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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Dichtungen für Behälterverschlußanordnungen.
Die Erfindung ist insbesondere auf das Abdichten von Behältern in
im wesentlichen gasdichter und flüssigkeitsdichter Weise anwendbar,
wie das Abdichten von Behältern
von kohlensäurehaltigen
und nicht kohlensäurehaltigen
Getränken.
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Es
ist gut bekannt, Getränkebehälter aus
Glas, Papier, Karton, Metall oder Kunststoff zur Verfügung zu
stellen, die ein Schrauben- bzw. Gewindeoberende aufweisen, welches
auf dem Flaschenhals wieder gesichert werden kann. Es ist wünschenswert,
derartige Behälter
mit einer Gewindeschraubverschlußanordnung zur Verfügung zu
stellen bzw. zu versehen, welche eine luftdichte und eine flüssigkeitsdichte
Abdichtung zur Verfügung
stellt, um die Qualität
des Getränks
sowohl während
eines anfänglichen
bzw. ursprünglichen
Transports und Lagerung als nach teilweisem Verbrauch der Inhalte
aufrecht zu erhalten, wenn der Verschluß neuerlich auf dem Behälterhals
gesichert wurde.
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Bestimmte
bestehende Behälter
und Verschlußanordnungen
verwenden eine elastomere Auskleidung in der Basis der Verschlußkappe.
Diese Auskleidung wird gegen die Lippe des Flaschenhalses gepreßt, wenn die
Kappe dicht auf den Flaschenhals geschraubt wird, und die Kompression
zwischen der weichen deformierbaren Auskleidung und der Lippe des
Behälters
stellt eine dichte Abdichtung zur Verfügung. Leider sind die Herstellung
und das Einsetzen der Auskleidung in die Verschlußkappe relativ
teure, zusätzliche
Verfahrensschritte. Weiters muß Sorgfalt
darauf gerichtet werden, derartige Verschlüsse auf dem Flaschenhals nicht übermäßig anzuziehen,
da die Auskleidung brüchig
wird oder beschädigt
werden kann, wenn ein übermäßiger Druck
darauf aufgebracht wird.
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Es
ist auch bekannt, einen zylindrischen Dichtpfropfen bzw. -stopfen
zur Verfügung
zu stellen, der nach unten von der Basisverschlußkappe derart vorragt, daß der Pfropfen
eine Interferenzpassung mit einer Innenoberfläche des Flaschenhalses nahe
der Lippe der Flasche ausbildet. Ein effektives Abdichten durch
derartige Pfropfenverschlüsse
bzw. Pfropfendichtungen erfordert, daß die Kappe sehr fest nach
unten auf den Flaschenhals geschraubt wird, um die Basis der Kappe
zu deformieren und dadurch den Pfropfen radial nach außen in einen
dichtenden Eingriff mit dem Behälterhals
zu zwingen bzw. zu beaufschlagen. Es ist sehr oft der Fall, daß derartige
Kappen nicht ausreichend abgedichtet sind, insbesondere durch Kinder
und ältere
Verwender. Weiters kann eine ausreichende Dichtkraft nur durch die
Verwendung von Gewinden auf der Kappe und dem Hals erzielt werden,
die eine niedrige Ganghöhe
aufweisen, so daß das
Verschlußdrehmoment,
das auf die Kappe aufgebracht wird, in eine sehr starke nach unten
gerichtete Dichtkraft zwischen der Lippe des Behälters und der Verschlußbasis umgesetzt
wird.
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Es
besteht daher ein Erfordernis für
einen Schraubverschlußbehälter und
eine Verschlußanordnung, welche
eine effektive Abdichtung ohne das Erfordernis einer Auskleidung
und auch ohne das Erfordernis für eine
starke axiale Dichtkraft zwischen dem Behälterhals und dem Verschluß zur Verfügung stellen
können.
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FR-A-2327930
beschreibt Behälterverschlußanordnungen,
umfassend: einen Behälterhals;
einen Verschluß für den Hals;
ineinander eingreifbare Schraubengewinde auf dem Verschluß und dem
Hals; und einen Dichtpfropfen, der sich von der Basis des Verschlusses
zum Einsetzen in den Behälterhals
erstreckt. Der Dichtpfropfen ist mit zwei Umfangsdichtrippen auf
einer Außenoberfläche davon
für einen
Eingriff mit der Innenoberfläche
des Behälterhalses
versehen, wenn der Verschluß auf
dem Behälterhals
gesichert ist bzw. wird. Die Anordnung beinhaltet weiters eine flexible
Dichtrippe bzw. -finne, die von der Basis des Verschlusses zwischen dem
Dichtpfropfen und dem Verschlußmantel
zum Eingriff mit der Lippe des Behälters vorragt, wenn der Verschluß auf dem
Behälterhals
gesichert wird.
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Weitere
Behälter
und Verschlußanordnungen,
die einen gerippten Dichtpfropfen an der Verschlußkappe enthalten,
sind beschrieben in DE-A-4207997, WO-A-9944896, US-A-3944104, FR-A-2340865
und GB-A-2022063.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Behälterverschlußanordnung
zur Verfügung,
umfassend: einen Behälterhals,
der Seitenwände,
die eine Öffnung
an einem Ende davon definieren, und eine Lippe aufweist, die sich
um die Öffnung
erstreckt, wobei eine innere bzw. Innenoberfläche der Seitenwände benachbart
bzw. nahe zu der Lippe nach innen geneigt bzw. verjüngt ist;
ein Verschluß für den Hals,
wobei der Verschluß einen Basisabschnitt
und einen Schürzenabschnitt
aufweist; ein erstes Schraubengewinde auf dem Hals; ein zweites Schraubengewinde
an einer Innenoberfläche
der Schürze
des Verschlusses; wobei das erste und zweite Schraubengewinde konfiguriert
sind, um es einem Benutzer zu ermöglichen, den Verschluß in einer
Dichtposition auf dem Hals durch Rotation der Kappe auf dem Hals
zu sichern, zu entfernen und wieder zu sichern; ein Dichtpfropfen,
der sich von dem Basisabschnitt des Verschlusses im Inneren von
und im wesentlichen konzentrisch mit dem Schürzenabschnitt des Verschlusses
erstreckt, wobei der Dichtpfropfen eine Mehrzahl von Umfangsdichtrippen
auf einer Außenoberfläche des
Dichtpfropfens zum Eingriff mit der Innenoberfläche des Behälterhalses umfaßt, wenn
der Verschluß auf
dem Behälterhals
gesichert ist; wenigstens einen flexiblen Dichtungssteg bzw. -grat
zwischen dem Dichtpfropfen und der Verschlußschürze für einen Eingriff mit der Lippe
des Behälters,
wenn der Verschluß auf
dem Behälterhals
gesichert ist; und wenigstens eine Umfangsdichtrippe auf einer Innenoberfläche des
Verschlusses zum Eingriff mit einer Außenoberfläche des Behälterhalses benachbart bzw.
nahe der Lippe, wenn der Verschluß aus dem Behälterhals
gesichert ist, wobei in einer Verwendung eine erste der Dichtrippen
auf dem Pfropfen im wesentlichen im selben Abstand vom Boden des
Verschlusses angeordnet ist wie eine erste der Dichtrippen an der
Innenoberfläche
des Verschlusses, wodurch die Lippe des Behälterhalses zwischen den ersten
Dichtrippen eingequetscht ist, wenn sich der Verschluß in der
gesicherten Position auf dem Behälterhals
befindet.
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Vorzugsweise
wird die Verschlußanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung auf einen Behälter
für ein
kohlensäurehaltiges
Getränk
aufgebracht, wie eine Flasche aus geformtem Kunststoff oder Glas
für ein kohlensäurehaltiges
Getränk.
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Die
erfinderische Anordnung von Dichtrippen und Dichtstegen bzw. -finnen
ist neu und stellt überraschender
Weise eine verbesserte Dichtung bei niedrigen Dichtkräften zur
Verfügung.
Vorzugsweise gibt es zwei der Dichtrippen, jedoch in einigen Ausbildungen
gibt es vorzugsweise 3 bis 10 der Rippen, und am meisten bevorzugt
4 bis 6 Rippen. Vorzugsweise ist die Neigung bzw. Verjüngung der
inneren Dichtoberfläche
des Behälterhalses
von 1° bis
10° von
der Längsachse
des Halses, noch bevorzugter von 2° bis 6°.
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Vorzugsweise
hat wenigstens eine der Dichtrippen einen im wesentlichen dreieckigen
Querschnitt, beispielsweise im wesentlichen gleichseitig dreieckig.
Dies erlaubt es, daß die
Dichtkraft in der Spitze der Dichtrippe konzentriert wird, um eine
Dichteeffizienz zu maximieren. Vorzugsweise hat wenigstens eine
der Dichtrippen eine Höhe
im Bereich von 10 bis 500 Mikrometer, noch bevorzugter 50 bis 250
Mikrometer. Derartige Mikrodichtrippen sind insbesondere effektiv,
um die Dichtkraft zu konzentrieren und eine effektive Dichtung mit einer
im wesentlichen glatten Dichtoberfläche auf dem Behälterhals
zu erreichen. Weiters sind derartige Mikrorippen insbesondere leicht
in einer Hochgeschwindigkeits-Kappenform- bzw. -gießeinrichtung
zu formen und den Formdorn der Einrichtung nach einem Formen abzuziehen.
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Ein
weiterer Vorteil eines Verwendens von mehreren Dichtrippen auf dem
Dichtpfropfen ist, daß die Mehrzahl
von dichtenden bzw. Dichtrippen mehr als eine Höhe aufweisen können, um
ein Dichten zu optimieren. Beispielsweise kann die Höhe der Dichtrippe
am nächsten
zur Basis des Verschlusses größer sein
als die Höhe
der Dichtrippe, die von der Basis des Verschlusses entfernt ist.
Die erlaubt es der Dichtrippe am nächsten zu der Basis des Verschlusses
(d.h. am nächsten
zur Lippe des Behälters),
sich mehr zu deformieren bzw. zu verformen als die Dichtrippe, die
am weitesten von der Basis des Verschlusses entfernt ist.
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Vorzugsweise
ist die Außenoberfläche des
Dichtpfropfens nach innen von der Basis des Verschlusses geneigt
bzw. verjüngt.
Der mittlere Verjüngungs-
bzw. Neigungswinkel ist vorzugsweise von 1° bis 10° von der Längsachse des Halses, noch bevorzugter
von 2° bis
6°.
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Die
Dichtstege können
ihre Basis in der Basis des Verschlusses zwischen der Schürze und
dem Dichtpfropfen aufweisen, oder sie können sich nach innen oder außen und
nach unten von der Basis der Schürze des
Dichtpfropfens erstrecken. Vorzugsweise erstreckt wenigstens einer
der Dichtstege in eine Richtung nach unten und nach außen von
der Basis des Verschlusses zwischen dem Dichtpfropfen und der Verschlußschürze. Vorzugsweise
umfaßt
der Verschluß zwei
oder vier Dichtstege, die sich um den Verschluß in konzentrischer Weise erstrecken.
Vorzugsweise sind zwei Dichtstege im wesentlichen symmetrisch auf
jeder Seite der Behälterlippe
angeordnet, um ein ausgeglichenes Dichtklemmen auf der Lippe zur
Verfügung
zu stellen.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Behälterverschlußanordnung
einen zweiten Dichtsteg, der sich nach unten und nach innen von
der Basis des Verschlusses zwischen dem Dichtpfropfen und der Verschlußschürze erstreckt.
Der erste und zweite Dichtsteg dichten dann gegen gegenüberliegenden
Seiten der Behälterlippe,
vorzugsweise in im wesentlichen symmetrischer und ausgeglichener
Weise. Der erste und zweite Dichtsteg biegen sich in entgegengesetzten
Richtungen, wenn der Verschluß auf
dem Behälterhals
gesichert wird. Diese doppelte Wirkung stellt sicher, daß wenigstens
eine und üblicherweise
beide der Dichtstege eine druckdichte Abdichtung gegen die Lippe
ausbilden.
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Vorzugsweise
ist die Höhe
der Dichtstege größer als
ihre Breite an ihrer Basis. Vorzugsweise ist der Querschnitt der
Dichtstege im wesentlichen in der Form eines gleichschenkeligen
Dreiecks. Vorzugsweise hat wenigstens einer der Dichtstege eine
Höhe von
1 bis 4 mm.
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Den
Dichtstegen allein kann eine ausreichende Elastizität bzw. Rückstellfähigkeit
fehlen, um eine sichere und druckdichte Abdichtung gegen die Oberseite
der Behälterlippe
auszubilden. Daher ist vorzugsweise wenigstens eine Anschlagoberfläche nahe
der Basis des Verschlusses vorgesehen, die so positioniert und angeordnet
ist, daß wenigstens
einer der Dichtstege gegen die Anschlagoberfläche anschlägt bzw. anliegt, wenn der Verschluß auf dem
Behälterhals
gesichert wird. Vorzugsweise sind zwei flexible Stege zum Abdichten
auf jeder Seite der Behälterlippe
vorgesehen, wie dies oben beschrieben ist, und zwei Anschlagoberflächen sind an
den Basen des Dichtpfropfens und der Verschlußschürze für einen Anschlag gegen jeden
der Dichtstege an der vollständig
gesicherten und druckdichten Position vorgesehen.
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Vorzugsweise
ist die Behälterlippe
abgerundet, um ein einfaches und komfortables Trinken direkt aus dem
Behälterhals
zu ermöglichen,
und noch bevorzugter ist er vollständig im Querschnitt abgerundet.
Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Dichtanordnung
so effizient ist, daß sie
eine druckdichte Dichtung auf einer vollständig abgerundeten Behälterlippe
zur Verfügung
stellen kann.
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Die
Behälterverschlußanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
weiters eine Dichtrippe in Umfangsrichtung auf einer Innenoberfläche der
Verschlußschürze für einen Eingriff
mit einer Außenoberfläche des
Behälterhalses.
Vorzugsweise hat die weitere, sich in Umfangsrichtung erstreckende
Dichtrippe die Abmessungen und die Form, wie sie zuvor für bevorzugte
Ausbildungen der Dichtrippen auf dem Dichtpfropfen beschrieben wurden.
Die weitere Dichtrippe in Umfangsrichtung ist an im wesentlichen
derselben Höhe über der
Basis des Verschlusses angeordnet wie eine der Umfangsrichtungsdichtrippen
auf dem Dichtpfropfen, wodurch sie mit der einen der Dichtrippen
zusammen- bzw. wechselwirkt, um Dichtrippen zur Verfügung zu
stellen, die symmetrisch an jeder Seite der Behälterlippe angeordnet sind,
um ein symmetrisches Dichtklemmen aufzubringen.
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Die
Behälterverschlußanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist insbesondere zur Verwendung im Zusammenhang mit Gewindeanordnungen
geeignet, welche schnell und leicht zu sichern und wieder zu sichern
sind, wobei der Verschluß auf
dem Behälterhals
durch eine einzige glatte Rotation um 360° oder weniger, noch bevorzugter
180° oder
weniger, und insbesondere bevorzugt um etwa 90° gesichert und wieder gesichert
werden kann.
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Vorzugsweise
sind das erste und zweite Gewinde Gewinde mit mehreren Starts, wie
Zwei-Start-Gewinde und Drei-Start-Gewinde und insbesondere bevorzugt
sind es Vier-Start-Gewinde. Dies unterstützt weiters ein Sichern des
Verschlusses an dem Hals, da der Benutzer die Kappe weniger drehen
muß, um
einen Start eines Gewindes zu finden. Vorzugsweise sind die Gewinde
im wesentlichen freilaufende oder parallele Gewinde bzw. Gewindegänge. D.h.
die Gewinde auf dem Verschluß und
der Kappe gleiten frei aneinander vorbei, ohne ein Ausbilden einer
Interferenzpassung zwischen den Gewindesegmenten auf dem Verschluß und der
Kappe.
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Vorzugsweise
sind das erste und zweite Gewinde kontinuierliche schraubenlinienförmige Gewinde. D.h.,
sie sind keine bajonettartigen Gewinde, die eine abgestufte bzw.
Stufenbewegung des Verschlusses zum Sichern des Verschlusses an
dem Hals erfordern, sondern sie definieren eher einen im wesentlichen
kontinuierlichen schrauben- bzw. helixförmigen Gewindepfad, der einen
Gewindegradienten von weniger als 90° im wesentlichen über den
gesamten Weg aufweist. Vorzugsweise haben die Gewinde eine mittlere
Gewindeganghöhe
bzw. -steigung von 5° bis
25°, noch
bevorzugter von 10° bis
20°.
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Steil
gewundene Gewinde stellen Vorteile in bezug auf eine Einfachheit
einer Benutzung und einer zuverlässigeren
Trennung von eine Manipulation anzeigenden Ringen von der Verschlußschürze zur
Verfügung. Es
wird jedoch erkannt bzw. geschätzt
werden, daß derartige
steile Gewinde in einer relativ kleinen Hebelwirkung einer Rotationskraft,
die auf den Verschluß aufgebracht
ist, in eine nach unten gerichtete Kraft auf den Verschluß resultieren,
und es ist ein Merkmal der Dichtanordnung gemäß der Erfindung, daß sie eine
zuverlässige
druckdichte Abdichtung zur Verfügung
stellen kann, ohne daß eine
starke, nach unten gerichtete Kraft auf den Verschluß wie in
den vorhergehenden Dichtanordnungen aufgebracht wird.
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Vorzugsweise
umfassen der Behälter
und der Verschluß weiters
komplementäre
verriegelnde bzw. Verriegelungselemente auf dem Behälterhals
und dem Verschluß,
welche ein Abschrauben des Verschlusses von der vollständig gesicherten
Position auf dem Behälterhals
blockieren oder diesem widerstehen, bis ein vorbestimmtes, minimales Öffnungsdrehmoment aufgebracht
ist bzw. wird. Noch bevorzugter umfassen die Verriegelungselemente
eine Längsverriegelungsrippe
einem aus dem Behälterhals
oder dem Schürzenabschnitt des
Verschlusses und eine komplementäre
verriegelnde bzw. Verriegelungsrampe auf dem anderen aus dem Behälterhals
und dem Schürzenabschnitt
des Verschlusses, wobei die Verriegelungsrippe gegen die Rückhaltekante
der Verriegelungsrampe anschlägt
bzw. anliegt, wenn der Verschluß vollständig auf
dem Behälterhals gesichert
ist.
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Die
Verriegelungsanordnung hilft zu vermeiden, daß der Verschluß nicht
unter Druck vom Inneren des Behälters
abspringt. Sie stellt auch einen positiven Klick bzw. ein positives
Einrasten zur Verfügung,
welcher(s) dem Benutzer anzeigt, wenn der Verschluß ausreichend
auf den Hals aufgeschraubt wurde, um eine druckdichte Abdichtung
zu erzielen.
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Vorzugsweise
umfaßt
die Behälterverschlußanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung weiters eine vorragende Anschlagoberfläche auf einem aus dem Behälterhals
und der Verschlußschürze zum
Anschlag bzw. zur Anlage gegen einen zweiten Anschlag oder ein Gewinde
an dem anderen aus dem Behälterhals
oder dem Verschluß,
um ein Überdrehen
bzw. übermäßiges Festziehen
des Verschlusses über
eine vorbestimmte Winkeldichtposition des Verschlusses auf dem Behälterhals
zu blockieren. Die Anschlagmittel wirken im Zusammenhang mit der
Verriegelungsanordnung, um sicherzustellen, daß exakt der richtige Grad bzw. das
richtige Ausmaß eines
Festschraubens des Verschlusses erzielt wird, um eine druckdichte
Abdichtung mit der Dichtanordnung der vorliegenden Erfindung zur
Verfügung
zu stellen.
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Geeignete
Verriegelungs- und Anschlaganordnungen sind im Detail in WO 91/18799
und WO 95/05322 beschrieben, deren aktive Inhalte hier ausdrücklich durch
Bezugnahme mitumfaßt
bzw. aufgenommen sind.
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Vorzugsweise
ist das Drehmoment, das erforderlich ist, um den Verschluß in einer
Dichtposition auf dem Behälterhals
festzulegen, weniger als 1,2 Nm, noch bevorzugter weniger als 1
Nm und insbesondere bevorzugt von etwa 0,7 bis etwa 0,9 Nm. Dies
ist das Drehmoment, das erforderlich ist, um die komplementäre Verriegelungsanordnung
(wo vorhanden) an der Dichtposition zu ergreifen bzw. in Eingriff
zu bringen, oder anders die Kraft, die erforderlich ist, um im wesentlichen
ein Gaslecken bei normalen Druckdifferentialen bzw. -unterschieden
von kohlensäurehaltigen
Getränken
zu eliminieren.
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Vorzugsweise
erreicht die Anordnung einen Dichtdruck um wenigstens eine Umfangsoberfläche zwischen
dem Behälterhals
und dem Verschluß bei
der vollständig
geschlossenen Position von wenigstens etwa 7 MPa (1000 psi), bevorzugt
wenigstens etwa 10,5 MPa (1500 psi), bevorzugt über einen Temperaturbereich von
etwa 0°C
bis etwa 40°C,
und vorzugsweise über
einen Druckbereich innerhalb des Behälters von etwa Null bis etwa
1,2 MPa (175 psig), d.h. deckt die Maximalbereiche von Temperatur
und Druck ab, die für
kohlensäurehaltige
Getränke
erforderlich sind. Vorzugsweise stellt die Anordnung wenigstens
zwei derartige Umfangsdichtungen vorzugsweise über die gesamten obigen Temperatur-
und Druckbereiche zur Verfügung.
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Eine
Ausbildung der vorliegenden Erfindung wird nun weiter anhand eines
Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben,
in welchen:
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1 eine
vergleichende Ansicht eines Behälterhalses
(im Aufriß)
und eines Verschlusses (im Querschnitt) zeigt, der an dem Hals in
einer Dichtposition gesichert bzw. festgelegt ist, wobei die linke
Seite des Verschlusses mit einer Dichtauskleidung gemäß dem Stand
der Technik gezeigt ist und die rechte Seite des Verschlusses mit
einer Dichtanordnung in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gezeigt ist; und
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2 eine
detaillierte Ansicht in Querschnitt des Lippenbereichs einer Behälterverschlußanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung von 1 zeigt, wobei sich der Verschluß an der
Dichtposition befindet. Die Deformation des Verschlusses und Beanspruchungs-
bzw. Spannungskonturen sind in der Zeichnung gezeigt, wie sie durch
die Analyse mit finiten Elementen für einen Behälter, der nicht unter Druck
steht, bei 32°C (90°F) berechnet
wurden;
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3 eine
Detailansicht zeigt, die in ähnlicher
Weise wie 2 für einen auf 0,71 MPa unter
Druck stehenden Behälter
(103 psig) bei 32°C
(90°F) berechnet
ist;
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4 eine
Detailansicht zeigt, die in ähnlicher
Weise wie 2 für einen Behälter, der nicht unter Druck
steht, bei 42°C
(108°F)
berechnet ist;
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5 eine
Detailansicht zeigt, die in ähnlicher
Weise wie 2 für einen Behälter, der bei 0,71 MPa (103
psig) unter Druck steht, bei 42°C
(108°F)
berechnet ist.
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Bezugnehmend
auf 1 sind der Behälterhals 1 und
der Verschluß 2 mit
schnell drehenden, steilen Gewinden versehen, die ein Drucksicherheitsmerkmal
inkorporieren. Die De tails der Konstruktion und der Herstellung
dieser Gewinde sind im Detail in unseren internationalen Patentanmeldungen
WO 95/05322, WO 97/21602 und WO 99/19228 beschrieben. Sie werden
hier nicht weiter beschrieben.
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Der
Verschluß 2 umfaßt eine
Basis 3 und eine Schürze 4.
Der Behälterhals 1 endet
in einer abgerundeten Rippe 5 mit glatter Oberfläche. Üblicherweise
bildet diese Lippe eine druckdichte Abdichtung mit einer elastomeren
Auskleidung 6, die schraffiert in dem Abschnitt des "Standes der Technik" von 1 gezeigt
ist.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 bis 5 umfaßt die verbesserte
Dichtanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine nach innen geneigte bzw. sich verjüngende Innenoberfläche 7 des
Behälterhalses benachbart
der Lippe. Ein zylindrischer Dichtpfropfen 8 ragt nach
unten von der Basis der Verschlußkappe vor und ist selbst im
wesentlichen parallel zu der Innenoberfläche des Halses geneigt bzw.
verjüngt.
Jedoch statt einer einfachen Interferenzpassung zwischen dem Dichtpfropfen
und dem Behälterhals
sind zwei im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufende, kontinuierliche
Dichtrippen 9 auf der äußeren bzw.
Außenoberfläche des
Dichtpfropfens vorgesehen. Die Umfangsdichtrippen 9 haben
einen im wesentlichen gleichseitigen Dreieckquerschnitt und sind
etwa 150 Mikrometer hoch in dem nicht gespannten bzw. nicht beanspruchten
Zustand. Jedoch deformieren sie sich, wie dies in den Zeichnungen
gezeigt ist, wenn sie gegen das normalerweise härtere Material (Glas oder PET)
des Behälterhalses
gepreßt
werden, um die druckdichte Dichtung auszubilden. Die kleinen Abmessungen
der Dichtrippen erlauben, daß eine
druckdichte Dichtung erreicht wird, ohne daß eine wesentliche Kraft auf
den Dichtpfropfen aufzubringen ist, um die Dichtung auszubilden.
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Zwei
flexible Dichtstege 10, 11 erstrecken sich nach
unten um etwa 2 mm von der Basis des Verschlusses zwischen der Verschlußschürze und
dem Dichtpfropfen. Die Dichtstege biegen sich in entgegengesetzten Richtungen,
um Dichtungen im wesentlichen symmetrisch auf jeder Seite der abgerundeten
Oberseite der Behälterlippe
auszubilden, wenn die Dichtposition erreicht ist bzw. wird. Eine
feste Abdichtung wird durch einen Anschlag der Dichtstege 10, 11 gegen
die entsprechenden Anschlagoberflächen 12, 13 sichergestellt.
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Schließlich ist
eine weitere Umfangsdichtrippe 14 auf der Schürze des
Verschlusses nahe der Basis des Verschlusses für einen Eingriff mit einer
Außenoberfläche des
Behälterverschlusses
nahe der Lippe zur Verfügung
gestellt. Die nicht gespannte bzw. beanspruchte Form und Größe der Dichtrippe 14 ist
vorzugsweise ähnlich
zu den bevorzugten Bereichen für
die Dichtrippen 9. Wiederum erlaubt die kleine Größe der Dichtrippe 14,
daß eine
effektive Dichtung ohne eine hohe Dichtkraft erreicht wird. Weiters
ist in der Verwendung die Dichtrippe 14 im wesentlichen
gegenüberliegend
der Dichtrippe 15 angeordnet, die am nächsten zu der Basis des Verschlusses
auf dem Dichtpfropfen angeordnet ist. Die Dichtrippen 14 und 15 kooperieren
bzw. wirken zusammen, um die Behälterlippe
zu klemmen, um hoch effiziente Dichtungen über den gesamten Bereich von
Temperatur und Druck zur Verfügung
zu stellen.
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Die
obige Anordnung stellt fünf
getrennte Umfangsdichtoberflächen
zur Verfügung,
die mit A bis E in 3 bezeichnet sind. Die Kontaktdrücke in MPa
an diesen Oberflächen
wurden durch Analysen mit finiten Elementen berechnet. Diese Berechnungen
wurden durchgeführt,
indem angenommen wurde, daß konventionelle
Polyethylenmaterialien für
den Verschluß und
konventionelles PET für
den Behälterhals
verwendet wurden, und unter weiterer Annahme von üblichen
Halsabmessungen für
kohlensäurehaltige
Getränke).
Die berechneten Werte in MPa sind wie folgt:
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Diese
Dichtanordnung erlaubt es, daß der
Verschluß auf
dem Behälterhals
gesichert und wieder entsichert wird, ohne das Erfordernis eines
hohen Drehmoments oder von Gewinden mit einer geringen Ganghöhe, um eine
Dichtung zu erzwingen. Es gibt eine komplementäre Verriegelungsanordnung auf
dem Behälterhals
und dem Verschluß,
wie dies in den internationalen Patentanmeldungen beschrieben ist,
die oben aufgelistet sind, um es einem Benutzer mittels eines Klicks
bzw. Einrastens zu signalisieren, wenn ein dichtender bzw. Dichteingriff
erzielt wurde. Die Verriegelungsanordnung ist auch mit einer Anschlagoberfläche assoziiert, um
ein Überdrehen
bzw. übermäßiges Festziehen
des Verschlusses auf dem Hals zu verhindern, jedoch ist in jedem
Fall die Dichtanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung weniger empfindlich gegenüber einem Überdrehen, da es keine elastomere
Auskleidung gibt.
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Es
ist festzuhalten, daß die
Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung in einzigartiger Weise wenigstens zwei Um fangsdichtungen
zur Verfügung
stellt, die einen Dichtdruck größer als
10 MPa über
den gesamten Bereich von Temperatur und Druck aufweisen, der normalerweise
für Behälter mit
kohlensäurehaltigen Getränken angetroffen
wird. Es kann auch gesehen werden, daß die flexiblen Stege nur einer
sehr geringen plastischen Deformation bzw. Verformung in der geschlossenen,
abgedichteten Position unterliegen, wodurch sie ermöglichen
bzw. erlauben, daß der
Verschluß auf
dem Hals in druckdichter Weise wieder gesichert wird, beispielsweise
wenn nur ein Teil der Inhalte des Behälters unmittelbar nach einem Öffnen konsumiert
wird. Es kann weiter gesehen werden, daß der Verschluß für eine Anwendung
an Behälterhälsen, die
abgerundete, obere Lippen aufweisen, geeignet ist, wie Glasbehälterhälse oder
Kunststoff- bzw. Plastikbehälterhälse, die eine
abgerundete Lippe aufweisen, um ein direktes Trinken aus dem Hals
zu unterstützen.
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Die
obige Ausbildung wurde lediglich als Beispiel beschrieben. Zahlreiche
andere Ausbildungen, die in den Rahmen der beiliegenden Ansprüchen fallen,
werden dem Fachmann offensichtlich sein.
