[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffschraubverschluß für Flaschen,
insbesondere für unter Druck stehende Getränkeflaschen, bestehend aus einem in der
Grundform zylindrischen Mantel mit Innengewinde und einer im wesentlichen kreisscheibenförmigen
Kopfplatte, an deren Innenseite ein dünner, ringförmiger Dichtungsstreifen einstückig
angeformt ist und an deren Übergang zum zylindrischen Mantel auf der Innenseite ein
Wulst zum Anpressen des Dichtungsstreifens anden oberen, äußeren Rand der Flaschenhalsmündung
vorgesehen ist.
[0002] Ein derartiger Verschluß ist aus der EP-A1-293.901 bekannt. Bei dem bekannten Verschluß
hat der Wulst einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt mit einer sich dementsprechend
konisch zur Kopfplatte hin verjüngenden Innenwand, wobei parallel hierzu sich ein
konischer Dichtungsstreifen erstreckt, der beim Aufschrauben des Verschlusses auf
einen Flaschenhals sich auf den oberen äußeren Rand der Flaschenhalsmündung auflegt
und von der konischen Innenfläche des Verschlußwulstes angepreßt wird. Dabei liegt
der Ansatz des konischen Dichtungsstreifens an der Kopfplatte in radialer Richtung
relativ weit innen und fluchtet im wesentlichen mit dem zylindrischen Innenrand des
Flaschenhalses. Nur das äußere Ende des konischen Dichtungsstreifens wird zwischen
der konischen Innenfläche des Wulstes und dem in diesem Bereich abgerundeten Übergang
von der Stirnfläche des Flaschenhalses zu seiner zylindrischen Außenseite eingeklemmt.
[0003] Bei kohlensäurehaltigen Getränken entsteht in Flaschen je nach Temperatur und Transportbedingungen
ein erheblicher Überdruck von einigen Bar. Die Kopfplatte des aus elastischem Kunststoffmaterial
bestehenden Schraubverschlusses wölbt sich dabei nach oben und hebt damit auch den
Ansatz des Dichtungsstreifens mehr oder weniger an, so daß auch dessen freies Ende
zumindest teilweise aus dem eingeklemmten Bereich herausgezogen werden kann. Ein dichter
Abschluß ist damit nicht mehr in allen Fällen gewährleistet. Die Dichtigkeit des bekannten
Verschlusses wird auch dadurch beeinträchtigt, daß bei dem aufgeschraubten Verschluß
der Dichtungsstreifen auf der Stirnfläche des Flaschenhalses aufliegt, wobei über
diesem Dichtungsstreifen noch ein erheblicher Freiraum vorhanden ist. Bei Überdruck
wird der relativ dünne und leicht bewegliche Dichtungsstreifen, der ja nur an seinem
äußeren Ende zwischen Flaschenhals und Wulst eingeklemmt ist, durch das unter Druck
stehende Gas oder die Flüssigkeit von dem Flaschenhals abgehoben und in Richtung dieses
Freiraums gedrückt, wobei ebenfalls das freie Ende aus dem eingeklemmten Bereich herausrutschen
kann.
[0004] Im Stand der Technik sind daneben noch weitere Kunststoffverschlüsse bekannt, welche
anstelle eines einstückig angeformten Dichtungsstreifens eine getrennte Dichtungsscheibe
oder einen getrennten Dichtungsring vorsehen, der vor dem Aufschrauben des Verschlusses
in diesen eingelegt wird. Eine solche Verschlußgestaltung ist aufwendiger und teurer,
wobei sich wegen der großen Verbreitung derartiger Flaschen und entsprechend hoher
Umschlagzahlen bereits geringe Pfennigbeträge als Kostenunterschied beträchtlich bemerkbar
machen können.
[0005] Gegenüber dem oben genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, einen Kunststoffschraubverschluß mit den eingangs genannten Merkmalen
zu schaffen, dessen Dichtigkeit auch bei beträchtlichem Überdruck in einer Flasche
besser gewährleistet ist.
[0006] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Wulst eine zur Verschlußachse konzentrische,
mindestens teilweise zyilndrische Innenwand aufweist, deren Durchmesser geringfügig
größer ist als der Außendurchmesser des oberen Flaschenhalsrandes und daß der Dichtungsstreifen
ebenfalls im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist, wobei der äußere Durchmesser
des Dichtungsstreifens in etwa gleich dem Außendurchmesser des Flaschenhalsrandes
ist.
[0007] Damit ist der Dichtungsstreifen so an der Kopfplatte angesetzt, daß er (bei aufgesetztem
Verschluß) in der Nähe der Außenseite des zylindrischen Flaschenhalsrandes und auch
nahe am Wulst verläuft.
[0008] Diese Ausgestaltung führt dazu, daß der Dichtungsstreifen zwischen Wulst und Flaschenhals
nicht nur im Bereich des abgerundeten Überganges eingeklemmt wird, sondern weiter
in den Ringspalt zwischen der zylindrischen Außenwand des Flaschenhalses und der zylindrischen
Innenwand des Wulstes hineingezogen wird. Beim Aufsetzen bzw. Aufschrauben des Verschlusses,
genauer gesagt beim Aufgleiten des Dichtungsstreifens auf das obere Ende des Flaschenhalses
wird nämlich zunächst der im wesentliche zylindrische Dichtungsstreifen etwas aufgeweitet,
dadurch an seiner Außenseite von dem Wulst erfaßt und gerät dann in einen mehr oder
weniger fließenden Zustand, wenn er durch den Wulst in den schmalen Ringspalt zwischen
Wulst und Flaschenhals hineingezogen wird. Weil außerdem der Dichtungsstreifen in
radialer Richtung weiter außen an der Kopfplatte ansetzt als bei dem bekannten Verschluß,
wirkt sich ein Hochwölben der Kopfplatte in ihrem zentralen Bereich praktisch nicht
mehr auf den Dichtungsstreifen aus und selbst ein leichtes Anheben der Kopfplatte
auch in ihrem äußeren Bereich, an welchem der Dichtungsstreifen ansetzt, führt noch
nicht zum Herausziehen des Dichtungsstreifens aus dem Ringspalt, da er relativ weit
in diesen hineinragt und über einen großen Flächenbereich zwischen dem Wulst und dem
Flaschenhals festgeklemmt ist. Der Dichtungsstreifen liegt auch kaum noch auf der
Stirnseite des Flaschenhalses auf, sondern nur noch in dem abgerundeten Teil und an
dem zylindrischen Teil des Flaschenhalses an, wo die Dichtwirkung erzielt werden soll.
Damit bietet der Dichtungsstreifen in radialer Richtung innerhalb des Dichtungsbereiches
keine nennenswerte Angriffsfläche für die unter Druck stehenden Gase oder Flüssigkeiten
im Inneren der Flasche und weist darüberhinaus auch keinen nennenswerten Freiraum
auf der Rückseite einer solchen Angriffsfläche auf, so daß auch hierdurch ein Anheben
und Herausziehen des Dichtungsstreifens wirksam verhindert wird.
[0009] Damit der Dichtungsstreifen beim Aufschrauben noch besser über den äußeren oberen
Flaschenhalsrand hinweggleitet, ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
eine Abschrägung der Innenkante des freien Endes des Dichtungsstreifens vorgesehen.
[0010] Außerdem ist in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß am
Deckelansatz des Dichtungsstreifens mindestens auf seiner Innenseite eine umlaufende,
ringförmige Nut im Deckel vorgesehen ist. Diese Nut gewährleistet eine ausreichende
Anschmiegung und Beweglichkeit des Dichtungsstreifens auch dann noch, wenn der Deckel
soweit auf den Flaschenhals aufgesetzt wird, daß die Kopfplatte auf der Stirnfläche
des Flaschenhalses aufliegt. Dabei ist der Dichtungsstreifen praktisch vollständig
in den Ringspalt zwischen Flaschenhals und Wulst hineingezogen.
[0011] Diese Beweglichkeit des Dichtungsstreifens kann noch dadurch erhöht werden, daß auch
in radialer Richtung außerhalb seines Ansatzes an der Kopfplatte eine entsprechende
Nut vorgesehen ist.
[0012] Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Übergang der zylindrischen
Innenfläche des Wulstes zur Ebene der Innenfläche der Kopfplatte entlang einer Übergangsfläche
erfolgt, deren Krümmung der Krümmung der Übergangsfläche von der zylindrischen Außenfläche
zur Stirnfläche des Endes des Flaschenhalses entspricht.
[0013] Man vermeidet so nahezu jeglichen Freiraum auf der Außenseite des Dichtungsstreifens,
der damit - bei fest aufgeschraubtem Verschluß - absolut festliegt und durch den in
der Flasche herrschenden Innendruck nicht mehr vom Flaschenhals abgehoben werden kann.
[0014] In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß der
Innendurchmesser der zylindrischen Wand des Wulstes kleiner oder gleich der Summe
des Außendurchmessers der zylindrischen Wand des oberen Flaschenhalsrandes zuzüglich
der Dicke des Dichtungsstreifens in seinem Hauptteil ist. Der Dichtungsstreifen wird
dadurch sicher in den Ringspalt zwischen Innenwand des Wulstes und Außenwand des Flaschenhalses
hineingezogen und dort mehr oder weniger festgeklemmt.
[0015] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
- Figur 1
- einen Teilquerschnitt durch einen teilweise auf einen Flaschenhals aufgeschraubten
Deckel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Figur 2
- eine Ansicht entsprechend Figur 1 mit fast vollständig aufgeschraubtem Deckel,
- Figur 3
- eine zweite Ausführungsform in einer Ansicht entsprechend Figur 1,
- Figur 4
- die Ausführungsform nach Figur 3 mit vollständig aufgeschraubtem Deckel,
- Figur 5
- eine Ansicht entsprechend Figur 1 für eine dritte Ausführungsform und
- Figur 6
- die Ausführungsform nach Figur 5 mit vollständig aufgeschraubtem Deckel.
[0016] Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und geben nicht unbedingt alle
Größenverhältnisse und Abmessungen maßstabsgerecht wieder. Soweit es für die vorliegende
Erfindung auf die relative Lage und Abmessung einzelner Elemente besonders ankommt,
wird dies entsprechend deutlich hervorgehoben.
[0017] Figur 1 ist ein Schnitt entlang einer Ebene, welche die (nicht dargestellte) Achse
des Schraubverschlusses enthält, die im wesentlichen auch mit der Achse des Flaschenhalses
7 zusammenfällt. Dargestellt ist ein Teil des im wesentlichen zylindrischen Mantels
1 mit Gewindegängen 1a, ein Teil der kreisscheibenförmigen Kopfplatte 2, sowie der
Übergang zwischen diesen beiden Teilen mit dem Dichtungsstreifen 3 und dem Wulst 4.
Die Gewindegänge 1a greifen in entsprechende Gewindegänge 12 an der Außenseite des
Flaschenhalses 7 ein.
[0018] Das Ende des Flaschenhalses 7 hat im wesentlichen die Form eines Hohlzylinders mit
einer ebenen ringförmigen Stirnfläche 8c, einer äußeren Zylindermantelfläche 8a und
einem abgerundeten Übergang 8b zwischen den genannten Flächen. Die Herstellung derartiger
Flaschen bringt es mit sich, daß nicht etwa die Stirnfläche 8c, sondern vielmehr die
Flächen 8b und 8a die am genauesten definierten Bereiche des Flaschenhalses mit den
geringsten Toleranzabweichungen sind. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, genau in
diesem Bereich auch die Abdichtung des Kunststoffverschlusses vorzusehen.
[0019] Wie man in Figur 1 erkennt, setzt der Dichtungsstreifen 3 in radialer Richtung relativ
weit außen an der Innenfläche 2a der Kopfplatte 2 an. Der Ansatzbereich des Dichtungsstreifens
3 hat in etwa den gleichen Außendurchmesser wie der Flaschenhals und liegt damit soweit
außen, daß der Dichtungsstreifen beim Aufschrauben auf den Flaschenhals praktisch
nur an den Bereichen 8a und 8b des Flaschenhalses, nicht jedoch oder nur in geringem
Maße an der Stirnfläche 8c des Flaschenhalses zur Anlage kommt.
[0020] Die Abschrägung 11 an der Innenkante des freien Endes des Dichtungsstreifens 3 sorgt
dafür, daß beim Aufschrauben des Verschlusses auf den Flaschenhals 7 der Dichtungsstreifen
3 außen auf den Flaschenhals im Bereich 8b und 8a aufgleitet. Dabei sorgt der Wulst
4 dafür, daß der Dichtungsstreifen 3 fest und dichtend an den Flächen 8a und 8b des
Flaschenhalses zur Anlage kommt, indem er zwischen Wulst 4 und Flaschenhals 7 eingeklemmt
wird. Während des Aufschraubens schwenkt das freie Ende des in der Praxis sehr dünnen
und elastischen Dichtungsstreifens 3 nach außen und kommt dabei zunächst mit der mehr
oder weniger abgerundeten Kante 5 des Wulstes 4 in Berührung, so daß diese Kante 5
den Dichtungsstreifen beim weiteren Aufschrauben mitnimmt und um den Flaschenhals
herum und nach unten zieht. Die Breite des Ringspaltes zwischen der zylindrischen
Innenwand 6 des Wulstes und der Außenwand 8a des Flaschenhalses entspricht der Dicke
d des Dichtungsstreifens 3 oberhalb der Abschrägung 11 oder ist zwecks Erzielung einer
Klemmwirkung etwas geringer.
[0021] Figur 2 zeigt den Schraubverschluß in weitgehend aufgeschraubtem Zustand.
[0022] Im Gegensatz zu der bekannten Ausführungsform mit einer konisch verlaufenden Innenwand
des Wulstes 4 erlaubt die zylindrische Innenwand des Wulstes 4 gemäß der vorliegenden
Erfindung ein so weitgehendes Aufschrauben des Kunststoffverschlusses auf den Flaschenhals,
daß der Dichtungsstreifen 3 ein beträchtliches Stück in den Ringspalt zwischen Flaschenhals
7 und Wulst 4 hineingezogen wird und so die Flasche wirksam abdichtet, selbst wenn
die Kopfplatte 2 sich aufwölbt oder wenn der Dichtungsstreifen 3 in seinem Ansatzbereich
durch den inneren Überdruck in den noch verbleibenden Freiraum radial außerhalb des
Dichtungsbereiches gedrückt wird. Man erkennt in Figur 2, daß selbst in diesem Zustand,
in welchem der Kunststoffverschluß noch nicht vollständig auf den Flaschenhals 7 aufgeschraubt
ist, ein Hineindrücken des Dichtungsstreifens 3 in den Freiraum 13 die Dichtungsfunktion
des Verschlusses noch nicht beeinträchtigen würde, da immer noch ein wesentlicher
Teil des Dichtungsstreifens 3 den Ringspalt zwischen Wulst 4 und Flaschenhals 7 ausfüllt.
[0023] Figur 3 zeigt eine leicht abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit einer etwas
dickeren Kopfplatte 2, wobei außerdem der Übergang zwischen Wulst 4 und Kopfplatte
2 weniger stark abgerundet ist. Wie man in Figur 4 sieht, ist auch bei dieser Ausführungsform
eine wirksame Abdichtung jederzeit gewährleistet. Der Verschluß kann soweit auf einen
Flaschenhals 7 aufgeschraubt werden, daß die Kopfplatte 2 vollständig auf die Stirnfläche
8c des Flaschenhalses 7 zu liegen kommt, wobei im Bereich der Fläche 8a und vor allem
im Bereich der Fläche 8b die Abdichtung erfolgt. Der Wulst 4 zieht wiederum den Dichtungsstreifen
3 weit in den Ringspalt zwischen dem Wulst 4 und der äußeren Zylinderfläche 8a des
Flaschenhalses 7 hinein. Die untere Innenkante 5 des Wulstes 4 ist leicht abgerundet.
[0024] Die ringförmigen Nuten 9 und 10 sorgen auch für eine ausreichende Beweglichkeit des
Dichtungsstreifens 3 selbst in der Lage, in weicher die Kopfplatte 2 schon fast oder
ganz die Stirnfläche 8c des Flaschenhalses 7 berührt. Dennoch erkennt man anhand der
Darstellung in Figur 4, daß der Dichtungsstreifen zur (in Figur 4 rechts liegenden)
Druckseite hin nur eine minimale Angriffsfläche bietet, so daß auch bei relativ großem
Überdruck nicht zu befürchten ist, daß der Dichtungsstreifen 3 von der Dichtungsfläche
8b abgehoben wird.
[0025] Vollständig beseitigt wird die zuletzt genannte Gefahr durch die in den Figuren 5
und 6 dargestellte Ausführungsform. Wie man in Figur 5 erkennt, unterscheidet sich
diese Ausführungsform von den beiden vorgenannten Ausführungsformen im wesentlichen
dadurch, daß die zylindrische Innenwand des Wulstes in axialer Richtung etwas verkürzt
ist und in Form eines gekrümmten Bogens (in der Querschnittsdarstellung) in die Ebene
der Innenfläche 2a der Kopfplatte 2 übergeht, wobei die Krümmung dieses Bogens im
wesentlichen der Krümmung der Fläche 8b des Flaschenhalses 7 entspricht.
[0026] Wie man in Figur 6 erkennt, führt dies dazu, daß bei vollständig aufgeschraubtem
Verschluß auf der dem Inneren der Flasche abgewandten Seite des Dichtungsstreifens
3 praktisch überhaupt kein Freiraum mehr vorhanden ist, in welchen der Dichtungsstreifen
bei auftretendem Überdruck hineingedrückt werden könnte. Die Dichtigkeit eines solchen
Verschlusses ist damit in allen praktisch vorkommenden Fällen und für alle Druckbereiche
sichergestellt, für welche derartige Verschlüsse überhaupt vorgesehen sind.
[0027] Aus der Darstellung der vorstehenden Ausführungsformen erkennt man, daß ein Unterschied
zu dem bekannten Schraubverschluß auch darin besteht, daß bei jenem der Dichtungsstreifen
in dem Abdichtungsbereich zwischen einer konischen und einer (teilweise) torusförmigen
Fläche festgeklemmt wird. Das Erreichen dieser Klemmstellung bildet gleichzeitig eine
Art Anschlag gegen das weitere Aufschrauben. Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden
Erfindung der Dichtungsstreifen von dem Wulst 4 mehr oder weniger um die teilweise
torusförmige Fläche 8b herumgezogen und in dieser Position dichtend gehalten, wobei
erst das Aufsetzen der Kopfplatte auf die Stirnfläche 8c des Flaschenhalses 7 einen
Anschlag bildet. In dieser Position bietet der Dichtungsstreifen dem unter Druck stehenden
Innenraum der Flasche nur eine sehr geringe Angriffsfläche und dies auch nur in der
Nähe des vergleichsweise steifen Ansatzbereiches des Dichtungsstreifens. Da ein relativ
langer Abschnitt des Dichtungsstreifens um die Dichtfläche 8b herumgezogen wird und
nicht nur das äußerste Ende des Dichtungsstreifens 3 eingeklemmt wird, lassen sich
auch Herstellungstoleranzen des Wulstes und des Flaschenhalses ohne Nachteil leichter
verkraften, da auch bei Auftreten solcher Toleranzabweichungen immer ein Teil des
Dichtungsstreifens auf der Dichtfläche 8b aufliegen wird.
[0028] Die im wesentliche zylindrische Form des Dichtunssteifens 3 erleichter die Herstellung
des Verschlusses, der so besser entformbar ist als ein Verschluß mit konischem Dichtungsstreifen.
Bezugszeichenliste
[0029]
- 1
- Mantel
- 1a
- Gewindegänge
- 2
- Kopfplatte
- 2a
- Innenfläche der Kopfplatte 2
- 3
- Dichtungsstreifen
- 4
- Wulst
- 5
- Innenkante des Wulstes
- 6
- Innenwand des Wulstes
- 7
- Flaschenhals
- 8a
- Zylindermantelfläche
- 8a, 8b
- Flächen
- 8c
- Stirnfläche
- 9, 10
- ringförmige Nuten
- 11
- Abschrägung
- 12
- Gewindegänge
- 13
- Freiraum
- d
- Dicke des Dichtungsstreifens 3
1. Kunststoffschraubverschluß für Flaschen, insbesondere für unter Druck stehende Getränkeflaschen,
bestehend aus einem in der Grundform zylindrischen Mantel (1) mit Innengewinde (1a)
und einer im wesentlichen kreisscheibenförmigen Kopfplatte (2), an deren Innenseite
(2a) ein dünner, ringförmiger Dichtungsstreifen (3) einstückig angeformt ist und an
dessen Übergang zum zylindrischen Mantel (1) auf der Innenseite ein Wulst (4) zum
Anpressen des Dichtungsstreifens (3) an den oberen, äußeren Rand (8a,b) eines Flaschenhalses
(7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (4) eine zur Verschlußachse konzentrische,mindestens teilweise zylindrische
Innenwand (6) aufweist, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser
des oberen Flaschenhalsrandes (8a), daß der Dichtungsstreifen (3) im wesentlichen
zylindrisch ausgebildet ist und daß der äußere Durchmesser des Dichtungsstreifens
in etwa gleich dem äußeren Durchmesser des Flaschenhalsrandes ist.
2. Kunststoffschraubverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkante
des freien Endes des Dichtungsstreifens (3) eine Abschrägung (11) aufweist.
3. Kunststoffschraubverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am
Deckelansatz des Dichtungsstreifens (3) mindestens auf seiner Innenseite eine umlaufende,
ringförmige Nut (9) in der Kopfplatte (2) vorgesehen ist.
4. Kunststoffschraubverschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits
des Dichtungsstreifens (3) eine umlaufende Nut (9,10) in der Kopfplatte (2) vorgesehen
ist.
5. Kunststoffschraubverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übergang der zylindrischen Innenfläche (6) des Wulstes (4) zur Ebene der Innenfläche
(2a) der Kopfplatte (2) entlang einer Übergangsfläche erfolgt, deren Krümmung der
Krümmung der Übergangsfläche (8b) von der zylindrischen Außenfläche (8a) zur Stirnfläche
(8c) des Endes des Flaschenhalses (7) entspricht.
6. Schraubverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Durchmesser der zyilndrischen Innenwand (6) des Wulstes (4) kleiner oder gleich der
Summe des Durchmessers der zylindrischen Außenwand (8a) des oberen Flaschenhalsrandes
zuzüglich der Dicke (d) des Dichtungsstreifens (3) in seinem Hauptteil ist.