DE3742649A1 - Kunststoffverschluss fuer offene behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluß zum Aufset­ zen auf einen flanschförmigen Öffnungsrand eines Behälters und zum unlösbaren Verbinden mit diesem.

Seit langem gibt es das Bedürfnis, eine geringe Stabilität aufweisende Behälter oder Packungen aus verschiedensten Mate­ rialien, wie z.B. Weißblech, Aluminium, Kunststoff, Glas, durch geeignete Verschlußeinrichtungen zu verschließen. Dabei ist eine spezielle Bedingung, nach dem ersten Öffnen, ein Wiederverschließen vorzusehen, wofür sich Schraubkappen oder Stopfen eignen.

An Kunststoffverschlüsse zum Verschließen von Behältern ge­ ringer Stabilität werden hohe Sicherheitsanforderungen ge­ stellt. So muß gewährleistet sein, daß sich der flanschförmi­ ge Öffnungsrand des Behälters beim Aufsetzen der Kunststoff­ verschlüsse nicht verbiegt, weil sonst eine einwandfreie Ver­ bindung zwischen Verschluß und Behälter nicht gegeben ist. Ferner muß der Behälter so dicht verschlossen sein, daß er einen gewissen hydraulischen oder pneumatischen Innendruck aushält. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang die Dich­ tigkeit des Verschlusses beim Fall des Behälters aus einer bestimmten Höhe, hier muß sichergestellt sein, daß der Behäl­ ter einen derartigen Fall übersteht, der Verschluß darf sich unter keinen Umständen aufgrund des im Behälter gegebenen­ falls existierenden Innendrucks vom Behälter lösen. Schließ­ lich ist es aus Garantiegründen wünschenswert, den Kunststoff­ verschluß so mit dem Behälter zu verbinden, daß Manipulatio­ nen am Behälter unmöglich sind bzw. zu einer Beschädigung des Verschlusses führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kunst­ stoffverschluß der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine weitgehend unlösbare und feste Verbindung mit der Behäl­ termündung erlaubt und dennoch ohne Beschädigung auf einen Behälter geringer Stabilität aufgesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verschluß aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht, daß das Unterteil einen im Querschnitt etwa U-förmigen Flansch aus weichem, flexiblem Material zum Aufsetzen auf den flansch­ förmigen Öffnungsrand aufweist, und daß ein diesen Flansch außen umfassender Ring geringeren Innendurchmessers als der Außendurchmesser des Flansches vorgesehen ist, der aus härte­ rem Material hergestellt ist, als der U-förmige Flansch. Die Erfindung macht sich somit die Vorteile der weichen Kunst­ stoffmaterialien zunutze, um das Einschieben des Kunststoff­ verschlusses über den flanschförmigen Öffnungsrand des Behäl­ ters ohne dessen Beschädigung zu gewährleisten und sieht dann als Stützhilfe gegen ein unbeabsichtigtes Öffnen dieses Flan­ sches den den Flansch außen umfassenden Ring vor. Der Innen­ durchmesser des harten Ringes ist so bemessen, daß er ohne Beschädigung des Behälters über den flanschförmigen Öffnungs­ rand und den diesen umschließenden weichen U-förmigen Flansch des Unterteiles geschoben werden kann und in der aufgeschobe­ nen Position aufgrund der Abstimmung der Durchmesser von Ring und Flansch den äußeren Schenkel des U-förmigen Flansches nach innen drückt und hierdurch die feste Verbindung zwischen dem Ring unterstützten U-förmigen Flansch und dem flanschför­ migen Öffnungsrand gegeben ist. Die Form des inneren Berei­ ches des Ringes und die des äußeren Bereiches des U-förmigen Flansches kann dabei variabel gestaltet sein. Im erfindungs­ gemäßen Sinne ist es nur erforderlich, daß der Ring über die im Bereich des flanschförmigen Öffnungsrandes vorgegebene Engstelle ohne Beschädigung des Behälters geschoben werden kann und nach dem Passieren der Engstelle den äußeren Bereich des U-förmigen Flansches hinter die äußere Begrenzung des Be­ hälterrandes biegt. Der Forderung kann beispielsweise Rech­ nung getragen werden, indem der Ring nur einen geringfügig geringeren Innendurchmesser aufweist als der Außendurchmesser des U-förmigen Flansches, hingegen der äußere Schenkel des weichen U-förmigen Flansches innen mit einer Hinterschneidung versehen ist, die durch den Ring beim Überschieben geringfü­ gig weiter nach innen bewegt wird. Andererseits kann der In­ nendurchmesser des Ringes gegenüber dem Außendurchmesser des U-förmigen Flansches wesentlich reduziert sein, was beim Auf­ schieben des Ringes zu einer weitgehenden Umbiegung des äuße­ ren Schenkels führt und demzufolge dieser Schenkel nicht mit einer Hinterschneidung ausgestattet zu sein braucht. Das Auf­ schieben des Ringes auf den äußeren Schenkel des U-förmigen Flansches wird dabei wesentlich erleichtert, wenn entweder der Ring oder der Schenkel auf den einander zugewandten Sei­ ten mit einem Einführkonus versehen sind. Ein Entfernen des Ringes wird durch die Gestaltung von Ring und äußerem Schen­ kel des U-förmigen Flansches verhindert.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der flanschförmige Öffnungsrand einen ersten, sich nach außen konisch erweiternden Flanschabschnitt und einen sich an diesen anschließenden, im wesentlichen radial zur Öffnung verlaufenden zweiten Flanschabschnitt aufweist, wobei der innere Schenkel des U-förmigen Flansches mit seiner Außenseite in Anlage mit dem ersten Flanschabschnitt gelangt. Bei einer derartigen Ausbildung erfolgt die Dichtung zwischen dem flanschförmigen Öffnungsrand und dem U-förmigen Flansch des Unterteiles im wesentlichen im Bereich des sich konisch erweiternden Flanschabschnittes, während die äußere Kante des radial zur Öffnung verlaufenden zweiten Flanschabschnittes den Umlenkbereich für den äußeren Schenkel des U-förmigen Flansches beim Aufdrücken des Ringes darstellt.

Besonders zweckmäßig ist es erfindungsgemäß, wenn der Ring einstückig mit dem Oberteil geformt und über kleine, brech­ bare Stege mit diesem verbunden ist. Bildet man nun Unterteil aus weicherem Material und Oberteil aus härterem Material aus und wählt man die Ausgestaltung des Oberteils im Verhältnis zum Flansch des Unterteils so aus, daß der genannte Ring am Oberteil angeformt ist in einer Position bündig zur Außenum­ fangsfläche des Flansches des Unterteils, dann genügt eine einfache Stoßbewegung eines Werkzeuges in Axialrichtung des Verschlusses, um den Ring von der Außenseite des Oberteiles abzustreifen, wobei die Stege abgerissen und gebrochen wer­ den, und auf den Flansch aufzuschieben, der hierdurch - nach­ dem er auf den flanschförmigen Öffnungsrand des Behälters aufgesetzt worden war - festgelegt und so gehalten wird, daß ein Aufweiten nicht mehr möglich ist. Eine derartige zweistöc­ kige Ausbildung des Verschlusses trägt den Anforderungen einer Massenproduktion Rechnung, indem einerseits einfache Formwerkzeuge vorgesehen werden, wobei die Produkte, im vor­ liegenden Fall das Oberteil, entsprechend zweckmäßig ausge­ bildet sind, andererseits wird durch die Formgebung dafür Sorge getragen, daß einfache Montagebewegungen beim Aufset­ zen des Kunststoffverschlusses auf den Öffnungsrand des Be­ hälters zu einer einwandfreien Verbindung von Verschluß und Behälter führen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht schließ­ lich vor, daß die Einstecktiefe des inneren Schenkels des U- förmigen Flansches in etwa der Höhe des ersten Flanschab­ schnittes des Öffnungsrandes entspricht und der eine Schraub­ kappe, Stopfen oder dergleichen aufnehmende Abschnitt des Un­ terteils im Bereich der Verbindung des inneren Schenkels des U-förmigen Flansches mit dem an diesen angrenzenden Steg am U-förmigen Flansch angreift. Durch die Abstimmung der Ein­ stecktiefe des inneren Schenkels des U-förmigen Flansches in Bezug zur Höhe des ersten Flanschabschnittes und dem Angriffs­ punkt des die Schraubkappe, den Stopfen oder dergleichen auf­ nehmenden Abschnittes ist gewährleistet, daß der Behälterin­ halt vollständig ausgegeben werden kann.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind also durch Mate­ rialauswahl, Formgebung und Anordnung der einzelnen Teile so­ wie Aufteilung des Kunststoffverschlusses als Massenprodukt in Form von zwei Stücken Maßnahmen geschaffen worden, um auch auf Behälter geringer Stabilität Verschlüsse mit sanften Kräften dichtend aufsetzen zu können und dennoch ein zerstö­ rungsfreies Lösen (nach dem Überschieben des Ringes) zu ver­ hindern, ferner eine vollständige Ausgabe des Behälterinhalts zu gewährleisten.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Be­ schreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunststoffverschlusses bei auf den Behälter aufgesetztem Unterteil jedoch noch nicht über das Unterteil geschobenem Ring,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß Fig. 1 bei übergeschobenem Ring,

Fig. 3 und 4 Querschnitte gemäß den Darstellungen in den Fig. 1 und 2 für eine zweite Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Kunststoffverschlusses und

Fig. 5 und 6 Querschnitte gemäß den Fig. 1 und 2 für eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kunst­ stoffverschlusses.

Der in den Fig. 1 und 2 nur für einen Ausschnittsbereich ge­ zeigte Kunststoffverschluß ist im wesentlichen rotationssym­ metrisch aufgebaut und besteht aus einem allgemein mit 1 be­ zeichneten Oberteil und einem allgemein mit 2 bezeichneten Unterteil. Das Unterteil besteht aus weichem, flexiblem Kunststoff, dessen Härtegrad so ausgewählt ist, daß ein Auf­ setzen des Unterteils 2 auf den flanschförmigen Öffnungsrand 3 des Behälters 4 geringer Stabilität diesen weder deformiert noch anderweitig beschädigt. Als Kunststoff für das Unterteil 2 kommt beispielsweise Polyethylen in Frage.

Der Behälter 4 besteht beispielsweise aus Weißblech, er weist im Bereich des Behälterdeckels 5 eine nicht näher bezeichne­ te kreisförmige Öffnung auf, die vom flanschförmigen Öffnungs­ rand 3 umschlossen wird. Dieser besitzt einen sich konisch nach außen erweiternden Flanschabschnitt, der aus einem er­ sten nahezu noch axial bezüglich der Öffnung verlaufenden Be­ reich 6 a sowie einem sich stärker erweiternden Bereich 6 b be­ steht, an dem sich im wesentlichen radial zur Öffnung verlau­ fend ein weiterer Flanschabschnitt 6 c anschließt.

Das Unterteil 2 besteht im wesentlichen aus einem im Quer­ schnitt etwa U-förmigen Flansch 7, einem sich hieran anschlie­ ßenden Balg 8 sowie einem Ausgabestutzen 9, der mit einem Au­ ßengewinde 10 versehen ist. Auf den Ausgabestutzen 9 ist eine Verschlußkappe 11 aufschraubbar, die ein entsprechendes In­ nengewinde 12 aufweist. Die Verschlußkappe 11 bildet einen Teil des Oberteils 1, zu dem auch ein zweiteiliger Bügel 13 gehört, der über zwei um 180° versetzte, nicht näher darge­ stellte Verbindungsstege mit der Verschlußkappe 11 verbunden ist, so daß diese nach dem Hochschwenken und Hochziehen der Bügel 13 zusammen mit dem Ausgabestutzen 9 und dem Balg 8 aus der Öffnung des Behälters 4 bewegt werden kann, um anschlie­ ßend die Verschlußkappe 11 vom Ausgabestutzen 9 abzuziehen, so daß der Inhalt des Behälters 4 ausgegeben werden kann.

Im Detail sind die beiden Schenkel 7 a und 7 b des U-förmigen Flansches 7 des Unterteiles 2 in Richtung des Behälterdeckels 5 orientiert. In dem in Fig. 1 gezeigten aufgesteckten Zu­ stand des Flansches 7 liegt der Schenkel 7 b dichtend am koni­ schen Flanschabschnitt 6 a an, während das freie Ende des Flanschabschnittes 6 c im Bereich der Verbindung des Außen­ schenkels 7 a und des die Schenkel 7 a und 7 b verbindenden Ste­ ges 7 c innen am Flansch 7 anliegt. Der Außenschenkel 7 a ist benachbart zum Steg 7 c außen mit einem sich vom Steg 7 c er­ weiternden Einführkonus 14 versehen, an den sich eine Hinter­ schneidung 15 anschließt. Innen besitzt der Außenschenkel 7 a auf der Höhe des Einführkonus 14 eine starke Innenwölbung 16.

Am äußeren Umfang ist das Oberteil 1 mit einem Ring 17 verse­ hen, der über am inneren Umfang im Abstand voneinander ange­ ordnete kleine, brechbare Stege 18 mit der Außenwand der Bü­ gel 13 verbunden ist. Der Ring besteht aus einem sich radial erstreckenden Abschnitt 17 a sowie einem sich axial erstrec­ kenden Abschnitt 17 b, wobei letzterer innen auf seiner dem U-förmigen Flansch 7 zugewandten Seite mit einem sich vom freien Ende zum Abschnitt 17 a erweiternden Einführkonus 19 versehen ist, an den sich eine Hinterschneidung 20 anschließt. Der kleinste Innendurchmesser des axialen Abschnittes 17 b ist im Bereich des Endes des Einlaufkonus 19 zu verzeichnen, die­ ser ist kleiner als der geringste Außendurchmesser des Außen­ schenkels 7 a.

Zum Montieren des aus dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 be­ stehenden Verschlusses auf dem Behälter 4 wird der Verschluß mit dem Unterteil 2 zunächst auf den flanschförmigen Öffnungs­ rand 3 aufgesetzt. Beim Eindrücken des weichen Unterteiles 2 wird der Außenschenkel 7 a geringfügig nach außen gebogen und führt dabei den Innenschenkel 7 b entlang dem Flanschab­ schnitt 6 b. Beim weiteren Einschieben gleitet der Außenflansch 7 a mit seinem bis zur Innenwölbung 16 reichenden Konus über das freie Ende des Flanschabschnittes 6 c, ferner gelangt der Innenschenkel 7 b in Anlage mit dem Flanschabschnitt 6 a, in vollständig eingeschobenem Zustand hintergreift schließlich die Innenwölbung 16 den Flanschabschnitt 6 c. Das geschilderte Aufschieben des weichen Unterteiles 2 erfolgt zweckmäßiger­ weise durch einen Automat, dessen Eindrückstößel sodann eine zweite Bewegung durchführen können, um den Ring 17 außen vom Oberteil 1, d.h. von den beiden Bügeln 13 abzureißen und bei dieser Gelegenheit über den U-förmigen Flansch 7 zu schieben.

Im Detail gleitet dabei zunächst der Einführkonus 19 des aus dem härteren Material, beispielsweise Polypropylen bestehen­ den Ringes 17 entlang der Außenfläche des Außenschenkels 7 a und verdichtet dabei aufgrund des geringeren Innendurchmes­ sers den weicheren Außenschenkel 7 a im Bereich des freien En­ des des Flanschabschnittes 6 c. Beim weiteren Einschieben des Ringes 17 gelangt dessen Einführkonus 19 in Anlage mit dem Einführkonus 14 des U-förmigen Flansches 7 und bewirkt ein nach innen Schwenken des Außenschenkels 7 a. Beim vollständi­ gen Überschieben des Ringes 17, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, liegt die Hinterschneidung 20 des Ringes 17 an der Hin­ terschneidung 15 des U-förmigen Flansches an, aufgrund der Geometrie der Hinterschneidungen ist dann ein zerstörungs­ freies Entfernen des Ringes 17 vom Unterteil 2 nicht mehr möglich, abgesehen hiervon ist eine feste Verbindung von Un­ terteil 2 einerseits und über die Verschraubung auch Oberteil 1 mit dem Behälter 4 andererseits geschaffen.

Der zylindermantelförmige Ausgabestutzen 9 ist in seinem In­ neren durch einen Deckel 21 verschlossen, der über einen nicht näher dargestellten Ring nach dem Abschrauben der Ver­ schlußkappe 11 herausgerissen werden kann, um somit die Durchtrittsöffnung des Ausgabestutzens 9 freizugeben.

Bei den weiteren in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Ausfüh­ rungsformen sind mit der ersten Ausführungsform übereinstim­ mende Teile der Einfachheit halber mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 weist der Ring 17 nur einen axialen Schenkel 17 b auf, der unmittelbar über die Stege 18 mit den Bügeln 13 verbunden ist. Der Schenkel 17 b besitzt einen wesentlich stärker ausgeprägten Einlaufko­ nus 19, der damit beim Aufschieben des Ringes 17 auch den äußeren Schenkel 7 a wesentlich stärker nach innen biegt, dem­ zufolge ist dieser Schenkel auch mit keiner Innenwölbung 16 versehen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 entspricht die Ausbildung des Ringes 17 und des U-förmigen Flansches 7 so­ wie des flanschförmigen Öffnungsrandes 3 derjenigen, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, die Ausführungsform unterschei­ det sich darin, daß kein Balgteil 8 vorgesehen ist, sondern ein starrer Schraubverschluß, bei dem auf den starren Ausga­ bestutzen 9 unmittelbar die Verschlußkappe 11 aufgeschraubt ist und mit dieser direkt der Ring 17 über die Stege 18 ver­ bunden ist.

Claims (7)

1. Kunststoffverschluß zum Aufsetzen auf einen flanschförmi­ gen Öffnungsrand eines Behälters und zum unlösbaren Ver­ binden mit diesem, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ schluß aus einem Unterteil (2) und einem Oberteil (1) be­ steht, daß das Unterteil (2) einen im Querschnitt etwa U- förmigen Flansch (7) aus weichem, flexiblem Material zum Aufsetzen auf den flanschförmigen Öffnungsrand (3) auf­ weist, und daß ein diesen Flansch (7) außen umfassender Ring (17) geringeren Innendurchmessers als der Außendurch­ messer des Flansches (7) vorgesehen ist, der aus härterem Material hergestellt ist als der U-förmige Flansch (7).

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der flanschförmige Öffnungsrand (3) einen ersten, sich nach außen konisch erweiternden Flanschabschnitt (6 a, 6 b) und einen sich an diesen anschließenden, im wesentlichen ra­ dial zur Öffnung verlaufenden zweiten Flanschabschnitt (6 c) aufweist, wobei der innere Schenkel (7 b) des U-förmi­ gen Flansches (7) mit seiner Außenseite in Anlage mit dem ersten Flanschabschnitt (6 a) gelangt.

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (17) auf seiner dem U-förmigen Flansch (7) zugewandten Seite mit einem Einführkonus (19) versehen ist.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der U-förmige Flansch (7) auf seiner dem Ring (17) zugewandten Seite mit einem Einführkonus (14) versehen ist.

5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der äußere Schenkel (7 a) des U-förmigen Flansches (7) innen mit einer wulstartigen Hinterschnei­ dung (16) versehen ist.

6. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Ring (17) einstückig mit dem Ober­ teil (1) geformt und über kleine, brechbare Stege (18) mit diesem verbunden ist.

7. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstecktiefe des inneren Schenkels (7 d) des U-förmigen Flansches (7) in etwa der Höhe des er­ sten Flanschabschnittes (6 a, 6 b) des Öffnungsrandes (3) entspricht und der eine Schraubkappe (11), Stopfen oder dergleichen aufnehmende Abschnitt (8, 9) des Unterteils (2) im Bereich der Verbindung des inneren Schenkels (7 d) des U-förmigen Flansches (7) mit dem an diesem angrenzen­ den Steg (7 c) am U-förmigen Flansch (7) angreift.