CH676226A5 - - Google Patents

Description

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage von Kunststoffverschlüssen, die in montierter Stellung über ein Gewinde mit einem zweiten Verschlussteil oder dem Behälterhals verbunden sind und wobei an beiden Teilen Mittel vorhanden sind, die eine eindeutige Positionierung der radialen Lage beider Teile zueinander ermöglicht. 



  Bei einer Vielzahl von komplizierten Kunststoffverschlüssen ist man aus den geometrischen Gegebenheiten heraus gezwungen, den Verschluss aus zwei Teilen zusammenzusetzen. Ein solcher Verschluss hat dann einen ersten Teil, der auf einem Behälter aufgesetzt wird und einen zweiten Teil der auf dem ersten Teil aufgeschraubt ist. Bekannte Beispiele sind Verschlüsse, bei denen der zweite Teil vor dem erstmaligen Gebrauch in einer bestimmten La ge mittels einem Garantieband gehalten werden soll. Hierzu weist das Garantieband zum Zentrum des Verschlusses hin ragende sägezahnartige Zacken auf, während am zweiten, drehbaren Teil mindestens ein Nocken vorhanden ist, der hinter den Zacken eingreift. 



  Solange das Garantieband noch nicht entfernt ist, lässt sich der zweite Verschlussteil zum ersten nicht drehen. Bei der Montage werden die beiden Verschlussteile einfach vollständig zusammengeschraubt. Dies ist nicht unproblematisch, ist doch das Garantieband nur über dünne Stege am Verschlussteil angespritzt. Es kommt immer wieder vor, dass beim Zusammenschrauben diese Stege überdehnt werden und reissen. Daher sollte nach der Montage eine Schlusskontrolle durchgeführt werden. Dies ist jedoch bei einer vollautomatischen Massenproduktion preislich und personell nicht möglich. 



  Das gleiche Problem stellt sich auch bei Drehverschlüssen auf Behälter, deren Behälterhals die Merkmale des oben beschriebenen ersten Verschlussteiles aufweisen. Die Erfindung stellt sich daher zur Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, mittels dem die eingangs beschriebenen Verschlüsse schneller und sicherer montiert werden können, sodass die obengenannten Schäden nicht auftreten. 



  Diese Aufgabe löst ein Verfahren gemäss Patentanspruch 1. Es ist ein weiteres Verdienst dieser Erfindung, dass unter Anwendung dieses Montageverfahrens neue Konstruktionsprinzipien ermöglicht werden, die früher an der Montage scheiterten. 



  Zur Erläuterung des Verfahrens ist dieses in der Zeichnung symbolisch dargestellt und sind zwei beispielsweise Ausführungen detailliert aufgezeigt und anhand der nachfolgenden Beschreibung erklärt. 



  Es zeigt: 
 
   Figur 1a-1d eine symbolische schrittweise Darstellung des Montageverfahrens; 
   Figur 2 eine Ansicht eines Drehverschlusses von unten 
   Figur 3 in Seitenansicht und 
   Figur 4 im Querschnitt, sowie 
   Figur 5 den zum obigen Verschluss passenden Behälterhals in Seitenansicht; 
   Figur 6a und b zeigen für das Verfahren besonders geeignete Gewinde im Schnitt und schliesslich 
   Figur 7 einen Kunststoffverschluss der nur nach dem erfindungsgemässen Verfahren montiert werden kann. 
 



  Die Figuren 1a-1d die zur Demonstration des Ablaufs des Montageverfahrens dienen, zeigen symbolisch die beiden aufeinander zu montierenden Teile 10 und 20. Hierbei stellt 10 den oberen Verschlussteil eines zweiteiligen Kunststoffverschlusses oder den einteiligen Kunststoffverschluss selbst dar, während 20 entweder den unteren Teil eines zweiteiligen Kunststoffverschlusses, der auf einen Behälterhals aufsetzbar ist oder den Behälterhals selber darstellt. 



  Mit 11 beziehungsweise 21 sind jene Mittel bezeichnet, die die eindeutige Positionierung des jeweiligen Teiles ermöglichen. Dies können speziell für diesen Zweck angebrachte Mittel sein, oder durch die spezielle Formgebung des Verschlusses beziehungsweise des Behälters bereits vorhandene Merkmale sein, wie die Lasche eines Garantiebandes, ein Ausgussschnabel eines Verschlusses oder ein Henkel eines Behälters, ohne dass nochmals andere Mittel ausgeschlossen wären. Ganz prinzipiell können dies optisch oder mechanisch abtastbare Erkennungsmerkmale sein. In der Figur 1 wird vom allgemeinsten Fall ausgegangen. Generell können die beiden Teile 10, 20 bezüglich ihrer axialen Richtung vororientiert in ein Montagegerät eingesetzt sein.

  Dies bedeutet, dass die beiden Teile in axia ler Richtung bezüglich der gemeinsamen Drehachse D der beiden über ein Gewinde verbindbaren Teile so ausgerichtet sind, dass beide Teile in der Zusammenfüg-Richtung liegen (männlichen Teil auf weiblichen Teil gerichtet). Im zweiten in Figur 1b dargestellten Schritt werden die beiden Teile 10, 20 in Richtung ihrer gemeinsamen, fluchtenden Drehachse D aufeinander zu geschoben, bis sie aufeinanderstossen. 



  Im darauffolgenden Schritt (Figur 1c) werden die beiden zu montierenden Teile relativ zueinander um die gemeinsame Drehachse D gedreht, bis die Positionierungsmittel an den beiden Teilen 10, 20 in der vorbestimmten Relativlage zueinander liegen. Dies kann wie im dargestellten Beispiel dann der Fall sein, wenn die beiden Positionierungsmittel 11, 21 in gleicher Lage sind. In anderen Anwendungen können auch beliebige andere gegenseitige Lagen vorkommen. Es ist jedoch erforderlich, dass der Gewindeanfang des einen Teiles und das Gewindeende des anderen Teiles bezüglich der nachfolgenden Stossrichtung genau übereinander liegen, damit in der vollständig zusammengestossenen Lage die Gewindeerhöhung des einen Teiles genau in die Gewinderille des anderen Teiles passt. 



  Ist diese axiale Ausrichtung erfolgt, so lassen sich die beiden Teile mit einem gewissen Kraftaufwand ineinanderstossen, wobei die beiden Gewinde 12, 22 an den beiden Teilen rätschenartig übereinander gleiten. Dieses scheinbar einfache Montageverfahren widerstrebt anfänglich jedem Fachmann. Es widerspricht seiner maschinenbaulichen Grundkenntnisse. Jedes Metallgewinde würde bei einer solchen Montage unweigerlich vernichtet. Messungen an Kunststoffverschlüssen, die nach diesem Verfahren montiert wurden zeigten jedoch verbesserte Eigenschaften, entgegen den Erwartungen der Fachleute. So wurde festgestellt, dass insbesondere Kunststoffverschlüsse, die direkt aus der Spritzmaschine noch warm nach diesem Verfahren montiert wurden, nachdem sie vollständig abgekühlt waren, eine höhere Abreissfestigkeit aufweisen.

   Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Gewindeerhöhungen den beiden Teilen leicht sägezahnförmig deformiert werden. Hierdurch liegen im montierten Zustand jeweils zwei steilere Gewindeflanken aufeinander, wodurch die Spreizwirkung beim Abreissversuch geringer ist. 



  Genauso verblüffend ist auch die Tatsache, dass ein derart montierter Verschluss beziehungsweise, dass derart montierte Verschlussteile eine höhere Dichtigkeit auf weisen. Die Erklärung ergibt sich aus der Tatsache, dass bei der normalen Schraubmontage die Gewinde aneinander schleifen und die Oberflächen geringfügig verkratzen. Die so entstandenen Mikrorillen vermindern die Dichtigkeit zwischen den beiden Teilen. 



  In den Figuren 2-5 ist ein einfacher Drehverschluss, sowie ein dazu passender Behälterhals dargestellt. Der Kunststoffverschluss besteht aus einer einfachen Schraubkappe 30 mit einer am unteren Rand über einer stark geschwächten Stelle 31 angespritzten Garantieband 32. An diesem sind zum Zentrum hin gerichtete, sägezahnförmige Sperrorgane 33 angeordnet. Das Garantieband 32 kann an einer Abreisslasche 34 gefasst werden. Vor dem erstmaligen Gebrauch muss man durch Zug an der Lasche 34 das Garantieband 32 abreissen. 



  Der Behälter B (Figur 5) mit dem Behälterhals 40 hat ein Aussengewinde 41 und daran anschliessend eine leicht verbreiterte Schulter 42. Radial nach aussen gerichtet sind an der Schulter 42 wiederum Sperrorgane 43 wie beim Schraubdeckel in der gleichen Anordnung, jedoch nicht zwangsläufig in der gleichen Anzahl, vorhanden. 



  Beim bisherigen Montageverfahren hätte man den Schraub deckel einfach auf den Behälterhals 40 aufgeschraubt. Dabei hätten die Sperrorgane übereinander gleiten müssen. Wie bereits eingangs erwähnt, löste sich dabei das Garantieband des öftern vom Verschliessen. 



  In diesem Beispiel lässt sich die Schraubkappe 30 ohne zusätzliche Mittel in radialer Richtung eindeutig positionieren. Hierzu kann beispielsweise die Abreisslasche dienen. Dies bedeutet, dass die relative Drehbewegung der Schraubkappe bereits während der Einführung in das Montagegerät erfolgen kann. Würde man jedoch das Garantieband 32 derart gestalten, dass es durch die Drehbewegung relativ zum Behälterhals 40 abgesprengt wird, würde man keine Abreisslasche benötigen. In diesem Fall muss der Schraubdeckel ein anderes, zusätzlich angeformtes Positionierungsmittel haben. Dies kann wie dargestellt eine am Umfang des Garantiebandes, aber auch an der Drehkappe selber, angespritzte Rippe oder Warze 35 sein. 



  Ähnliches gilt auch für den Behälter B. Ist dieser asymmetrisch so kann die radiale Positionierung wiederum bei der Vororientierung in der Zuführungsphase erfolgen. Ist jedoch der Behälter rotationssymmetrisch so muss auch hier ein spezielles Mittel zur radialen Ausrichtung ange bracht sein. Zum Beispiel ist dies eine unterhalb der Schulter 42 angeformte Rippe oder Warze 44. Selbstverständlich lassen sich die Positionierungsmittel beliebig gestalten und je nachdem auch optisch oder mechanisch abtasten. Es ist zwar selbstverständlich, jedoch sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass der Behälterhals nicht aus Kunststoff sein muss, sondern aus einem beliebigen Material mit genügender Festigkeit hergestellt sein kann. 



  Das Beispiel gemäss Figur 7 soll verdeutlichen, dass das Verfahren auch vollständig neue Verschlusskonstruktionen erlaubt, die mit der herkömmlichen Montagemethode nicht möglich wären. Der hier im Schnitt dargestellte Verschluss ist ein sogenannter Zentralstiftverschluss. Dieser Kunststoffverschluss ist zweiteilig. Er hat einen Unterteil 50 und einen Oberteil 60. Der Unterteil 50 hat oben ein Aussengewinde 51 und der Oberteil 60 ein Innengewinde 61. Ein zentraler Stift 52 ist mittels Stegen 53 mit dem, mit Aussengewinde 51 versehenen Wandbereich 54 distanziert verbunden. Zwischen den Stegen 53 sind seitliche Auslassöffnungen 55. Der Oberteil 60 gleicht einem einfachen Schraubdeckel mit einer zentralen Auslassöffnung 62 in der oberen Deckfläche 63.

  In der  geschlossenen Lage des zweiteiligen Verschlusses liegt der zentrale Stift 52 dichtend in der Auslassöffnung 62, wobei die Oberseite des Stiftes 52 mit der Deckfläche 63 des oberen Teiles 60 fluchtet. Solche Verschlüsse sind an sich bekannt. Sie müssen jedoch gegen ein ungewolltes vollständiges Anschrauben gesichert werden. Dies geschah bisher üblicherweise durch je eine Ringwulst an der Innenseite des oberen und an der Aussenseite des unteren Teiles. Trotzdem war ein Überdrehen möglich und der Anschlag war nur allmählich und nicht schlagartig hart. Der hier dargestellte zweiteilige Kunststoffverschluss hat nun am oberen Verschlussteil 60 radial nach innen gerichtete, axial verlaufende Anschlagwände 64 und mindestens eine eben solche Anschlagwand 56, die auf einem der Stege 53 angespritzt ist. 



   Beim erfindungsgemässen Montageverfahren können nun die beiden äusserlich vollkommenen rotationssymmetrischen Teile radial umpositioniert in das Montagegerät eingeführt werden. Nun führt man die beiden Teile 50, 60 in axialer Richtung zusammen. Liegen sie aufeinander auf so dreht man die beiden Teile relativ zueinander, wobei dies vorteilhafterweise dadurch geschieht, dass man einen Teil 50 festhält und den anderen Teil 60 dreht. Dabei greifen  die beiden Gewinde 51, 61 ineinander. Die Drehbewegung endet, sobald die beiden Anschlagwände 56, 64 aufeinanderstossen. Somit dienen die Anschlagwände als radiale Positionierungsmittel. Danach stösst man die beiden Teile verfahrensgemäss zusammen, worauf der Verschluss in der Schliessstellung ist. Der nun geschlossene Verschluss kann nun nach herkömmlicher Methode auf einem Behälter montiert werden. 

Claims (7)

1. Verfahren zur Montage von Kunststoffverschlüssen die in montierter Stellung über ein Gewinde mit einem zweiten Verschlussteil oder dem Behälterhals verbunden sind, wobei an beiden Teilen Mittel vorhanden sind, die eine eindeutige Positionierung der radialen Lage beider Teile zueinander ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zu montierenden Teile in axialer Richtung bezüglich der Drehachse der verbindenden Gewinde aufeinander zu geführt werden bis die beiden Teile aufeinander liegen, worauf mindestens ein Teil relativ zum anderen so weit gedreht wird, bis die vorhandenen Mittel zur Positionierung in einer vorgegebenen Relativlage zueinander liegen, worauf die beiden Teile in axialer Richtung in die Schliessstellung zusammengeschoben werden.

2.

Verfahren nach Anspruch 1, zur Montage von zweiteiligen Verschlüssen dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile in einem Werkzeug gespritzt werden und sogleich nach der Spritzphase noch in der Spritzmaschine zusammengeschoben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Montage zweiteiliger Verschlüsse, deren relative Drehbewegung durch Anschlagmittel begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil relativ zum anderen soweit gedreht wird, bis die Anschlagmittel an beiden Teilen aufeinander stossen, worauf die beiden Teile in axialer Richtung zusammengeschoben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der relativen Drehbewegung beider Teile zueinander die Gewinde ineinandergreifen.

5.

Verfahren nach Anspruch 1 zur Montage von Verschlüssen, deren Formgestaltung eine positionierte Zuführung beider Teile in ein Montagegerät erlauben, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Drehbewegung mindestens einer der beiden Teile um einen immer gleichen Winkel erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile in der relativen axialen Winkel lage unpositioniert aufeinander zugeführt werden, und dass mindestens einer der beiden Teile solange in axialer Richtung gedreht wird, bis die beiden zur Positionierung dienenden Mittel deckungsgleich übereinander liegen, wobei die Abtastung der Positionierungsmittel mechanisch und/oder optisch erfolgt.

7.

Verfahren nach Anspruch 1 zur Montage von Verschlüssen von denen mindestens ein Teil eine Formgestaltung aufweist, die eine positionierte Zuführung in ein Montagegerät erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Drehbewegung mindestens einer der beiden Teile solange erfolgt, bis die Positionierungsmittel in der erforderlichen Relativlage zueinander liegen, wobei die Positionierungsmittel des nicht positionierten Teiles mechanisch und/oder optisch abgetastet werden.