschluß der betreffenden Art bekannt, bei dem der radiale Vorsprung an dem Dichtteil an der Innenwandung des Flaschenhalses unmittelbar im Bereich seiner inneren Mündungskante anliegt. Das zylindrische Dicht­ teil ist sehr kurz, und der Vorsprung an seiner Außenfläche liegt nahe dem Boden des kappenförmigen Verschlußteils. Der Boden ist nachgiebig bei Überdruck auswölbbar. Bei Auswölbung folgt der dichtende Vorsprung dieser im wesentlichen axialen Auswölbungsbewegung, bis er bei einem bestimmten Überdruck und somit einer bestimmten Auswölbung von der inneren Mün­ dungskante des Flaschenhalses freikommt und so einen Spalt bildet, durch den Überdruckentweichen kann. Auf diese Weise ist durch den Verschluß ein Überdruckventil gebildet, mit dem ein Bersten der Flasche und die damit verbundenen Gefahren vermieden werden.

Ein Nachteil dieses bekannten Verschlusses besteht darin, daß in der Praxis die als Ventilsitz wirkende vordere Innen­ kante der Mündung des Flaschenhalses eine hohe Ferti­ gungsungenauigkeit hat, so daß dadurch keine definierte An­ lage des dichtenden Vorsprunges gerade in dem kritischen Be­ reich gewährleistet ist, in dem das durch den Verschluß ge­ bildete Überdruckventil öffnet und wieder schließt. Hinzu kommt, daß bei solchen Flaschen, insbesondere Glasflaschen, die mehrfach wiederverwendet werden, die innere Mündungskante des Flaschenhalses Beschädigungen aufweist, die zu einer Un­ dichtigkeit führen.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verschlusses be­ steht darin, daß der dichtende Vorsprung bei Druckänderungen, die in der Praxis durch Erwärmung und Wiederabkühlung des Inhalts der mit dem Verschluß verschlossenen Flasche vorkom­ men, ständig axiale Gleitbewegungen auf der als Ventilsitz wirkenden vorderen Innenfläche der Flaschenmündung ausführt, was zu einem Abrieb oder zu Beschädigungen der Dichtfläche an dem Vorsprung führen kann, die eine Undichtigkeit nach sich ziehen.

Schließlich besteht ein Nachteil dieses bekannten Ver­ schlusses darin, daß die Forderung nach einer axialen Beweg­ lichkeit eine axiale Nachgiebigkeit der Kappe außerhalb des zylindrischen Dichtteils erfordert. Diese Forderung wird bei diesem bekannten, als Schraubkappe ausgebildeten Verschluß durch eine Scherung des Bodens außerhalb des zylindrischen Dichtteils und durch eine axiale Dehnung des äußeren zylin­ drischen Teils erreicht. In die Dehnung geht jedoch die Vor­ spannung ein, die von dem Aufschraubdrehmoment abhängig ist, jedenfalls beim Gebrauch durch den Verbraucher wiederum davon abhängig ist, mit welchem Drehmoment der Verbraucher die Schraubkappe aufschraubt. Die Folge davon ist, daß der Druck, bei dem aus Sicherheitsgründen eine Druckentlastung statt­ finden soll, nicht fest bestimmt, sondern vom Zufall abhängig ist, so daß die gewünschte Sicherheit nicht erreicht wird, um ein Bersten der Flasche bei zu hohem Druck zu vermeiden.

Durch GB 958 417 ist ein Verschluß ähnlich der betref­ fenden Art bekannt, der ebenfalls als Schraubkappe ausgebil­ det ist, die innen an ihrem Boden Vorsprünge aufweist, die als Anschläge dienen und beim Aufschrauben der Schraubkappe auf einen Flaschenhals außen an dessen Stirnkante zur Anlage kommen. Dadurch wird die Dehnung des äußeren, das Gewinde aufweisenden Teils der Kappe nicht dafür ausgenutzt, dem Bo­ den eine axiale Beweglichkeit zu verleihen. Da die Elasti­ zität dieser axialen Beweglichkeit maßgebend für den Öff­ nungsdruck ist, für die Nachgiebigkeit aber nur der Bereich zwischen dem zylindrischen Dichtteil und der Außenkante der Stirnfläche des Flaschenhalses zur Verfügung steht, muß der Boden sehr dünn sein, um eine ausreichende elastische Nach­ giebigkeit zu erreichen. Dies ist nachteilig, zumal sich da­ bei Herstellungstoleranzen im besonderen Maße auswirken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, beim dem sich Ungenauigkeiten oder Beschädigungen an der vor­ deren Innenkante der Mündung eines Flaschenhalses nicht nach­ teilig auswirken und deren Dichtwirkung auch bei häufigen Druckänderungen nicht beeinträchtigt wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht dar­ in, das Öffnen des zwischen dem Verschluß und einem Hals ei­ ner Flasche gebildeten Überdruckventils nicht durch eine axiale Bewegung des dichtenden Vorsprungs an dem Dichtteil zu bewirken, bei der die Lage und Beschaffenheit der vorderen Innenkante der Mündung eines Flaschenhalses von ent­ scheidender Bedeutung ist, sondern durch eine radiale Bewe­ gung des dichtenden Vorsprungs nach innen. Diese radiale Be­ wegung wird dadurch erreicht, daß im Boden unmittelbar radial außerhalb des zylindrischen Dichtteils eine als Drehgelenk wirkende Querschnittsverengung vorgesehen ist. Diese führt dazu, daß bei einer Auswölbung des Bodens des Verschlußteils sich dessen Randbereich im Querschnitt gesehen um das so ge­ bildete Drehgelenk dreht, während der außerhalb liegende Be­ reich im wesentlichen unbeeinflußt bleibt. Da das zylindri­ sche Dichtteil unmittelbar innen von dem Drehgelenk fest mit dem Boden verbunden und so zwischen Boden und zylindrischem Dichtteil ein Winkelhebel gebildet ist, der um das Drehgelenk drehbar ist, bedeutet dies, daß bei einer Auswölbung des Bo­ dens das Dichtteil nach innen schwenkt und so der an seiner Außenfläche befindliche dichtende Vorsprung druckentlastet wird und bei ausreichendem Druck von der zylindrischen Innen­ fläche des Flaschenhalses abhebt.

Um diese radiale Druckentlastung oder dieses radiale Ab­ heben unter allen Umständen sicherzustellen, ist gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung der radiale dichtende Vor­ sprung axial so angeordnet, daß er bei allen vorkommenden Auswölbungen des Bodens durch Überdruck im Bereich der im wesentlichen zylindrischen Innenfläche des Halses der Flasche liegt.

Diese Angaben sind im wesentlichen auf eine Quer­ schnittsbetrachtung bezogen, bei der das zylindrische Dicht­ teil tatsächlich einen Hebel bildet. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch tatsächlich um einen Zylinder, so daß die im Querschnitt betrachtete Hebelwirkung bezüglich des Umfangs in Wirklichkeit eine Querschnittsverengung des zylindrischen Dichtteils bedeutet. Das ändert aber nichts an der Wirkung in Form einer Druckentlastung oder eines Abhebens des Vor­ sprungs. Natürlich gehen in die mechanischen Verhältnisse auch die Länge und Steifigkeit des zylindrischen Dichtteils ein, jedoch sind das Werte, deren Bestimmung im Rahmen ein­ fachen fachmännischen Könnens liegt. Das gilt auch für die Ausbildung der ein Drehgelenk darstellenden Querschnittsver­ engung im Boden des kappenförmigen Verschlußteils. Die Quer­ schnittsverengung muß in Axialrichtung ausreichend groß sein, um die gewünschte leichte Drehbarkeit zu erzielen. Anderer­ seits darf sie in radialer Richtung nicht so groß sein, daß eine unerwünschte Parallelbewegung in Axialrichtung entstehen kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Ver­ schlußteil radial außerhalb der als Drehgelenk wirkenden Querschnittsverengung einen axialen Anschlag zur Anlage an einem gegenüberliegenden Gegenanschlag am Hals der Flasche auf. Zweckmäßigerweise ist dabei der Anschlag im radialen Bereich der die Gegenanschlagfläche bildenden Stirnfläche eines Flaschenhalses angeordnet. Der Anschlag kann bei­ spielsweise einfach durch den verlängert gedachten Boden ge­ bildet sein, der gegen die Stirnfläche eines Flaschenhalses anschlägt und so eine feste Lage des Verschlußbodens im äuße­ ren Randbereich bewirkt, wodurch Bewegungen des Drehgelenks in Axialrichtung und damit auch Axialbewegungen der am Vor­ sprung des Dichtteils gebildeten Dichtfläche ausgeschlossen und damit auch eine Reibung der Dichtfläche an der zy­ lindrischen Innenfläche des Flaschenhalses. Damit können Ab­ rieb und Beschädigungen dieser Dichtfläche bei durch Druckschwankungen bewirkten Wölbungsänderungen des Bodens des Verschlußteils nicht auftreten.

Selbstverständlich muß der axiale Anschlag am Ver­ schlußteil so ausgebildet sein, daß Überdruck durch den An­ schlag hindurch entweichen kann. Ist der Anschlag ringförmig, so kann dieses Entweichen durch radiale Kanäle oder Durch­ lässe sichergestellt werden. Bei dem Anschlag kann es sich jedoch auch um diskrete Einzelanschläge handeln, die über den Umfang des Verschlußteils verteilt angeordnet sind und so zwischen sich Durchlässe bilden. Auch kann der Anschlag so ausgebildet sein, daß er an einem Vorsprung außen am Fla­ schenhals anschlägt, der dann den Gegenanschlag bildet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Boden der Verschlußkappe und dem zylindrischen Dichtteil eine Rippe angeordnet, die den vom Boden und Verschlußteil gebil­ deten Winkelhebel aussteift. Dadurch wird die Bewegung des Bodens bei einer Auswölbung infolge zunehmenden Druckes in einer verschlossenen Flasche wirksamer auf das zylindrische Dichtteil übertragen und so die Druckentlastung oder ein An­ heben des Vorsprunges verbessert, insbesondere gegen den ra­ dial nach außen auf das Dichtteil wirkenden Innendruck.

Um die vorteilhafte Wirkung der Rippe zu erreichen, ge­ nügt in einfachsten Fällen bereits die Anordnung nur einer Rippe. Natürlich ist es auch möglich, mehrere Rippen vorteil­ hafterweise mit gleichem Abstand über den Umfang anzuordnen.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung dieser Aus­ führungsform erstreckt sich die Rippe im Bereich ihres Über­ ganges zu dem Dichtteil axial bis in einen Bereich entfernt von dem dichtenden Vorsprung. Dadurch verbleibt axial zwi­ schen der Rippe und dem Vorsprung ein unausgesteifter und damit elastischer Bereich.

Gemäß einer anderen Weiterbildung dieser Ausführungsform erstreckt sich die Rippe im Bereich ihres Überganges in den Boden bis in einen Bereich radial entfernt von der Achse bzw. dem Zentrum des Verschlußteils. Dadurch wird einer Beein­ trächtigung der Auswölbung des Bodens bei zunehmendem Druck entgegengewirkt und somit die Wirkung als Überdruckventil verbessert.

Schließlich ist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung die Querschnittsverengung radial so angeordnet, daß das durch sie gebildete Drehgelenk auf der verlängert gedachten Innenfläche des Halses einer Flasche liegt. Durch diese Lage der Verengung und damit des Drehgelenks ist si­ chergestellt, daß der an der Innenwandung eines Flaschenhal­ ses anliegende radiale dichtende Vorsprung bei Auswölbungen des Bodens der Verschlußkappe immer nur quer zur inneren Man­ telfläche des Flaschenhalses druckentlastet bzw. abgehoben wird. Damit wird Reibbewegungen des dichtenden Vorsprunges in Axialrichtung entlang der inneren Mantelfläche des Flaschen­ halses entgegengewirkt und damit auch einem Verschleiß und Undichtwerden.

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

Die Zeichnung zeigt im Schnitt und teilweise wegge­ schnitten ein als Schraubkappe ausgebildetes Verschlußteil 1, aufgeschraubt auf einen nur mit seinem vorderen Teil dar­ gestellten Hals 2 einer Flasche. Das Verschlußteil 1 weist einen Boden 3 auf, von dem aus sich axial in das Innere des Halses 2 ein zylindrisches Dichtteil 4 erstreckt, das auf seiner Außenseite einen Vorsprung 5 aufweist, der an einer zylindrischen Innenfläche 6 des Halses 2 anliegt. Der äußere Durchmesser des Vorsprunges 5 ist geringfügig größer als der Durchmesser der Innenfläche 6 bemessen, derart, daß der Vor­ sprung 5 im dargestellten aufgeschraubten Zustand mit einer vorbestimmten Kraft an der Innenfläche 6 anliegt. Der Vor­ sprung 5 kommt also nicht mit einer vorderen Innenkante 7 der Mündung des Halses 2 in Kontakt.

Der Boden 3 weist unmittelbar radial außerhalb des Dichtteils 4 eine Querschnittsverengung 8 auf, die ein Dreh­ gelenk bildet, um den der Winkelhebel drehbar ist, der durch das Dichtteil 4 und den sich von der Querschnittsverengung 8 radial nach innen erstreckenden Teil des Bodens 3 gebildet ist.

Ein äußeres zylindrisches Halteteil 12 des Verschlußteils 1 weist auf seiner Innenseite ein Innengewinde 13 auf, das in ein Außengewinde 14 am Hals 2 der Flasche eingreift. Außerdem befindet sich innen an dem Halteteil 12 ein Anschlag 10, der an einem Gegenanschlag 11 anliegt, der an der Stirnfläche des Halses 2 der Irlasche gebildet ist. Anschlag 10 und Gegenan­ schlag 11 bestimmen also eine genaue und insbesondere feste Lage des durch die Querschnittsverengung 8 gebildeten Drehge­ lenks.

In dem Bereich des Winkels zwischen dem Boden 3 und dem Dichtteil 4 ist eine Rippe 15 angeordnet, die fest mit dem Boden 3 und dem Dichtteil 4 verbunden ist und mit diesen aus einem Stück besteht. Die Rippe 15 ist dreieckförmig ausge­ bildet und erstreckt sich in radialer Richtung bis in einen Bereich entfernt von dem dichtenden Vorsprung 5, endet jedoch in einem radialen Bereich entfernt von einer Achse 16. Durch diese geringe radiale Ausdehnung nach innen wird die Ausstei­ fung des Bodens 3 in Bezug auf Wölbungen gering gehalten.

Bei Gebrauch wird nach einer Befüllung der zu dem Hals 2 gehörenden Flasche das kappenförmige Verschlußteil 1 auf den Hals 2 aufgeschraubt, bis der Anschlag 10 an dem Gegen­ anschlag 11 zur Anlage kommt. Dabei gleitet der Vorsprung 5 an dem Dichtteil 4 auf die Innenfläche 6 des Halses 2 auf und dichtet so das Innere der Flasche ab. Entwickelt sich in der Flasche ein Überdruck, beispielsweise dadurch, daß es sich bei dem Füllgut um ein Gasdruck entwickelndes Getränk han­ delt, so wölbt sich der Boden 3 axial nach außen, wodurch seine Ränder eine Drehung um die ein Drehgelenk darstellende Querschnittsverengung 8 ausführen. Dies führt zu einem Ver­ schwenken des durch das Dichtteil 4 gebildeten Armes radial nach innen und damit zu einer Verringerung der Kraft, mit der der Vorsprung 5 an der Innenfläche 6 des Halses 2 anliegt. Bei einem vorbestimmten Überdruck und damit zu einer vorbe­ stimmten Auswölbung des Bodens 3 hebt der Vorsprung 5 von der Innenfläche 6 ab, so daß Überdruck entweichen kann. Als Folge davon verringert sich wieder die Wölbung des Bodens 3, so daß der Vorsprung 5 wieder dicht an der Innenfläche 6 zur Anlage kommt. Durch die Rippe 15 wird die Übertragung der Auslenkung des Bodens 3 aufgrund von Auswölbungen bei Überdruck auf das Dichtteil 4 verbessert, der von Boden 3 und Dichtteil 4 ge­ bildete Winkelhebel wird ausgesteift. Dadurch reagiert das insgesamt gebildete Überdruckventil empfindlicher und exakter auf Überdrücke. Insbesondere läßt sich dadurch auch bei un­ terschiedlichen Fertigungstoleranzen ein bestimmter Abblas­ druck genauer einhalten.

Da durch Anschlag 10 und Gegenanschlag 11 die Lage des durch die Querschnittsverengung 8 gebildeten Gelenks axial praktisch unveränderbar ist, sind Axialbewegungen des Dicht­ teils 4 ausgeschlossen, so daß auch keine Relativbewegungen zwischen dem an dem Dichtteil 4 befindlichen Vorsprung 5 und der Innenfläche 6 des Halses 2 auftreten können. Die Dicht­ wirkung wird daher nicht beeinträchtigt, auch wenn durch häu­ fige Druckwechsel Änderungen der Auswölbung des Bodens 3 er­ folgen. Diese führen nur zu Änderungen des Auflagedruckes des Vorsprungs 5, die sich jedoch nicht negativ auf die Dichtung auswirken.

Claims (9)

1. Verschluß für eine Flasche oder dergleichen,

• - mit einem kappenförmigen Verschlußteil,
• - mit einem vom Rand des kappenförmigen Verschlußteils nach innen gerichteten Vorsprung zum Hintergreifen eines nach außen gerichteten Vorsprungs an einem Hals einer Flasche oder dergleichen,
• - mit einem sich im Inneren des Verschlußteils von dessen Boden aus axial erstreckenden, im wesentli­ chen zylindrischen Dichtteil und
• - mit einem radialen Vorsprung, der auf der Außenseite des Dichtteils entfernt vom Boden des Verschlußteils gebildet ist und einen Durchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser des Halses einer mit dem Verschluß zu verschließenden Flasche ist, derart, daß die von dem Vorsprung gebildete Dichtfläche oder Dichtkante bei Verschluß dicht an der Innenfläche des Halses anliegt,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Boden (3) unmittelbar radial außerhalb des zylindrischen Dichtteils (4) eine als Drehgelenk wirkende Querschnittsverengung (8) aufweist und
• - daß der radiale Vorsprung (5) axial so angeordnet ist, daß er bei allen durch Überdruck vorkommenden Auswölbungen des Bodens im Bereich der im wesent­ lichen zylindrischen Innenfläche (6) des Halses (2) der Flasche liegt und bei Auswölbung des Bodens (3) durch Hebelwirkung des vom Boden (3) und dem Dicht­ teil (4) gebildeten, um das Drehgelenk drehbaren Winkelhebels von der Innenfläche (6) des Flaschen­ halses (2) im wesentlichen radial druckentlastet oder abgehoben wird.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (4) radial außerhalb der als Drehgelenk wirkenden Querschnittsverengung (8) einen axialen Anschlag (10) zur An­ lage an einem gegenüberliegenden Gegenanschlag (11) am Hals (2) der Flasche aufweist.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (10) im radialen Bereich der die Gegenanschlagfläche (11) bildenden Stirnfläche eines Flaschenhalses (2) an­ geordnet ist.

4. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Winkel zwischen Boden (3) und dem Dichtteil (4) zur Ver­ steifung des dadurch gebildeten Winkelhebels wenigstens eine Rippe (15) angeordnet ist.

5. Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rippe (15) im Bereich ihres Überganges zu dem zylin­ drischen Dichtteil (4) axial bis in einen Bereich entfernt von dem radialen Vorsprung (5) an dem Dichtteil (4) er­ streckt.

6. Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (15) im Bereich ihres Überganges zu dem Boden (3) radi­ al entfernt von der Achse (16) des Verschlußteils (1) endet.

7. Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (15) dreieckförmig ist.

8. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengung (8) radial so angeordnet ist, daß das durch sie gebildete Drehgelenk auf der verlängert gedachten Innenfläche (6) des Halses (2) der Flasche liegt.