-
Technisches
Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stopfen und eine Verschlußkappe für eine Viole,
beinhaltend den Stopfen, und insbesondere auf eine Kappe und einen
Stopfen, welche ein mehrfaches Durchstechen erlauben.
-
Stand der
Technik
-
Verschlußkappen,
die elastische Stopfen zum Abdichten von schraubenkappenartigen
Glasviolen beinhalten, sind allgemein bekannt. Eine Verschlußkappe gemäß dem Stand
der Technik ist im U.S. Patent Nr. 4,230,231 von Burnett et al.
geoffenbart, welches den Oberbegriff von Anspruch 1 wiedergibt. 8A und 8B illustrieren
eine Kappe 110 gemäß dem Stand
der Technik, die einen Stopfen 124 zum Abdichten einer
Viole 116 inkorporiert. Der Stopfen 124 hat ein
scheibenartiges Oberteil und ein unteres Teil, wobei das untere
Teil durch drei gleichmäßig beabstandete
Schlitze 126 in drei flexible Segmente 128 gleicher
Länge unterteilt
ist. Die Segmente 128 umgeben einen inneren bzw. internen Hohlraum 130,
welcher länger
als die Schlitze 126 ist. Der Stopfen 124 ist
aus einem elastischen Material, wie Gummi, gefertigt bzw. hergestellt
und ist an einem Kappenkörper
gebunden, um eine einstückige bzw.
integrale Kappe 110 auszubilden. Wenn die Kappe 110 auf
die Viole 116 geschraubt ist, ist bzw. wird der flexible
untere Abschnitt des Stopfens in die Öffnung der Viole eingesetzt,
wodurch dieselbe abgedichtet wird. Der Kappenkörper hat eine Öffnung an
der Oberseite, um einen zentralen Abschnitt des Stopfens freizulegen,
was ein Stechen durch den Stopfen durch eine Nadel ermöglicht,
um die flüssigen
Inhalte der Viole zu entnehmen.
-
Derartige
Kappen werden für
ein luft- und flüssigkeitsdichtes
Versiegeln bzw. Abdichten der Violen verwendet, während sie
eine Entnahme der Violeninhalte durch ein Durchstechen mit einer
Nadel erlauben, Vor einem Durchstechen werden die Violeninhalte
typischerweise durch eine Schüttelbewegung der
Viole vermischt. Ein Nachteil von einigen Verschlußkappen
gemäß dem Stand
der Technik ist, daß die
Inhalte der Viole in dem hohlen Abschnitt des Stopfens nach der
Schüttelbewegung
zurückgehalten
werden können.
Somit tendieren, wenn der Stopfen mit einer Nadel mit einzigen Lumen
durchstochen wird, die Violeninhalte, welche in dem Hohlraum des Stopfens
zurückgehalten
sind, dazu, durch das Stichloch um die Nadel ausgebracht zu werden
bzw. auszutreten.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Verschlußkappe für eine Viole
zur Verfügung
zu stellen, welche eine große
Anzahl von Durchstechtätigkeiten
bzw. -vorgänge
ohne eine Leckage der Violeninhalte erlaubt.
-
Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verschlußkappe zur
Verfügung
zu stellen, welche die Violeninhalte daran hindert, während eines
Durchstechens nach einer Vermischtätigkeit ausgesaugt zu werden.
Die oben erwähnten
Ziele sind durch den Stopfen gemäß Anspruch
1 realisiert.
-
Diese
und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden durch ein Studieren der detaillierten Beschreibung im Zusammenhang
mit den Zeichnungen und den beiliegenden Patentansprüchen besser
verstanden werden.
-
Gemäß einer
Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist ein Stopfen für eine Verschlußkappe, die
für ein
Abdichten einer Viole verwendet wird, aus einem elastischen Material
gebildet und umfaßt
einen scheibenförmigen
oberen Abschnitt, um einen im wesentlichen zylindrisch geformten
unteren Abschnitt, der sich koaxial von einer Bodenoberfläche des
oberen Abschnitts erstreckt, um einen hohlen Innenraum zu definieren,
wobei der untere Abschnitt wenigstens eine Längsnut bzw. -rille auf einer
Innenoberfläche
davon definiert, die den hohlen Innenraum umgibt.
-
Gemäß einer
weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine
Verschlußkappe
für ein
Abdichten einer Viole einen zylindrischen Kappenkörper, der
eine Öffnung
an einem Bodenende und Innengewinde zum Ergreifen der Außengewinde auf
der Viole aufweist, und einen Stopfen, der aus einem elastischen
Material gebildet ist, wobei der Stopfen einen scheibenförmigen oberen
Abschnitt und einen im wesentlichen zylindrisch geformten unteren Abschnitt
aufweist, der sich koaxial von einer Bodenoberfläche des oberen Abschnitts erstreckt,
um einen hohlen Innenraum zu definieren, wobei der hohle Innenraum
wenigstens eine längsverlaufende
Nut bzw. Rille auf eine Innenoberfläche davon definiert, die den
hohlen Innenraum umgibt, wobei der obere Abschnitt einen Durchmesser
im wesentlichen der gleiche wie der Innendurchmesser des Kappenkörpers aufweist
und der untere Abschnitt einen Außendurchmesser im wesentlichen
der gleiche wie ein Innendurchmesser der Violenöffnung aufweist, wobei der Stopfen
im wesentlichen im Inneren des zylindrischen Kappenkörpers angeordnet
ist. Gemäß einem weiteren
Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert der Kappenkörper eine Öffnung an
einem oberen Ende, das durch einen Lippenabschnitt umgeben ist,
um einen Abschnitt der oberen Oberfläche des oberen Abschnitts des
Stopfens freizulegen bzw. freizugeben.
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein distales Ende
des unteren Abschnitts in eine Mehrzahl von Längssegmenten durch eine Mehrzahl
von längsverlaufenden
Raumschlitzen unterteilt.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Stopfens gemäß einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung;
-
2 ist
eine Draufsicht auf den Stopfen von 1;
-
3 ist
eine Bodenansicht des Stopfens von 1;
-
4 ist
eine Schnittansicht des Stopfens von 1 entlang
der Linien A-A' in 2 und 3;
-
5 ist
eine Schnittansicht des Stopfens von 1 gemäß den Linien
B-B' in 2 und 3;
-
6 ist
eine Schnittansicht einer Verschlußkappe, die den Stopfen von 1 beinhaltet, der
verwendet wird, um eine Glasviole abzudichten;
-
7 ist
eine Explosionsdarstellung der Verschlußkappe und der Viole von 6;
-
8A ist
eine perspektivische Ansicht eines Stopfens gemäß dem Stand der Technik; und
-
8B ist
eine Schnittansicht einer Viole und einer Kappe gemäß dem Stand
der Technik, die den Stopfen von 8A beinhaltet.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN
-
1–5 illustrieren
einen Stopfen 10 gemäß einer
Ausbildung der vorliegenden Erfindung. Der Stopfen 10 hat
einen scheibenförmigen
oberen Abschnitt 12, der eine ebene bzw. flache Oberseitenfläche 12a aufweist,
und einen im wesentlichen zylindrisch geformten unteren Abschnitt 14,
der sich nach unten und koaxial von der Bodenfläche des oberen Abschnitts erstreckt.
Der untere Abschnitt 14 hat einen Außendurchmesser kleiner als
der Außendurchmesser
des oberen Abschnitts 12. Der zylindrisch geformte untere
Abschnitt 14 umgibt einen inneren Hohlraum 16,
welcher an einem nahen oder oberen Ende durch eine glatte Ausnehmung
bzw. Vertiefung 18 auf der Bodenfläche des oberen Abschnitts 12 festgelegt
ist. Der untere Abschnitt 14 hat einen Halsabschnitt 20 an
dem anschließenden
Ende, welches einen kleineren Außendurchmesser als ein mittleres bzw.
Mittelteil 21 aufweist. Der Halsabschnitt ist ein fakultatives
Merkmal, welches nützlich
ist, wenn es mit einer Kunststoffviole angewandt wird, welche eine
Innenlippe enthält,
welche in den Halsabschnitt eingesetzt würde, um den Stopfen an einem
Zurückblasen
zu hindern, was durch einen erhöhten
Druck bewirkt wird, welcher auftritt, wenn der Stopfen in die Viole
eingesetzt ist bzw. wird. Die Außenoberfläche 22 des distalen
Endes des unteren Abschnitts 14 neigt bzw. verjüngt sich
nach innen, vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 5° in bezug
auf eine Längsachse
C des Stopfens. Dieses Merkmal stellt eine Erleichterung für ein Stopfeneinsetzen
in die Viole dar. Der Stopfen 10 ist aus einem hoch elastischen
Material, wie Gummi, durch ein geeignetes Verfahren, wie beispielsweise
ein Gießen
bzw. Formen, ausgebildet.
-
6 ist
eine Schnittansicht, die eine Viole 24 illustriert, die
durch eine Verschlußkappe 26 abgedichtet
ist, die den Stopfen 10 inkorporiert. 7 ist eine
Explosionsdarstellung, die die Viole 24, den Stopfen 10 und
eine Kappe 30 der Kappe zeigt. Die Viole 24 ist
beispielsweise eine schraubenkappenartige Glasviole, die in der
Technik gut bekannt ist, und hat eine gleichmäßig dimensionierte Öffnung in
einem Halsabschnitt, der Außengewinde 28 aufweist. Die
Verschlußkappe 26 hat
einen rohrförmigen
Körper 30,
der ein offenes Ende an dem Boden aufweist. Der Körper 30 ist
vorzugsweise aus einem Harzkunststoff- bzw. -plastikmaterial ausgebildet.
Innengewinde 32 sind auf dem Kappenkörper 30 vorgesehen,
um die Außengewinde 28 der
Viole 24 zu ergreifen, wenn die Kappe auf die Viole geschraubt
ist bzw. wird. Die Kappe ist bzw. wird auf der Viole durch eine Verdrehbewegung
gesichert. Das obere Ende des Kappenkörpers 30 hat eine
runde Öffnung 34,
die durch einen ringförmigen
Lippenabschnitt 36 umgeben ist. Der Durchmesser des oberen
Abschnitts 12 des Stopfens 10 ist größer als
der Durchmesser der Violenöffnung,
und der Außendurchmesser
des Mittelteils 21 des unteren Abschnitts des Stopfens
ist geringfügig
größer in einem
nicht gebogenen Zustand als der Durchmesser der Violenöffnung.
Als ein Ergebnis wird, wenn die Verschlußkappe 26 auf die
Viole 24 geschraubt wird, der obere Abschnitt 12 zwischen
dem Lippenabschnitt 36 und dem Rand der Viole zurückgehalten,
wobei der untere Abschnitt 14 in die Violenöffnung eingesetzt
ist.
-
Der
Stopfen 10 ist im Inneren des Kappenkörpers 30 angeordnet
und mit diesem verbunden, um eine integrale Verschlußkappe 26 auszubilden. Der
Stopfen kann entweder län ger
oder kürzer
als oder im wesentlichen dieselbe Länge wie der Kappenkörper aufweisen.
Vorzugsweise ist der Stopfen 10 mit der Kappe 24 durch
einen Kleber 44 an einer Grenzfläche zwischen der Unterseite
des Lippenabschnitts 36 der Kappe und dem Außenumfang
des oberen Abschnitts 12a des Stopfens verbunden. Die Art
des verwendeten Klebers kann beispielsweise Prism® 401
Kleber von Loctite Corporation sein, (1001 Trout Brook Crossing,
Rocky Hill, Connecticut 06067). Jedoch können andere Oberflächenkleber, die
Fachleuten bekannt sind, verwendet werden. Vorzugsweise ist eine
Rille bzw. Nut, wie eine ringförmige
Nut 38, die einen Durchmesser größer als den Durchmesser der
oberen Öffnung 34 des
Kappenkörpers 30 aufweist,
an der oberen Oberfläche 12a des Stopfens 10 vorgesehen,
wobei die Nut an der Grenzfläche
zwischen dem Lippenabschnitt 36 und dem Stopfen angeordnet
ist, um jeden überflüssigen Kleber
aufzunehmen, welcher angewandt bzw. aufgebracht wird, um den Stopfen
an den Kappenkörper zu
binden. Die integrale Verschlußkappe 26,
die den Stopfen 10 aufnimmt bzw. inkorporiert, kann wiederholt
aufgeschraubt werden auf die und von der Viole 24 entfernt
werden.
-
Die Öffnung 34 in
dem Kappenkörper 30 erlaubt
ein Durchstechen des Stopfens 10 durch eine Nadel, wenn
der Verschlußkörper 26 auf
die Viole 24 geschraubt ist bzw. wird. Das elastische Material,
das verwendet wird, um den Stopfen 10 auszubilden, stellt
ein Wiederabdichten des Durchstechlochs zur Verfügung, wodurch ein mehrfaches
Durchstechen ohne Leckage der Inhalte der Viole ermöglicht wird. In
einer bevorzugten Ausbildung ist das verwendete elastische Material
ein Gummiprodukt, das durch The Plasticoid Company (249W. High Street,
Elkton, Maryland 21921) unter dem Namen "345 Red" hergestellt ist. Der Gummi wird unter
Ver wendung des normalen Härtungsverfahrens
gehärtet,
hat eine Härte von
40 + 5 Shore a (wobei Einheiten einer Messung "Shore a" sind), ein spezifisches Gewicht von
1,20 g/cm3, eine Zugfestigkeit von 2800
psi, einen Modul von 350% von 450 psi, und eine Dehnung von 350%. Wie
dieses durch Fachleute erkannt wird, kann ein anderes geeignetes
Material auch für
ein Ausbilden des Stopfens verwendet werden, wie ein Gummiprodukt,
das von The Plasticoid Company unter dem Handelsnamen "Material 115-1 Pure
Gum" hergestellt
wird. Der primäre
Unterschied zwischen Material 115-1 und 345 Red ist die Härte des
Materials. Material 115-1 hat eine größere Elastizität und ist
für zahlreiche
Durchstechungen mit einer scharfen Nadel nützlich bzw. verwendbar. Wenn
die Nadel eine Nadel mit abgestumpfter Nase bzw. Spitze ist, werden
mehrere Durchstechungen, d.h., mehr als 30 Durchstechungen dazu
tendieren, den Stopfen in die Viole zu drücken. Zusätzlich zu dem verwendeten geeigneten
Material beeinflußt
auch das geometrische Design des Stopfens, insbesondere die Dicke
des Durchstechbereichs, die Durchstecheigenschaft der Verschlußkappe 26.
Der Durchstechbereich des Stopfens bezieht sich auf den Bereich,
der zu der Öffnung 34 des
Kappenkörpers
freigelegt ist, welcher im wesentlichen dem ausgenommenen bzw. vertieften Bereich 18 an
der Bodenoberfläche
des oberen Abschnitts 12 entspricht. Es wurde gefunden,
daß, wenn
eine üblich
verfügbare
Viole von etwa 13 Millimeter (Außendurchmesser) × ungefähr 62 Millimeter in
der Länge
verwendet wird, die Durchsteckdicke vorzugsweise 1,75 bis 2,25 mm
(0,070 bis 0,090 Zoll) beträgt.
Die Stopfen gemäß dem Stand
der Technik für
13 mm × 62
mm Violen haben eine Dicke von etwa 3,3 bis 3,8 mm (0,130 bis 0,150
Zoll). Es wurde jedoch gefunden, daß, wenn 345 Red verwendet wird, eine
Dicke von weniger als 1,7 mm (0,065 Zoll) eine Tendenz aufweist,
die Inhalte der Viole lecken zu lassen, da der Stopfen bei einem
Wiederversiegeln versagt, und wenn eine Dicke von mehr als 2,25
mm (0,090 Zoll) verwendet wird, erfordert dies einen größeren Druck,
um den Stopfen zu durchstechen, was die Nadellebensdauer beeinflußt. In einem
Experiment erlaubte eine Verschlußkappe gemäß einer bevorzugten Ausbildung,
die eine Durchstechdicke von 2 mm (0,080 Zoll) aufwies und das oben
beschriebene Gummimaterial verwendete, ein Maximum von etwa 228
Durchstechungen ohne irgendein Lecken der Violeninhalte.
-
Indem
wiederum auf 1–5 bezug
genommen wird, ist der untere Abschnitt 14 des Stopfens 10 in
eine Mehrzahl von in Längsrichtung
verlaufenden bzw. Längssegmenten
durch eine Mehrzahl von Längsabstands-
bzw. -raumschlitzen 40 unterteilt. Die Schlitze sind vorzugsweise
gleichmäßig beabstandet.
Zwei Längssegmente
mit zwei diagonal entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Schlitzen sind
in der dargestellten bzw. illustrierten Ausbildung von 1 gezeigt,
wobei jedoch eine unterschiedliche Anzahl von Segmenten auch angewandt werden
kann, unter der Voraussetzung, daß der Stopfen sicher in der
Viole verbleibt. Die Tiefe der Raumschlitze (durch den Raumschlitz 40 in
der Ansicht von 1 gezeigt) in einer Längsrichtung
ist derart, daß sie
nicht in den Halsabschnitt 20 einschneiden. Die Schlitze
stellen einen Vorteil eines Verzögerns
einer Blasenbildung an dem distalen Ende 12 des Stopfens
zur Verfügung.
Dieser Vorteil wird nicht durch Nuten bzw. Rillen gegeben.
-
Zusätzlich ist
eine Mehrzahl von longitudinalen bzw. in Längsrichtung verlaufenden, vorzugsweise
gleichmäßig beabstandeten
Nuten bzw. Rillen 42 an der Innenoberfläche des unteren Abschnitts 14 vorgesehen
bzw. zur Verfügung
ge stellt. Vier Rillen sind in der illustrierten Ausbildung von 1–5 gezeigt,
wobei zwei davon 42a an denselben Winkelpositionen wie
die Schlitze 40 angeordnet sind und sich nach oben von
den Enden der Schlitze erstrecken, und zwei davon 42b an
der Innenoberfläche der
zwei Längssegmente 14a in
gleichmäßigen Abständen von
den Schlitzen angeordnet sind und sich nach oben von dem Bodenrand
des unteren Abschnitts 14 erstrecken. Die Mehrzahl von
Längsnuten 42 erstreckt
sich auf derselben Höhe
nahe der Oberseite 18 des Hohlraums 16. Die Rillen 42 haben
vorzugsweise einen glatten, wie beispielsweise einen runden Querschnitt,
wenn in der Längsrichtung
gesehen, wobei sie jedoch auch einen rechtwinkeligen bzw. rechteckigen
Querschnitt aufweisen können. Die
Funktion der Längsnuten 42 ist,
die Oberflächenspannung
zwischen den flüssigen
Violeninhalten und der Innenoberfläche des Stopfens zu brechen,
was es dem Inhalt ermöglicht,
die in den Hohlraum 16 im Inneren des Stopfens während einer
Mischtätigkeit fließen, zurück in die
Viole zu rinnen. Dies verhindert, daß die Violeninhalte im Inneren
des Hohlraums vor einem Durchstechen zurückgehalten werden, wodurch
sie am Aussaugen gehindert werden, wenn der Stopfen mit einer Nadel
mit einem einzigen Lumen durchstochen wird. Es wurde gefunden, daß, wenn eine üblicherweise
verfügbare
Viole von etwa 13 mm × etwa
62 mm verwendet wird, die Nuten bzw. Rillen eine Breite von etwa
1,5 + 0,25 mm, (0,06 + 0,010 Zoll) und einen Radius von etwa 0,75
+ 0,25 mm, (0,03 + 0,010 Zoll) aufweisen werden.