DE954672C - Klemmverschlusskapsel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmverschlußkapsel, mit der insbesondere kleinere Glasgefäße nach wiederholtem Öffnen dicht verschlossen werden können.

Will man beim Verschließen von kleineren Glasgefäßen die lästigen Klammervorrichtungen vermeiden, dann kommen nur die Klemmverschlußkapseln in Frage, d. h. Verschlußkapseln, bei denen die Dichtungsmasse zwischen dem Kapselmantel und einer senkrecht wirkenden Kopfseitenfläche der Gefäßöffnung eingepreßt wird.

Derartige Verschlußkapseln sind zwar schon bekannt, haben sich jedoch in der Praxis nicht bewährt. Der Grund 'hierfür ist in erster linie in der Eigenart der geblasenen Glasgefäße zu suchen, da erstens die Oberfläche solcher Glasgefäße mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten aufweist, die schlecht zu verschließen sind, und zweitens es nicht möglich ist, die Maße geblasener Glasgefäße — z. B. ihren Durchmesser, ihre Höhe, ihre Breite ao usw. — auf den Millimeter genau einzuhalten, wie das bei Blechgefäßen der Fall ist. Die Glasindustrie hat deshalb neben den sehr genauen Bestimmungen über Form und Größe der geblasenen Glasgefäße, die die sogenannten Idealmaße darstellen, gleichzeitig die Grenzen bekanntgegeben, innerhalb derer

Abweichungen von diesen Idealmaßen zulässig sind.

Als Dichtungsmaterial kommen für derartige

Glasgefäße einerseits elastische, auch relativ feste Dichtungsringe, andererseits thermoplastische Dichtungsmassen in Frage.

Die Dichtungsringe weisen den Nachteil auf, daß mit ihnen die mikroskopisch kleinen Unregelmäßigkeiten in der Glasoberfläche nicht mit ίο Sicherheit abgedichtet werden können. Es bilden sich vielmehr mikrokapillare Durchgänge, die zwar in den meisten Fällen für Bakterien zu klein sind, jedoch Sauerstoff hindurchlassen, wie Untersuchungen mit radioaktiven Atomen ergeben haben. Infolgedessen können derartige Verschlußkapseln nicht zum Verschließen von Gefäßen mit sauerstoffempfindlichem Irfhalt, wie z. B. Nahrungsmitteln für Kleinkinder, verwendet werden.

Die Dichtungsringe werden bei einem Kiemmao Verschluß gewöhnlich in dem Mantelteil der Verschlußkapsel fest eingeklemmt. Trotzdem kommt es häufig vor, daß sie sich beim Überstreifen auf den Gefäßhals verdrillen' und dabei gedehnt werden, wodurch die Verschluß dichte noch zusätzlich beeinträchtigt wird.

Das thermoplastische Dichtungsmaterial dichtet zwar die mikroskopisch kleinen Oberflächenunregelmäßigkeiten wesentlich zuverlässiger als die festen elastischen Dichtungsringe ab, da es unter der Einwirkung von Hitze und Druck beim Verschließvorgang weich und flüssig wird und dabei die kleinen Oberflächenunregelmäßigkeiten ausfüllt. Schwierigkeiten ergeben sich dagegen beim Verschließvorgang, da man ein solches Dichtungsmaterial nicht einfach dadurch in der gewünschten Lage halten kann, daß man es in eine wulstartige Vertiefung einpreßt und anschließend auf diesen Wulst einen Druck ausübt.

Im Gegenteil, es kommt sogar häufig vor, daß die thermoplastische Masse beim Erhitzen vor dem eigentlichen Ver'schließvorgang aus ihrer Lage an der Kapselwandung heraus und in die Behältermündung hineingetrieben wird. Zieht sie sich dann beim Abkühlen unter Zurückgewinnung ihrer Elastizität wieder zusammen, dann reißt sie sehr oft auf Grund der sehr starken Adhäsion zwischen dem Dichtungsmaterial und dem Überzugslack diesen von der Verschlußkappe ab, die dadurch stark beschädigt wird. Behälter, die mit solchen beschädigten Kapseln verschlossen worden waren, zeigten nach einer bestimmten Zeit starke Schädigungen in den Metallkapseln. Es kommt aber auch vor, daß bei diesem Abkühlungsvorgang die Verschlußkappe hochgehoben wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verschlußkapsel mit thermoplastischem Dichtungsmaterial, die diese Nachteile nicht zeigt, sondern im Gegenteil ein sicheres Fließen der Dichtungsmasse ermöglicht, wenn sie sich bei den beim Verschließen üblichen Drücken und Temperaturen in deformierbarem bzw. Fließzustand befindet. Es hat sich im Laufe eingehender Untersuchungen gezeigt, daß man das unerwünschte Einfließen des Dichtungsmaterials in die Gefäß öffnung verhindern kann, wenn man an einer Verschlußkapsel mit einem ebenflächigen Kapselboden zwei winkelig zueinander angeordnete, mechanisch verfestigend wirkende Ausbuchtungen vorsieht, und zwar eine Boden- und eineMantelausbuchrung, und diese beiden Ausbuchtungen unter Berücksichtigung der Dimension des Gefäßhalses in ihrer Größe so aufeinander abstimmt und so zueinander anordnet, daß sich beim Verschließvorgang der Zwischenraum zwischen dem ebenflächigen Kapselboden und der Behälterstirnfläche sehr schnell verengt, während der Zwischenraum zwischen der Seitenwandung des Behälterhalses und dem geradlinigen Teil zwischen der Boden- und der Mantelausbuchtung im wesentlichen konstant bleibt. Hierdurch wird erreicht, daß beim Überstreifen der Verschlußkapsel auf den Gefäßhals die im Fließzustand befindliche Dichtungsmasse durch den im Gefäßinneren herrschenden Überdruck in die Bodenausbuchtung und in Richtung der Mantelausbuchtung gepreßt und somit ein Eindringen der Dichtungsmasse in die Behältermündung vermieden wird.

Die Verschlußkapseln gemäß der Erfindung zeigen gegenüber dem Vorbekannten den Vorteil, daß nicht nur Beschädigungen durch das Abreißen des Lacküberzuges beim Abkühlen der thermoplastisehen Dichtungsmasse vermieden, sondern durch die getroffene -Verteilung der Dichtungsmasse auf der Innenwandung der Verschlußkappe alle besonders stark gebogenen Teile der ■ Verschlußkappe geschützt werden, deren Lackschicht gewöhnlich kleine Risse aufweist, da die Lackschicht bekanntlich vor der Formgebung auf das Material aufgebracht wird.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. ι einen senkrechten Teilschnitt durch die wirksame Zone der Verschlußkapsel,

Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch den Behälterhals eines üblichen Glasgefäßes in der Anfangsphase des Verschließvorganges,

Fig. 3 einen Teillängsschnitt durch den Behälterhals mit fest aufgebrachter Verschlußkappe und

Fig. 4 einen Teillängsschnitt durch den Behälterhals mit einer anderen handelsüblichen Ausbildung des Mündungswulstes, ebenfalls in Verschlußstellung.

Die Verschlußkapsel weist eine außerordentlich enge, nach der Bodenaußenseite 12 vorstehende ringwulstförmige, nach innen offene Bodenausbuchtung 11 auf, deren äußere Begrenzungsebene 10 den Kapselboden 12 überragt. Die lichte Bogenhöhe der Bodenausbuchtung 11 beträgt von der mit der Innenseite des Kapselbodens 12 gebildete Ebene aus gemessen 0,4 bis 0,9 mm. Der Durchmesser des mittleren Kapselbodens 12 soll im Idealfall dem Durchmesser der Behälterstirnfläche 20 entsprechen oder mit Bezug auf Fig. 2: die Rundung der Bodenausbuchtung 11 und die Rundung 13 der Behälterstirnfläche 20 sollen längs der gemeinsamen Linie A-A in die entsprechenden horizontalen Oberflächen übergehen. Die zulässige Abweichung von diesem Maße beträgt + 0,5 mm. Der Innendurchmesser-des

Kapselmantels an der Übergangsstelle in den Boden darf nicht kleiner als der maximale Durchmesser des Behälterhalswulstes sein.

Im Anschluß an die Bodenausbuchtung ii bildet der Kapselmantel 14 ein zylindrisch oder leicht konisch geformtes Teil 15. Die maximale Länge von Teil 15 ist dadurch festgelegt, daß die Mantelausbuchtung 16, die unmittelbar an Teil 15 anschließt, im wesentlichen gegenüber der Seitenfläche des Behälterhalswulstes liegen muß, wenn sich der Kapselverschluß in Verschlußstellung befindet (Fig. 3 und 4).

Der Kapselmantel läuft in die übliche Bördelung 19 aus, die sowohl nach außen als auch nach innen gewendet sein kann. Ist sie nach innen gewendet, so bildet sie die Begrenzung der Mantelausbuchtung 16. Der Durchmesser des Kapselmantels sollte an seinem äußersten Rand mindestens ebenso groß wie der maximale Durchmesser des Behälterhalswulstes und höchstens um 0,8 mm größer als der Außendurchmesser des Kapselmantels an der Übergangsstelle in den Boden sein.

Fig. 2 zeigt einen üblichen geraden Behälterhalswulst mit einem Klemmverschluß in der Anfangsphase des Verschließvorganges. Dabei soll festgestellt werden, daß sich beim Verschließvorgang der Zwischenraum zwischen der Behälterstirnfläche 20 und dem Kapselboden 12 sehr schnell verengt, während der Zwischenraum zwischen der Seitenwand 17 des Behälterhalswulstes und dem Mantelteil 15 im wesentlichemkonstant bleibt. Infolgedessen weicht die verdrängte Dichtungsmasse durch diesen Zwischenraum hindurch aus, da die Annäherung der Behältermündung an den Übergangsbogen 18 an der Innenseite des Kapselbodens eine Verengung bildet, durch die das Fließen des Dichtungsmaterials unterbunden wird. Ein maximaler Effekt wird erreicht, wenn der innere Radius der Bodenausbuchtung 11 und der Radius der Rundung 13 an der Behälterstirnfläche 20 die angegebenen Größen haben. Da da die Dichtungsmasse sowohl elastische als auch viscose Eigenschaften aufweist, ist sie bei den beim Verschließen auftretenden Drücken, und Temperaturen in der Lage, den entstehenden Druck abzuleiten. Da der Hauptdruck, der durch die Rundung 13 an der Behältermündung hervorgerufen wird, gegen die Bodenausbuchtung 11 gerichtet ist, wird die Dichtungsmasse eher in die Bodenausbuchtung hinein, als aus ihr herausgedrängt. Sie dehnt sich also weder bis in die Behältermündung hinein aus, noch zieht sie sich von dem Lack der Kapsel ab. Die haarfeinen Risse in dem Lacküberzug an den stark gebogenen Metallteilen werden daher vollkommen und dauernd von einer verformbaren und undurchlässigen Schutzmasse bedeckt. Der Spielraum zwischen dem Mantelteil 15 und der Seitenfläche 17 des Behälterhalswulstes darf aber nicht zu groß sein, da sonst die Dichtungsmasse so leicht fließen kann, und der zu einem dichten Verschluß notwendige Druck auf den Radius der Rundung 13 nicht entwickelt würde.

Der Zwischenraum entspricht dann den gewünschten Bedingungen, wenn a) die Länge des Mantelteils 15 zwischen der Bodenausbuchtung 11 und der Mantelausbuchtung 16 mindestens so lang ist wie der Radius des Begrenzungsbogens, der an dem mittleren Teil des Kapselbodens anschließenden Hälfte der Bodenausbuchtung 11; b) der lichte Durchmesser des Kapselmantels an der Übergangsstelle in den Boden so groß ist, daß der Zwischenraum zwischen dem Kapselmantel und dem maximalen Durchmesser des Behälterhalses nicht mehr als 0,8 mm beträgt; c) der Mantelteil 15 entweder kreiszylindrische Gestalt oder konische Gestalt hat, wobei der Durchmesser nach dem Kapselboden hin abnimmt und der Kegelwinkel des Konus maximal 30⁰ beträgt.

Die Mantelausbuchtung 16 soll nicht nur der Versteifung der Verschlußkapsel dienen und verhindern, daß sie sich unter dem Druck beim Verschließen nach außen erweitert, sondern durch sie soll auch das Fließen der Dichtungsmasse nach dem äußeren Ende des Kapselmantels aufgehalten werden. Die Mantelausbuchtung 16 muß ein so großes Volumen — vorteilhafterweise das Doppelte der Bodenausbuchtung 11 — aufweisen, daß sie neben der Menge der für den Verschluß vorgesehenen Dichtungsmasse hinaus noch einen Teil der verdrängten Dichtungsmasse aufnehmen kann. Die Dichtungsmasse 21 soll so in der Verschlußkapsel go verteilt sein, daß sie im wesentlichen beide Ausbuchtungen füllt, ohne jedoch deren Ränder zu überschreiten.

Infolge der Tatsache, daß die Dichtungsmasse in der Bodenausbuchtung 11 befestigt ist, wird verhindert, daß sie beim ersten Verschließen des Gefäßes aus ihrer Lage heraus und gegen den Kapselboden gedrängt wird. Die Dichtungsmasse zeigt beim Aufsetzen der Kapsel die Tendenz auszuweichen, und da sie dabei zwangläufig auch gegen die Seitenfläche des Behälterhalswulstes fließen muß, wird ein besonders wirksamer Dichtsitz der Verschlußkapsel am Behälterhals erreicht. Darüber hinaus füllt die Dichtungsmasse alle Vertiefungen und Ausbuchtungen in der Glasoberfläche aus.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Klemmverschlußkapsel mit einer Dichtungseinlage aus hitzeverformbarem Werkstoff, dadurch .gekennzeichnet, daß der Verschlußkapselboden (12) im mittleren Teil eben ist und parallel zur Mündungsfläohe (20) des Behälters

   (I) liegt, wogegen der sich daran anschließende äußere Bodenteil als nach der Bodenaußenseite vorstehende ringwulstförmige Ausbuchtung

   (II) ausgebildet ist und stetig in den Kapselmantel (15) ausläuft, wobei der Durchmesser der Bodenausbuchtung (11) an der Übergangsstelle in den mittleren Bodenteil (12) mindestens angenähert mit dem Durchmesser der Übergangsstelle (13) der Behälterstirnfläche (20) in dessen Abrundung übereinstimmt, während der Kapselmantel eine nach der Kapselaußenseite vorstehende ringförmige Ausbuchtung (16) aufweist, deren Volumen mindestens doppelt so

   groß wie das Volumen der Bodenausbuchtung (ii) ist, daß ferner der Kapselmantel zwischen der Bodenausbuchtung (ii) und der Mantelausbuchtung (16) im Mittellängsschnitt geradlinig verläuft und mindestens so lang ist wie der Radius des Begrenzungsbogens der an den mittleren Teil des Kapselbodens anschließenden Hälfte der Bodenausbuchtung und wobei die auf der Kapselinnenseite vorgesehene Dichtung den Mantelteil (15) der Kapsel mit der Mantelausbuchtung (16) sowie die Boden?.usbuchitung (11) ausfüllt.
2. 2. Klemmverschlußkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der Innenseite mit einem Lacküberzug versehen ist.
3. 3. Klemmverschlußkapsel nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Kapselmantels an der Übergangsstelle in den Boden mindestens so groß ist wie der maximale Durchmesser des Behältarhalses im Berührungsbereich mit der Dichtungseinlage und diesen Durchmesser um höchstens 1,5 mm übersteigt,
4. 4. Klemmverschlußkapsel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Bogenhöhe der Bodenausbuchtung (11) 0,4 bis 0,9 mm beträgt.
5. S- Klemmverschlußkapsel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselmantel zwischen der Bodenausbuchtung (ii) und der Mantelausbuchtung (16) kreiszylindrische Gestalt hat.
6. 6. Klemmverschlußkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselmantel zwischen der Bodenausbuchtung (11) und der Mantelausbuchtung (16) konische Gestalt hat, wobei der Durchmesser nach dem Kapselboden hin abnimmt und der Kegelwinkel höchstens 30⁰ beträgt.
7. 7. Klemmverschlußleapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Kapselboden abgekehrte Kapselxand einen inneren Durchmesser aufweist, der mindestens ebenso groß ist wie der maximale Durchmesser des Behälterhalswulstes im Berührungsbereich mit der Dichtungseinlage und höchstens um 0,8 mm größer ist als der Innendurchmesser des. Kapselmantels an der Übergangsstelle zur Bodenausbuchtung.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Schweizerische Patentschrift Nr. 252 112;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 528 506, 2 562 548; britische Patentschrift Nt. 651 975.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   θ 609 546/6» 6.56 (609716 12.56)