DE1432129A1

DE1432129A1 - Behaelterverschluss aus clastisch verformbarem Material,insbesondere Kunststoff

Info

Publication number: DE1432129A1
Application number: DE19641432129
Authority: DE
Inventors: Klygis Mindaugas J
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Can Co Inc
Priority date: 1963-09-25
Filing date: 1964-05-22
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3216610A; GB1015854A

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL.-INQ. F. THIELEKE DR.-INQ. R. DÖRING DIPL.-PHYS. OR. J. FRlCKE

BRAUNSCHWEIG - MÜNCHEN

P 14 32 129.0 uns.Z.: 10 008

Continental Can Company, Inc.,

633 Third Avenue
New York 17, N-. Y., USA

Behälterverschluß aus elastisch verformbarem Material, insbesondere Kunststoff

Die Erfindung betrifft einen Behälterverschluß aus elastisch

verformbarem Material, insbesondere Kunststoff, bei dem der ^m Behälterhals eine nach innen offene Nut und eine außen liegende Ringschulter sowie eine auf dem Halsrand liegende Dichtfläche aufweist und eine Verschlußkappe vorgesehen ist, die mit einer Verriegelungsrippe am unteren Kappenrand schnappartig unter die Ringschulter des Behäl.terhalses greifen kann.

Es ist eine MiIchprobenflasche bekannt, bei der die Erobenflasche selbst und auch der Verschluß aus Kunststoff hergestellt sind.. Die Milchprobenflasche weist einen Behälterhals auf, der Λ an seinem Ende einen zylindrischen Abschnitt von größerem Durchmesser als der Behälterhals aufweist, auf dessen Innenseite eine keilförmige nach innen offene Ringnut vorgesehen ist. Diese Nut dient im Zusammenwirken mit der glatten zylindrischen Außenfläche des Flaschenhalses dazu, eine Art Wulst zu schaffen, welcher zwischen die Schenkel des nach unten offenen IT-förmigen Doppelrandes einer Verschlußkappe unter Klemmung aufgenommen werden kann, welche Verschlußkappe am unteren Ende ihres Schürzenabschnittes eine nach innen ragende Schulter zum Untergreifen

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Untertagen (Art 7 § t Abs. 2 Nr. 1 Safe 3 äes Ändemngsges. v. 4.9. T967)

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des zylindrischen Endes des Behälterhalses aufweist. Der Doppelrand der Verschlußkappe steht mit einer zentralen Haube in Verbindung, welche das Federungsvermögen des Doppelrandes erhöhen soll. Bei diesem bekannten Verschluß erfolgt die Abdichtung im wesentlichen zwischen den Schenkeln des Doppelrandes der Verschlußkappe und dem glatten zylindrischen Außenteil des Behälterhalsendes. Zylindrische Wandteile besitzen bekanntlich auch bei geringer Wandstärke eine erhebliche Steifigkeit, so daß der U-förmige Doppelrand sehr dünnwandig ausgebildet sein muß, wenn er sich ausreichend an Ungleichförmigkeiten oder Wellungen am Außenumfang des Behälterhalsendes anpassen soll, da der Behälterhals selbst praktisch unnachgiebig ist. JTe dünner und je nachgiebiger der U-förmige Doppelrand der Verschlußkappe ausgebildet/ist, um so geringer ist die Klemmwirkung dieses Doppelrandes, so daß dadurch auch die Abdichtwirkung entsprechend geringer ist.

Es ist weiterhin eine Verpackungsflasche für Flüssigkeiten aus Kunststoff mit ebenfalls aus Kunststoff hergestellter Verschlußkappe bekannt, bei der die Kappe ebenfalls am unteren Rande einen Innenwulst aufweist, der beim Aufdrücken der Kappe auf den Flaschenhals hinter eine entsprechende Schulter des Flaschenhalses schnappartig greift. Zur Abdichtung weist hier die Innen- Stirnfläche der Verschlußkappe eine ringförmige koaxiale Abdichtungslippe auf, die sich beim Aufpressen der Verschlußkappe auf den Behälterhals in das Innere des Behälterhalses eindrückt und mit dem Innenumfang des Behälterhalses abdichtend zusammenwirkt. Auch hierbei erfolgt die Abdichtung zwischen zylindrischen Flächen/

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die wie oben erwähnt, relativ steif sind, sofern sie nicht außerordentlich dünnwandig ausgebildet sind. Bei sehr dünnwandiger Ausbildung wiederum läßt der gegenseitige Anpreßdruck zwischen den zylindrischen Flächen nach, so daß eine wirksame Abdichtung nur schwer zu erzielen ist. Da es sich um in der Massenfertigung hergestellte Teile handelt, lassen sich diese Teile nicht mit solcher Genauigkeit herstellen, daß nicht beim Aufpressen der Kappe auf den Behälterhals der eine oder der andere der beiden Teile, die beim Verschließen abdichtend zusammenwirken sollen, ™ eine wellige oder anderweitig unebene Fläche aufweist, so daß die Abdichtung erhebliche Probleme aufwirft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen BehälterverSchluß der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß trotz der Massenfertigung und trotz der dabei in Kauf zu nehmenden Toleranzen und Unregelmäßigkeiten bei den miteinander abzudichtenden ^lachen eine zuverlässige Abdichtung nach Aufpressen der Verschlußkappe auf den Behälterhals gewährleistet ist. A

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die nach innen offene Ringnut durch zwei im wesentlichen senkrecht zur Behälterachse verlaufende, durch einen Wulst elastisch nachgebend miteinander verbundene Wandbereiche begrenzt ist, von denen der untere die Ringschulter bildet und an den innenliegenden Rand des oberen Wandbereiches der die stirnseitige Dichtfläche tragende Randabschnitt des Halses anschließt. Bei dem neuen Behälterverschluß erfolgt also die Abdichtung über eine stirnseitige Dichtfläche des Halsabschnittes, wobei die gewünschte Ab-

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dichtung auch bei Toleranzen und -Unregelmäßigkeiten dadurch gewährleistet ist, daß der die stirsiseitige Dichtfläche tragende Halsabschnitt gegenüber dem übrigen Behälterhalsteil .in axialer Richtung federnd nachgeben kann. Diese Nachgiebigkeit wird durch eine Halsfalte erzielt, die aus den zwei etwa senkrecht zur Behälterachse verlaufenden Wandabschnitten und einem diese beiden elastisch verbindenden Wulstabschnitt besteht« Bei dieser Ausbildung des Behälterverschlusses kann di© Verschlußkappe durch entsprechend große Wanddicke kräftig und steif ausgebildet sein, so daß starke Klemmkräfte wirksam werden, welche die Falte ausreichend elastisch- verformen, so daß-die inneren Verformungs— kräfte des Behälterhalsmaterials die Abdichtungsfunktion wirksam unterstützen. Durch diese hohen Abdichtungskräfte werden alle Toleranzen und Unebenheiten in den miteinander zusammenwirkenden Dichtflächen ausgeglichen.

Wenn man von einem BehälterverSchluß ausgeht, bei dem die Dichtfläche am Halsrand des Behälters in eine ringförmige. Nut des Kap*» penbodens eingreift, ist die Anordnung* vorteilhafte.rwelse .so getroffen, daß die Nut im Kappenboden nach innen durch" eine- fest© Ringrippe begrenzt ist« Dadurch wird ein Ausweichen fl.es* Halsr&n«· des nach innen oder eine.Schrägstellung des Halsrandes vermieden, so daß auch bei starken-Kraft ©seine sichere Anlage der-Miteinander abdichtenden Flächen gewährleistet ist.

Zweckmäßigerweise weist die vom Kappenboden Vorspringende Mingrippe einen radial nach außen vorspringenden Verriegelungswulst -

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auf, der unter einen radial nach innen vorspringenden Abschnitt -des Behälterhalees greift.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand sehematischer Zeichnungen an mehreren Aueführungsbeispielen näher erläutert,

Es stellen dar:

Pig· 1 eine Draufsicht auf eine die Erfindung verkörpernde Be- | hälterbauart mit teilweise abgebrochener Verschlußkappe.

Fig* 2 ein vergrößerter vertikaler Teilschnitt nach der Linie ΣΙ-ΙΙ der Pig. U

Fig. 3 ein vergrößerter vertikaler Teilechnitt durch den Behält er hals, der diesen in Ruhe mit ausgezogenen Linien und mit niedergedrückte* Kopfflansch in gestrichelten Linien wiedergibt, welch letztere Form er nach dem vollständigen Aufbringen der ^ Verschlußkappe annimmt*

Fig» 4 tin vertikaler Teilschnitt und eine teilweise aufrechte Ansicht eines Behälterteils und seines aufrechtstehenden Halses ^x

sowie eine Verschlußkappe au Beginn ihres Aufbringen» auf den

FIg* 5 die Unteransieht einer abgeänderten Verschiußkappenform.

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Fig« 6 ein der Fig* Ά entsprechendes. Sciinittbiid des auf-;deis Behältarlials aufgebrachten; Verschlusses aus Fig. .S.

Fig. 7 ein© der Fig. 1 entsprechende Draufsicht auf «ine abgeänderte Ausführungsforni der Erfiüdiing, bei del*' ein© scliliißkappe des drehbaren fyps angewendet ist. .

Fig. 8 ein der Fig* S entsprechender vergrößerter scher Radialschnitt des Behälterirersehiusses nach Fig. ?« ^j

Fig. 9 ein teilweiser senkrechter Querschnitt und eine feilansicht der Behälter-» und KappenMiiart nach den fig. 7 vmß^: S. Di© Kappe ist beim Aufsetzen auf den Behälterhals äu^cfe @iii®ii nacli abwärts gerichtetes^ Stempelst©ßäriick dargestellt. - ...-.--

Fig. IO die Unteransicht einer/" abgeändert en Versclsliißkappea·=' form des Siebtypes»

Fig_o ii ein derr Fig. 2 entsprechend vergrößerter Radialsclmitt, der durch die Verschlußkappe aus Fif ·.-10 ihrem Auf bringen .auf dem" BehSiterhali-« ' : "■-.""-

go tS ein, vergroS&jrt©r>". fragiassiiarlsefeer Kadialschnitt anderen .modifizierten. ,fesffitiFungsf©rm der Erfindung beim setzen, der modifiziertsat Fers der Yersöislußkappe auf: dea difiziertett Behälterhals -äiirck eineia abwärts gerichteten.

Fig. 13 eine der Fig. 12 entsprechende Darstellung bei vollständig auf den Behälterhals niedergedrückter Verschlußkappe.

Fig. 14 ein vergrößerter fragmentarischer Sadialschnitt durch eine andere modifizierte Ausführungsform der Erfindung beim Aufsetzen der modifizierten Form der Verschlußkappe auf den modifizierten Behälterhals durch einen abwärts gerichteten Stempelpreßstoß und

Fig. 15 eine der Fig. 12 entsprechende Darstellung der vollständig auf den Behälterhals aufgeschobenen Verschlußkappe.

Bei der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Behälterkörper 5 mit einem nach innen und oben ansteigenden Brustteil 6 vorgesehen, der in einen aufrechtstehenden Hals 7 übergeht» Der Hals endet in einem nach einwärts gerichteten flachen Flansch 8, der die Mundöffnung 9 des Behälters begrenzt. Etwa jnittig seiner Höhe weist der Hals 7 eine nach außen gerich- ^ tete Wulst 10 auf, die eine nach innen gekehrte Nut 11 bildet, welche von den im allgemeinen horizontalen Wandabschnitten 12 und 13 und der diese verbindenden Wand 14 begrenzt ist. Die Wulst 10 weist also einen U—förmigen Querschnitt auf, dessen obere und untere Wand 12 und 13 die U-Schenkel bilden mit dem Verbindungsteil 14 als Steg des ü-förmigen Querschnittes. Der Verbindungsteil 14 weist eine nach unten gerichtete Kante oder Sperrschulter 15 auf.

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Die Verschlußkappe besitzt- einen Kappenboden 16, mit nach unten ragendem Rand 17. Der Kappenboden 16'besitzt im dargestellten Beispiel mittig einen Satz Sieböffnungen 18, während der Rand 17 eine innere aufrechte Wand 19 aufweist_s von der ein Verriegelungsringteil 20 nach innen vorspringt, das durch eine obere, nach innen und unten schräge Wand 21 und eine im*wesentlichen dazu parallele untere nach innen und unten schräge Wand 22 sowie eine aufrechte innere Wand 23 begrenzt ist, die in eine nach außen und unten abgerundete Wand 24 tibergeht. ... ■

Aus Fig. 4 geht hervor, daß die an der Verriegelungsrippe 20 vorgesehenen parallelen Wände 21 und 22 das Aufbringen der Verschlußkappe in der in Fig. 4 dargestellten Weise erleichtert. Bei der in Fig. 4 dargestellten geneigten Stellung der Verschlußkappe können der Behälterhais und die Kippe 20 der Verschlußkappe anfänglich durch eine Relativbewegung in Richtung der Pfeile A unä B zusammengebracht werden. Darauf wird der übrige Teil der Verschlußkappe niedergedrückt, wobei die abgerundete Wand 24 üb@r den abgerundeten Teil des mit 10 bezeichneten Haisrandes gleitet. Wenn die Verschlußkappe schließlich auf den Behälterhals aufsetat,. schnappt die Sperrippe 20 unter di® Sperrschulter¹ IS vmä"bildet eine sichere Verschlußsperre bei 26 in Fig. -2«

Der. Behälterhals 7 ist-so dimensioniert, daß" die. obere wand 12 während des Ansetzens des ICappenkörpers 18 aß u.®si Flansch'©- bei 27 deformiert wird und in die voll abgedichtete Stellung ge--. maß Fig, 2 "schnappt, wodurch der Flansch 8 sich abdichtend'bei 28-gegen den aufliegenden Kappenkörper legt₀ " . ■ ■

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Auch ist der Verschlußkappenrand so bemessen, daß die Ecke, an der die Wände 22 und 23 aufeinandertreffen, in den Behälterbrustteil 6 eindringt und eine Abdichtung an diesem Brustteil bildet, wie das bei 29 in Fig« 2 deutlich dargestellt ist. . Ferner ist darauf hinzuweisen, daß eine Abdichtung zwischen der Außenwand der Wulst IO und der Innenwand 19 der Verschlußkappe bei 30 gemäß Fig· 2 gebildet ist. Mit dieser dreifachen Abdichtung bei 2S₁ 29 und 30 ist eine einzige Verriegelung bei 26 vorgesehen. "

Die Ausführung des Verschlusses gemäß der Darstellung in den Fig« 1 bis 4 macht ohne weiteres die Aufbringung der Verschlußkappe mittels üblicher Verschlußraaschinen möglich.

Gemäß den Fig. 5 und 6 kann der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Verschluß noch dadurch verbessert werden, daß die Verschlußkappe auf der Innenfläche ihres Bodenteils mit konzentrischen Rillen 31 versehen wird, die mit einer Dichtungsmasse gefüllt g werden und ein· zusätzliche Sicherheit für eine hinreichende Abdichtung des Verschluss«· ergeben«

abgewandelt* Ausführungsform nach den Fig. 7 bis 9 zeigt #inen Verschluß, der is* wesentlichen ähnlich ausgebildet ist, «1* der nach Fig* t bi» 4, mit Ausnahme zweier Änderungen. Genie der «in«n Änderung ist der gut gerundet« fell 33 der Verrie- nnch. iufitti in For» «iner Erweiterung 34 bis an ein·

ipetutrf· Kant· 39 fortgesetzt, die einen geringen Abstand vom

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Brustt©ii 36 des Behälterkörpera 37 aufweist,' so elai der einer einstückigen BeMlter-lappenarsorfMung er.we.eki-. wird .finti Kappe auf dem Behälterhals gedreht werdsn kann. Ber^zweiii !inter-?

schied besteht darin, daß der obere horizontale Flansch 41 sles Halses 42 bei 43 verbreitert ist und einen.-Kr®£s wij gen 44 aufweist, die mit Öffnungen 45 iia 46 zusammenwirken. Die Abdichtung erfolgt wie zuvor an den 48 und 49 bezeichneten Stellen, auch''-wenn, die Kappe sum bzw. Freigeben der öffnungen 44 gedreht wird. Es kann aber asch die scharfe Kante 35 in leichter abdichtender Berührung pit Brustteil 36 stehen, insbesondere dann₃ wenn ein Drehen der nicht erforderlich ist.

Die abgewandelte Ausführtmgsf.orm der Erfindung gemäß dem Fig und 11 entspricht dem VerschJUsB nach Fig. i bis 4_S -mit schied, daß zusätzlich die läpp© Bit einem nae&'unten-Schnappring 6.3 vergehen ist» der mit ©im©® ν 64 in. Sperr lage unter- de» eiEwärts gerichtete®. Hand flansches 52 einschnappt,- wie das Si® Figo ti

Di© jäus-führungsform'nach. üem_ Fig* 12 di@ iß ihrer Grundform der: isaeis,- Fig.«".? bim_.-S- entspriclif der Behälterkörper 65^:: ist ähnlich wi® öer nach■ Pi^»■ "7" fei®

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die nach oben in einem Sperrschulterteil 79 endet, welche abdichtend mit der Stirnfläche 74 des an die obere horizontale Wand 70 anschließenden DichtabSchnitts des Behälterhalses zusammenwirkt .

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 14 und 15 ist die Ringrippe 77 gemäß Fig. 12 und 13 durch einen hülsenförmigen zentralen Verriegelungsabschnitt 103 ersetzt. Der Verriegelungsabschnitt 103 weist am unteren Ende eine nach außen vorspringende Sperrschulter 104 auf.

Während des Äufbringens .der Verschlußkappe auf den Gefäßhals wird die Kappe anfangs gemäß der Darstellung in Fig. 14 mit der Kappenwand 113 und ihrer Sperrschulter teleskopartig in den nach außen versetzten Teil des Halses eingeschoben. Durch Ausüben eines durch Pfeil angedeuteten nach abwärts gerichteten Druckes auf die Verschlußkappe wird durch das abgerundete Ende der Wand 103 der Halsteil 92 nach außen gedrängt bis ^ schließlich die Sperrschulter 104 unter den Brustteil gelangt, wie es Fig. 15 zeigt. Während der Abwärtsbewegung der Kappe und ihres Randes setzt der abgerundete Teil 108 der Sperrippe 108 auf den abgerundeten Teil der Wulst 93 auf und drängt die Wulst nach innen, so daß die Rippe 106 in Sperreingriff unter die Wulst 93 einschnappt, 'wie das Fig. 15 zeigt, wodurch der obere Teil des Halses und die Wulst unter Sperrdruck aneinander gehalten werden.

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Wie aus Fig. 15 zu entnehmen ist, werden bei dieser Ausführung des Verschlusses folgende Abdichtungen erreicht:

Eine Gefäßabdichtung bei 111, eine Abdichtung zwischen Kappenrand und Wulst bei 112, eine Abdichtung zwischen Kappenboden und Halsrand bei 113 und eine Abdichtung zwischen Kappenrippe und Halswand bei 114. Gleichzeitig erhält man eine Verriegelung bei 115 und bei 116.

Wenn die Verschlußkappe aufgebracht wird, erfährt die Wulst eine geringe Faltung unter dem Einfluß des Druckes der Unterflache der Kappe auf die obere Dichtfläche des Behälterhalses. Dies ruft elastische Rückformkräfte im Gefäßhals hervor, welche die stirnseitige Halsfläche in sehr wirksamem Dichtungsschluß mit der Unterflä>he der Kappe bringt. Dies ist sehr wichtig, weil es sehr schwierig ist, Gefäße mit oberen Dichtungsflächen herzustellen, die frei sind von geringen "Wellungen oder an der eir Unebenheiten. Die Wulst mit ihrer Federung zusammen mit der beschriebenen elastischen Verformung kompensieren jegliche Unebenheiten der federnd gegeneinander gepreßten Dichtungsflachen und sichern eine sehr wirksame Abdichtung.

Mancherlei Arten thermoplastischen Materials sind für die Herstellung der Verschlußkappen und Halsteile der Behälter anwendbar und bemerkenswert ist die Freiheit in der Wahl der Wanddikke und des Härtegrades der Plastik für die Kappen und Behälter, abhängig von der Gestaltung und dem Verwendungszweck. Notwendig

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ist nur dafür zu sorgen, daß die Teile ausweichen und sich ver- formen können, wie das hierüber im Zusammenhang mit dem Aufbringvorgang der verschiedenen Verschlüsse und der Herbeiführung des erforderlichen Abdichtungs- und Sicherungssperrkontaktes beschrieben ist. Plastikmaterial, wie Polyäthylen und Polypropylen sind ausgezeichnet geeignet für die Verschlußkappe und den Behälter. Jedoch ist einleuchtend, daß andere Plastikmaterialien, welche die gleichen physikalischen Eigenschaften besitzen, anwendbar sind, um den hierin erwähnten Erfordernissen l zu genügen. So ist z.B. Vinyl ein anderes brauchbares Material.

Das Plastikmaterial des Behälters muß hinreichend verformbar und federnd sein, um Runzeln in den Behälterhalswänden auszugleichen. Die Verschlußkappe kann aus etwas steiferem Plastikmaterial oder aus dem gleichen Plastikmaterial wie der Behälter geformt sein.

Pat entansprüche

9 0.9 8G4/G3 2 9

Claims

Pat ent anspräche

1. Behälterverschluß aus elastisch verformbarem Material,. insbesondere Kunststoff, bei dem der Behälterhals eine nach innen offene Nut und eine außen liegende Ringschulter sowie eine auf dem Halsrand liegende Dichtfläche aufweist und eine Verschlußkappe vorgesehen ist, die mit einer Verriegelungsrippe am unteren Kappenrand sehnappartig unter die Ringschulter des Behälterhalses greifen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen offene Ringnut (11, 69 "bzw. 94) durch zwei im wesentlichen senkrecht zur Behälterachse verlaufende, durch eine Wulst (10, 48, 59, 68 bzw. 112) elastisch nachgebend miteinander verbundene Wandbereiche begrenzt ist, von denen die untere die Ringschulter (15, 39, 54, 73 bzw. 96) bildet und an den innen liegenden Rand des oberen Wandbereiches der die stirnseitige Dichtfläche (28, 49, 60, 74 bzw. 113) tragende Randabschnitt des Halses arischließt.

2. Behälterverschluß nach Anspruch 1, bei dem die Dichtfläche am Halsrand des Behälters in eine ringförmige Nut des Kappenbodens eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut im Kappenboden nach innen durch eine feste Ringrippe (63, 77 bzw. 103) begrenzt ist.

3. Behälterverschlüß nach Anspruchs, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die vom Kappenboden vorspringende Ringrippe (63 bzw. 103) einen radial nach außen vorspringendenVer-.

Neue Unterlagen (Art. 711 Ab₃.2 Nr. I Satz 3 dfes A'nderungsges. ν. 4.9.1967}

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riegelungswulst (64 bzw. 104) aufweist, der unter einen i-adial nach innen vorspringenden Abschnitt (52 bzw. 91) des Behälterhalses greift.

4. Behälterverschluß nach Anspruch 1 bis 3, bei dem die stirnseitige Dichtfläche des Behälterhalsrandes durch einen Flansch gebildet wird, dadurch gekennzeichnet , daß der Verriegelungswulst (64) der Ringrippe (63) unter den Flansch (52) greift.

5. Behält erver s'chluß nach Anspruch 3, bei dem der Halsabschnitt über einen Brustabschnitt mit dem Behälterkörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Verriegelungswulst (104) unter den Brustabschnitt (91) greift.

6. Behälterverschluß nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e kennzeichnet, daß die Verriegelungsrippe (20^ 57, 84 bzw. 106) am unteren Rand der Kappe eine mit der Behälterbrust (6, 36, 62, 66 bzw. 91) abdichtend zusammenwirkende Dichtkante (29, bzw. 61) oder Dichtlippe (35, 85 bzw. 110) aufweist.

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