Flaschenverschluss aus Kunststoff
Die Neuerung bezieht sich auf einen Flaschenverschluss aus Kunststoff als Ersatz für Kronenkorken, bestehend aus einem hohlen und mit einer membranartigen Wand durchsetzten, in die Flaschenöffnung einzudrückenden Pfropfenteil sowie aus einem den Flaschenhals schnappverschlussartig umgreifenden Mantelteil.
Um bestimmte Nachteile der zum Verschluss von Flaschen mit Randwulst verwendeten Kronenkorken, wie Korrosion, Bruch der Flaschen beim Verschliessen usw., zu vermeiden, sind bereits verschiedene Flaschenverschlüsse aus Kunststoff vorgeschlagen worden. Die bekannten Ausführungsarten bestehen meistens in einem hutförmigen, in die Flaschenöffnung einzudrückenden Pfropfenteil und in einem hülsenartigen, den Randwulst der Flaschenöffnung aussen schnappverschlussartig umgreifenden Mantelteil, die beide durch eine Stirnwand miteinander verbunden sind.
Einer der bekannten Kunststoffverschlüsse weist im Pfropfenteil eine membranartige Wand auf, deren Aufgabe darin besteht, den Dampfdruck der in der Flasche befindlichen Flüssigkeit aufzunehmen und an die Pfropfenwand zu übertragen, um deren satte Anlage an die Flaschenwandung zu gewährleisten.
Ein anderer Verschluss weist eine ebensolche membranartige, aber nach oben gewölbte Wand im Pfropfenteil auf. Dieser Verschluss muss aber erhitzt werden, bevor er in die Flaschenöffnung eingesetzt wird.
Da in der Praxis aber die Flaschen gerade an den für die Abdichtung wesentlichen Teilen der Flaschen öffnung meist sehr grosse Toleranzen aufweisen, ist mit den vorbekannten Flaschenverschlüssen aus Kunststoff sehr häufig eine sichere Abdichtung der Flaschen nicht gewährleistet. Deshalb konnte durch sie auch der Kronenkorkverschluss trotz seiner Nachteile nicht verdrängt werden.
Mit der Erfindung ist nunmehr das Problem gelöst worden, Flaschenverschlüsse aus Kunststoff als Ersatz für Kronenkorken auszubilden, die an Druckdichtigkeit und Gasundurchlässigkeit den Kronenkorken mindestens ebenbürtig sind, dabei aber sämtliche Toleranzen der Flaschen überwinden und somit dazu führen, den Anteil an Flaschenbruch beim Abfüllen auf ein Mindestmass zu verringern.
Es konnte überraschend gefunden werden, dass sich eine vorteilhafte Lösung ergibt, wenn die Seitenwand des Pfropfenteiles eine über ihre Länge unterschiedliche Dicke derart aufweist, dass sie sich vom mittleren Wandbereich aus, der etwa auf gleicher Höhe mit der Innenwulst des Mantelteiles liegt, nach oben und unten verjüngt, und dass sich der Ansatz der membranartigen Wand ausserhalb des dicksten Seitenwandbereiches in einer solchen Entfernung befindet, dass die Pfropfenwand im Bereiche ihrer dicksten Stelle nach innen elastisch zurückfedern kann.
Ein solcher Verschluss sitzt absolut dicht und fest in der Flaschenöffnung. Er lässt sich nach dem ersten Abziehen von Hand beliebig oft wieder dicht einsetzen, ohne am festen Sitz bzw. an seiner Abdichtwirkung zu verlieren.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung empfiehlt es sich, dass der Dickenunterschied in der Pfropfenwand mindestens 1 mm, vorzugsweise etwa 1,6 mm, beträgt, dabei kann im Sinne der Erfindung die Aussenfläche der Pfropfenwand kegelstumpfartig sich nach oben und unten verjüngend oder aber auch im Längsschnitt gesehen konvex gewölbt ausgebildet sein.
Der erfindungsgemässe Flaschenverschluss gewährleistet eine Abdichtung der zu verschliessenden Flasche an drei Stellen, ohne dass unterschiedliche Flaschenmasse diese Abdichtfunktion beeinträchtigen. Der Pfropfenteil des erfindungsgemässen Flaschenverschlusses ist so dickwandig und abgeschrägt ausgebildet, dass er bei allen unterschiedlichen Flaschendurchmessern sowohl einen festen Sitz als auch eine hinreichende Abdichtung gewährleistet.
Eine weitere Abdichtung erfolgt an der freien Stirnseite des Flaschenrandwulstes, an dem die Stirnwand des erfindungsgemässen Flaschenverschlusses anliegt, während zum dritten eine Abdichtung und feste Ver ankerung des Flaschenverschlusses unterhalb des Flaschenrandwulstes durch den am Verschlussmantel angeordneten Wulst erfolgt.
Von besonderer Bedeutung ist auch, dass die Raumform des erfindungsgemässen Flaschenverschlusses eine einwandfreie Spritztechnik zulässt und dass auch der Flaschenverschluss leicht entformtwerden kann. Es muss bedacht werden, dass der Innenraum des Flaschenverschlusses zwischen dem Pfropfenteil und dem Mantelteil einen grösseren Querschnitt als im Bereiche des Wulstes des Mantelteiles aufweist. Beim Entformen müssen demnach einige Stellen des Kunststoffverschlusses verformt werden, wobei es zur Bedingung gesetzt ist, dass die Verformung eine absolut elastische ist. Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemässe Pfropfenstirnwand in ihrer Federeigenschaft auch das Entformen der Flaschenverschlüsse erleichtert und dafür sorgt, dass keine plastische Deformierung der Verschlussteile beim Entformen eintreten kann.
Vorteilhaft ist es, wenn der Innendurchmesser des Pfropfenteiles unterhalb der membran artigen Wand grösser als oberhalb dieser Wand ist. Dadurch erreicht man, dass die Verschlussteile oberhalb sowie unterhalb der membranartigen Wand elastisch verformt werden können, um sich den unterschiedlichen Flaschentoleranzen anzupassen. Weitere vorteilhafte Massnahmen der Erfindung bestehen darin, dass die dickste Stelle der Pfropfenwand etwa auf gleicher Höhe mit der Innenwulst des Mantelteiles liegt. Auch ist es zweckmässig, wenn die membranartige Wand im Pfropfenteil in Richtung zur Flasche konvex ausgebaucht ist, und wenn die membranartige Wand durch radial verlaufende Stege gegenüber dem Pfropfenteil ausgesteift ist.
Wenn im Stirnwandbereich des Verschlusses zwischen dem Mantelteil und dem Pfropfenteil mindestens eine sickenartige, ringsumlaufende Vertiefung vorgesehen ist, dann rässt sich der Mantelteil des Verschlusses in jedem Falle gut elastisch verformen, um sich den Toleranzen anzupassen.
Schliesslich ist es zweckmässig, dass der Flaschenverschluss aus einem spritzfähigen, elastischen aber hartem Kunststoff (insbesondere Niederdruckpolyäthylen oder Polypropylen) besteht. Erst dieses harte Material gewährleistet einen hinreichend dichten und festen Sitz des Verschlusses in der Flaschenöffnung, was bei weichen Polyäthylen nicht der Fall ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Flaschenhals,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Flaschenverschlusses,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Variante des Verschlusses gemäss Fig. 2 und
Fig. 4 und 5 Längsschnitte durch Kunststoffverschlüsse.
In Fig. 1 ist eine Glasflasche 4 dargestellt, wie sie üblicherweise für Cola-Getränke, Limonaden, Fruchtsäfte, Bier und dergleichen verwendet wird. Ähnliche Flaschen werden auch für die Flaschengärung bei der Sektherstellung verwendet. Solche Flaschen sind hinsichtlich ihrer funktionell wichtigen Masse genormt, wobei jedoch die DIN-Vorschriften weite Toleranzen zulassen. So wird bei Innendurchmesser dl eine Toleranz von + 0,5 mm zugelassen. Die Flaschen können also nach der DIN-Vorschrift hinsichtlich ihres Innendurchmessers um einen Millimeter differieren. In der Praxis werden aber häufig Flaschen angetroffen, bei denen diese Unterschiede bis zu 3 mm betragen. Ähnlich verhält es sich mit dem Aussendurchmesser d2 des Randwulstes 11 der Flasche 4.
Von ganz besonderer Wichtigkeit ist auch die Höhe a des Randwulstes 11, welche an sich nicht mehr als 0,3 mm Gesamttoleranz aufweisen soll, wobei in der Praxis aber auch diese Toleranz erheblich überschritten wird.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Kunststoff-Flaschenverschluss zu schaffen, der diese erheblichen Toleranzunterschiede überbrücken kann, ohne dass die Abdichtung und Halterung des Flaschenverschlusses negativ beeinträchtigt wird. Hierbei ist davon auszugehen, dass die in die Flaschen abgefüllte Flüssigkeit durch Kohlensäure oder sonstige Treibgase einen erheblichen Innendruck aufweist, weshalb Flaschenverschlüsse eine Druckdichtigkeit von mehr als 5 atü aufweisen sollen.
Ein solcher brauchbarer Flaschenverschluss ist in Fig. 2 im Rahmen eines Ausführungsbeispieles gezeigt, wobei der Flaschenverschluss 1 im wesentlichen aus dem Pfropfenteil 2 und dem Mantelteil 3 besteht. Der Pfropfenteil 2 weist eine Mantelwand 5 und eine membranartige Wand 6 auf, die dem Pfropfenteil 2 im Querschnitt die Form eines H-Profils vermitteln. Dadurch wird zugleich ein oberer Hohlraum 13 und ein unterer Hohlraum 14 geschaffen, die charakteristisch für die Ausbildung des Pfropfenteiles 2 sind.
Im Mantelteil 3 des Flaschenverschlusses 1 weist die Mantelwand 7 an ihrem unteren Ende einen nach innen vorspringenden Wulst 9 auf, der in die Hohlkehle 10 der Flasche 4 (vgl. auch Fig. 1) einschnappen soll. Die Stirnwand 8 verbindet den Mantelteil 3 mit dem Pfropfenteil 2. An ihrer freien Oberfläche können Aufprägungen, Aufdrucke oder sonstige Kennzeichnungen des Verschlusses angebracht werden.
An die Stirnwand 8 schliesst sich der obere Teil 12 des Pfropfenanteils 2 an. Die Aussenmantelflächen 15 und 16 sind nach entgegengesetzten Richtungen konisch abgeschrägt. Sie treffen im mittleren Bereich 17 miteinander zusammen. Hinsichtlich der Dimensionierung der einzelnen Teile ist es zweckmässig und in vielen Fällen sogar besonders vorteilhaft, wenn der dickste Mittelbereich 17 des Pfropfenteiles 2 etwa gleiche Höhe wie der Randwulst 9 des Mantelteiles aufweist. Besonders wichtig ist es, dass der Übergang der membranartigen Wand 6 in die Mantelwand 5 des Pfropfenteiles 2 höher als der Mittelbereich 17 sowie der Randwulst 9 liegt, während das Zentrum der in Richtung zur Flasche 4 konvex ausgebauchten membranartigen Wand 6 in gleicher Höhe oder auch unterhalb dieser Stellen 17, 9 liegen kann.
Es handelt sich dabei nicht um mehr oder weniger willkürliche Massgebungen sondern um eine Formgebung, welche in besonderem Masse geeignet ist, die erheblichen Toleranzunterschiede der Flasche auszugleichen. So bildet die membranartige Wand 6 eine Feder, welche einerseits zur Folge hat, dass dem gewaltsamen Kontraktieren der Mantelwand 5 des Pfropfenteiles 2 mit erheblicher Kraft nach aussen entgegengewirkt wird. Andererseits Iässt diese membranartige Wand 6 zu, dass der untere Pfropfenteil 14 sich beispielsweise beim Einsetzen in die Flaschenöffnung federnd verjüngen kann. Schliesslich stabilisiert die mem branartige Wand 6 den Verschluss 1 in seinem Oberteil 15, wenn der Mantelteil 7 kraftvoll nach unten zum Einschnappen in den Flaschenwulst 10 gedrückt wird.
Ist hingegen die Flasche am Hals schadhaft, so dass sie eigentlich ausgeschieden werden müsste, dann übt die membranartige Wand 6 beim Einsetzen des Verschlusses so viel Reaktionskraft aus, dass die Flasche bricht, was durchaus wünschenswert ist.
Die Wandstärke der Mantelwand 5 ist so gross, dass der Pfropfenteil 2 bei allen unterschiedlichen Flaschendurchmessern einen festen Sitz gewährleistet. In der Regel soll der Dickenunterschied in der Pfropfenwand 5 mindestens 1 mm, vorzugsweise etwa 1,6 mm betragen. Mit diesen Massen ist gewährleistet, dass der Verschluss auf allen Flaschen mit unterschiedlichen Toleranzmassen dicht und fest sitzt.
Die gleiche membranartige Wand 6 ermöglicht auch das Entformen des Flaschenverschlusses 1 aus dem Werkzeug. Es ist leicht einzusehen, dass beim Entformen der den Zwischenraum zwischen den Wandungen 7 und 12 ausfüllende Werkzeugteil die Mantelwand 7 oder/und die Mantelwand 5 des Pfropfenteiles 2 auseinanderdrückt, wobei jedoch die Elastizität der einzelnen Wandungen so erheblich sein soll, dass nach dem Entformen wieder die alte Grundform des Flaschenverschlusses 1 erreicht wird.
Die gleiche membranartige Wand 6 des Pfropfenteiles 2 ist die Ursache dafür, dass beim Einschnappen des Mantelteiles 3 in die Hohlkehle 10 der Flasche 4 keine Lockerung des Sitzes des Pfropfenteiles 2 in der Flaschenöffnung eintritt. Wenn nämlich der Flaschenrandwulst 11 in ihrer Höhe a gemäss Fig. 1 eine positive Toleranz aufweist, dann wird beim Aufsetzen des Flaschenverschlusses 1 der gesamte Mantelteil 3 nach unten gedehnt und gestreckt, was zur Folge hat, dass der obere Teil 12 der Pfropfenwandung 5 sich nach aussen spreizt. Diese Streckbewegung würde an sich eine Lockerung des Pfropfenteiles 2 in der Flaschen öffnung zur Folge haben, was jedoch durch die membranartige Wand 6 verhindert wird.
Sie vermittelt dem Schenkelteil 12 der Wandung 5 genügend Bewegungsraum, damit die Toleranz im Bereich a des Flaschenhalses 4 überbrückt werden kann, ohne die Dichtung des Pfropfenteiles 2 zu vermindern. Diese Wirkung wäre keinesfalls dann gegeben, wenn die membranartige Wand 6 des Pfropfenteiles 2 in der gleichen Ebene wie die Stirnwand 8 des Mantelteiles 3 liegen würde.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Mantelteil 5 des Pfropfenteiles 2 gegenüber der Flasche 4 unverformt dargestellt. Es ist verständlich, dass im Bereiche 17 des Pfropfenteiles 2 eine sattere Anlage in der Flaschenöffnung stattfindet als dargestellt ist. Ausserdem zeigt Fig. 2 eine nur stellenweise kragenartige Ausbreitung 18 des Mantelteiles 3. Diese Ausbreitung 18 kann die Form einer lappenartigen Erweiterung besitzen. Sie dient dazu, den üblichen Verschluss für Kronenkorken anzusetzen, um den erfindungsgemässen Flaschenverschluss 1 von der Flasche 4 abzuziehen.
Bei den folgend beschriebenen Flaschenverschlüssen der Fig. 3 bis 5 handelt es sich um solche mit nur konstruktiv geänderten Formen und Details, welche die Aufgabe des Verschlusses gemäss Fig. 2 ebenso erfüllen, aber darüberhinaus besondere Eigenschaften aufweisen.
So ist bei dem Verschluss gemäss Fig. 3 der Pfropfenteil 2 insofern geändert, als dessen Aussenfläche 19 im Längsschnitt gesehen konvex nach aussen gewölbt ausgebildet ist.
Eine solche Form verursacht beim Werkzeug zwar höheren Aufwand, doch lässt sich unter Umständen ein festerer Sitz der Mantelfläche 19 in der Flaschenöffnung erreichen.
Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 4 befindet sich in der Stirnwand 8 des Verschlusses eine sickenartige Vertiefung 20, die wie eine Sollbruchstelle erscheint und dafür bestimmt ist, den Mantelteil 3 des Verschlusses weiter nach unten zu drükken, als dies ohne Anordnung der Sicke 20 möglich wäre. Auf diese Weise werden erhebliche positive Toleranzüberschreitungen in bezug auf das Mass a gemäss Fig. 1 beherrscht.
Schliesslich sieht Fig. 5 eine Versteifung der membranartigen Wand 6 beispielsweise durch Rippen 21 und dergleichen vor. Sie sorgen dafür, dass beim Eindrücken des Verschlusses in schadhafte Flaschen diese brechen, während die Steifigkeit des Verschlusses nicht ausreicht, einwandfreie Flaschen zu zerbrechen.
In allen Fällen empfiehlt es sich, einen möglichst harten spritzbaren Kunststoff, wie er z. B. unter dem Markennamen Hostalen bekannt ist, zu verwenden. Diese Stoffe gewähren die nötige Festigkeit, ohne von ihrer Elastizität einzubüssen. So wird beispielsweise die Wandung des Pfropfenteils beim Einpressen in zu enge Flaschen nicht bleibend eingestaucht, wie dies beispielsweise bei weichem Polyäthylen der Fall wäre. Ist der Kunststoff hart und doch elastisch, dann gewährt die Ausbildung nach Fig. 4 auch eine ausreichende Vorspannung, die es ermöglicht, einwandfreie Dichtungsund Halterungsfunktion zu erzielen.
Die in Fig. 5 gezeigte riegenartige Versteifung 21 lässt sich aber auch an der Unterseite des Pfropfenteiles 2 anwenden, indem man die Wand 5 des Pfropfenteiles 2 möglichst dünnwandig, beispielsweise entlang der gestrichelten Linie 22 ausbildet. Diese dünne Wand hätte für sich nicht ausreichend Widerstandskraft, um bei Flaschenöffnungen verschiedener Grösse in jedem Fall satt an der Flaschenwandung anzuliegen. Aus diesem Grunde kann man diese Wand 5 mit zusätzlichen Stegen versteifen, ohne dass Gefahr bei der Entformung besteht. Ob die Innenfläche der Wand 5 der Aussenfläche nachgebildet ist, ist nicht von entscheidender Bedeutung.
Der Verschluss ist geschmackfrei und ohne schädliche Einwirkung auf den Flascheninhalt. Es besteht keine Rostgefahr wie bei Kronenkorkverschlüssen, so dass sich die Flaschen auch in feuchten Räumen lagern lassen. Auch besteht keine Verletzungsgefahr durch scharfe Kanten und keine Bruchgefahr beim Aufsetzen auf einwandfreie Flaschen. Besonders zeichnet sich der erfindungsgemässe Verschluss durch seine hohe Druckfestigkeit und -dichtigkeit (mindestens 8 atü), ohne Rücksicht auf unterschiedliche Flaschenmasse aus.
Im Sinne der Erfindung erweist es sich als besonders vorteilhaft, die Flaschenverschlüsse leicht bis mittelmässig zu erwärmen, bevor sie als Kronkorkersatz auf die Flaschen maschinell gesetzt werden. Diese Erwärmung kann beispielsweise innerhalb der Verschliessvorrichtung durch Erwärmung des Zuführkanals, durch Bestrahlen mit Heissluft oder auch durch Passieren der Verschlüsse durch warmes Wasser oder sonstige Erhitzungsmedien erfolgen.
Plastic bottle cap
The innovation relates to a bottle cap made of plastic as a replacement for crown corks, consisting of a hollow plug part interspersed with a membrane-like wall, which is to be pressed into the bottle opening, and a jacket part that encompasses the bottle neck like a snap closure.
In order to avoid certain disadvantages of the crown corks used for closing bottles with a beaded edge, such as corrosion, breakage of the bottles when closing, etc., various bottle closures made of plastic have already been proposed. The known embodiments consist mostly of a hat-shaped plug part to be pressed into the bottle opening and a sleeve-like jacket part which engages around the bead of the bottle opening on the outside like a snap lock, both of which are connected to one another by an end wall.
One of the known plastic closures has a membrane-like wall in the stopper part, the task of which is to absorb the vapor pressure of the liquid in the bottle and to transmit it to the stopper wall in order to ensure that it rests firmly against the bottle wall.
Another closure has a membrane-like, but upwardly curved wall in the plug part. However, this closure must be heated before it is inserted into the bottle opening.
Since in practice, however, the bottles mostly have very large tolerances precisely on the parts of the bottle opening that are essential for sealing, reliable sealing of the bottles is very often not guaranteed with the previously known bottle closures made of plastic. Therefore, despite its disadvantages, it could not displace the crown cork closure.
With the invention, the problem has now been solved to design bottle closures made of plastic as a replacement for crown corks, which are at least equal to the crown corks in terms of pressure and gas impermeability, but overcome all the tolerances of the bottles and thus lead to the proportion of bottle breakage when filling Reduce the minimum size.
Surprisingly, it was found that an advantageous solution results when the side wall of the plug part has a different thickness over its length such that it extends upwards and from the central wall area, which is approximately at the same height as the inner bead of the casing part tapers at the bottom, and that the approach of the membrane-like wall is located outside the thickest side wall area at such a distance that the plug wall can spring back elastically inward in the area of its thickest point.
Such a closure sits absolutely tightly and firmly in the bottle opening. After the first removal by hand, it can be reinserted tightly as often as required without losing its tight fit or its sealing effect.
According to one embodiment of the invention, it is recommended that the difference in thickness in the plug wall is at least 1 mm, preferably about 1.6 mm; in the context of the invention, the outer surface of the plug wall can taper up and down like a truncated cone or also in longitudinal section seen convexly curved.
The bottle closure according to the invention ensures that the bottle to be closed is sealed at three points without the different bottle mass impairing this sealing function. The plug part of the bottle closure according to the invention is so thick-walled and chamfered that it ensures both a firm fit and an adequate seal for all different bottle diameters.
A further seal takes place on the free end face of the bottle edge bead, against which the end wall of the bottle closure according to the invention rests, while thirdly, the bottle closure is sealed and firmly anchored below the bottle edge bead by the bead arranged on the closure jacket.
It is also of particular importance that the three-dimensional shape of the bottle stopper according to the invention allows a perfect injection molding technique and that the bottle stopper can also be easily removed from the mold. It must be taken into account that the interior of the bottle closure between the stopper part and the casing part has a larger cross section than in the area of the bead of the casing part. When removing the mold, some points of the plastic closure must therefore be deformed, it being a condition that the deformation is absolutely elastic. It has been shown that the spring property of the plug end wall according to the invention also facilitates the demolding of the bottle closures and ensures that no plastic deformation of the closure parts can occur during demolding.
It is advantageous if the inner diameter of the plug part below the membrane-like wall is greater than above this wall. This means that the closure parts above and below the membrane-like wall can be elastically deformed in order to adapt to the different bottle tolerances. Further advantageous measures of the invention consist in that the thickest point of the plug wall is approximately at the same height as the inner bead of the casing part. It is also expedient if the membrane-like wall in the plug part is convexly bulged in the direction of the bottle, and if the membrane-like wall is stiffened with respect to the plug part by means of radially extending webs.
If at least one bead-like, circumferential depression is provided in the front wall area of the closure between the casing part and the plug part, then the casing part of the closure can be elastically deformed well in any case in order to adapt to the tolerances.
Finally, it is expedient that the bottle closure consists of an injectable, elastic but hard plastic (in particular low-pressure polyethylene or polypropylene). Only this hard material guarantees a sufficiently tight and firm fit of the closure in the bottle opening, which is not the case with soft polyethylene.
The invention is shown schematically and by way of example in the drawing. Show it:
1 shows a longitudinal section through a bottle neck,
2 shows a longitudinal section through an exemplary embodiment of the bottle closure according to the invention,
3 shows a longitudinal section through a variant of the closure according to FIGS
4 and 5 longitudinal sections through plastic closures.
In Fig. 1, a glass bottle 4 is shown, as it is usually used for cola drinks, lemonades, fruit juices, beer and the like. Similar bottles are also used for bottle fermentation in sparkling wine production. Such bottles are standardized with regard to their functionally important mass, but the DIN regulations allow wide tolerances. For example, a tolerance of + 0.5 mm is permitted for inside diameter dl. According to the DIN regulation, the bottles can differ by one millimeter in terms of their inner diameter. In practice, however, bottles are often encountered in which these differences are up to 3 mm. The situation is similar with the outer diameter d2 of the bead 11 of the bottle 4.
Of particular importance is also the height a of the edge bead 11, which should not have a total tolerance of more than 0.3 mm, although in practice this tolerance is also considerably exceeded.
The invention is based on the problem of creating a plastic bottle cap which can bridge these considerable tolerance differences without adversely affecting the sealing and holding of the bottle cap. It can be assumed here that the liquid filled into the bottles has a considerable internal pressure due to carbon dioxide or other propellant gases, which is why bottle closures should have a pressure tightness of more than 5 atmospheres.
Such a usable bottle stopper is shown in FIG. 2 as part of an exemplary embodiment, the bottle stopper 1 essentially consisting of the stopper part 2 and the casing part 3. The plug part 2 has a jacket wall 5 and a membrane-like wall 6 which give the plug part 2 the shape of an H-profile in cross section. As a result, an upper cavity 13 and a lower cavity 14 are created at the same time, which are characteristic of the design of the plug part 2.
In the jacket part 3 of the bottle closure 1, the jacket wall 7 has at its lower end an inwardly projecting bead 9 which is intended to snap into the groove 10 of the bottle 4 (see also FIG. 1). The end wall 8 connects the casing part 3 with the plug part 2. Embossings, prints or other identifications of the closure can be attached to its free surface.
The upper part 12 of the plug portion 2 adjoins the end wall 8. The outer jacket surfaces 15 and 16 are tapered conically in opposite directions. They meet with one another in the central area 17. With regard to the dimensioning of the individual parts, it is expedient and in many cases even particularly advantageous if the thickest central region 17 of the plug part 2 has approximately the same height as the edge bead 9 of the casing part. It is particularly important that the transition from the membrane-like wall 6 to the jacket wall 5 of the plug part 2 is higher than the central region 17 and the edge bead 9, while the center of the membrane-like wall 6, which is convexly bulged in the direction of the bottle 4, is at the same height or below these places 17, 9 can be.
It is not a question of more or less arbitrary dimensions, but of a shape which is particularly suitable for compensating for the considerable differences in tolerances in the bottle. The membrane-like wall 6 thus forms a spring which, on the one hand, has the consequence that the forcible contracting of the jacket wall 5 of the plug part 2 is counteracted with considerable outward force. On the other hand, this membrane-like wall 6 allows the lower plug part 14 to taper resiliently, for example when it is inserted into the bottle opening. Finally, the membrane-like wall 6 stabilizes the closure 1 in its upper part 15 when the jacket part 7 is pressed down forcefully to snap into the bottle bead 10.
If, on the other hand, the bottle is damaged on the neck, so that it should actually be excreted, then the membrane-like wall 6 exerts so much reaction force when the closure is inserted that the bottle breaks, which is absolutely desirable.
The wall thickness of the jacket wall 5 is so great that the plug part 2 ensures a tight fit for all different bottle diameters. As a rule, the difference in thickness in the plug wall 5 should be at least 1 mm, preferably about 1.6 mm. These dimensions ensure that the closure is tight and tight on all bottles with different tolerance dimensions.
The same membrane-like wall 6 also enables the bottle closure 1 to be removed from the mold. It is easy to see that when demolding the tool part filling the space between the walls 7 and 12 pushes the jacket wall 7 and / or the jacket wall 5 of the plug part 2 apart, but the elasticity of the individual walls should be so significant that after demolding again the old basic shape of the bottle closure 1 is achieved.
The same membrane-like wall 6 of the plug part 2 is the reason why, when the jacket part 3 snaps into the hollow throat 10 of the bottle 4, no loosening of the seat of the plug part 2 in the bottle opening occurs. If the bottle rim bead 11 has a positive tolerance in its height a according to FIG. 1, then when the bottle closure 1 is put on, the entire jacket part 3 is stretched and stretched downwards, with the result that the upper part 12 of the plug wall 5 moves downwards spreads outside. This stretching movement would in itself result in a loosening of the plug part 2 in the bottle opening, which, however, is prevented by the membrane-like wall 6.
It gives the leg part 12 of the wall 5 enough room to move so that the tolerance in the area a of the bottle neck 4 can be bridged without reducing the seal of the plug part 2. This effect would by no means be given if the membrane-like wall 6 of the plug part 2 were in the same plane as the end wall 8 of the casing part 3.
In the exemplary embodiment of FIG. 2, the jacket part 5 of the plug part 2 is shown undeformed with respect to the bottle 4. It is understandable that in the area 17 of the stopper part 2 there is a tighter fit in the bottle opening than is shown. In addition, FIG. 2 shows a collar-like expansion 18 of the jacket part 3 only in places. This expansion 18 can have the shape of a flap-like expansion. It serves to apply the usual closure for crown corks in order to pull the bottle closure 1 according to the invention from the bottle 4.
The bottle closures of FIGS. 3 to 5 described below are those with only structurally changed shapes and details, which also fulfill the task of the closure according to FIG. 2, but also have special properties.
Thus, in the case of the closure according to FIG. 3, the plug part 2 is modified to the extent that its outer surface 19, viewed in longitudinal section, is convexly curved outward.
Such a shape causes more effort in the tool, but under certain circumstances a tighter fit of the lateral surface 19 in the bottle opening can be achieved.
In the embodiment of the invention according to FIG. 4, there is a bead-like depression 20 in the front wall 8 of the closure, which appears like a predetermined breaking point and is intended to push the casing part 3 of the closure further down than is possible without the bead 20 being arranged would. In this way, significant positive excess tolerances with respect to the dimension a according to FIG. 1 are controlled.
Finally, FIG. 5 provides a stiffening of the membrane-like wall 6, for example by means of ribs 21 and the like. They ensure that when the closure is pushed into damaged bottles, they break, while the stiffness of the closure is insufficient to break perfect bottles.
In all cases, it is advisable to use an injection-molded plastic that is as hard as possible, such as that used for. B. is known under the brand name Hostalen to use. These fabrics provide the necessary strength without losing their elasticity. For example, the wall of the plug part is not permanently compressed when it is pressed into bottles that are too narrow, as would be the case, for example, with soft polyethylene. If the plastic is hard and yet elastic, then the design according to FIG. 4 also ensures sufficient pretensioning, which makes it possible to achieve perfect sealing and retaining functions.
The bar-like reinforcement 21 shown in FIG. 5 can also be used on the underside of the plug part 2 by making the wall 5 of the plug part 2 as thin as possible, for example along the dashed line 22. This thin wall would not have sufficient resistance in itself to rest snugly against the bottle wall with bottle openings of different sizes. For this reason, this wall 5 can be stiffened with additional webs without the risk of demolding. Whether the inner surface of the wall 5 is modeled on the outer surface is not of decisive importance.
The closure is tasteless and has no harmful effects on the contents of the bottle. There is no risk of rust as with crown cork closures, so that the bottles can also be stored in damp rooms. There is also no risk of injury from sharp edges and no risk of breakage when placed on perfect bottles. The closure according to the invention is particularly characterized by its high pressure resistance and tightness (at least 8 atmospheres), regardless of the different bottle masses.
In the context of the invention, it has proven to be particularly advantageous to heat the bottle closures slightly to moderately before they are mechanically placed on the bottles as a crown cork replacement. This heating can take place, for example, within the closure device by heating the feed channel, by irradiating with hot air or by passing warm water or other heating media through the closures.