Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Verpakkungsindustrie und betrifft eine Verschlusseinheit und ein Herstllungsverfahren derselben gemäss den Oberbegriffen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.
An Gebinden für Flüssigkeiten wie beispielsweise Metalldosen oder Behälter aus beschichtetem Karton werden für eine wiederverschliessbare \ffnung und für ein bequemes Ausgiessen oft Verschlusseinheiten, vorzugsweise aus Kunststoff, bestehend aus einem Ausgussteil mit einer Ausgussöffnung und einem die Ausgussöffnung des Ausgussteils verschliessenden Verschlussteil eingesetzt, die in einer \ffnung des Gebindes angebracht werden. Die Patentschrift EP-0 557 487 derselben Anmelderin beschreiben derartige Verschlusseinheiten. Die beschriebenen Verschlusseinheiten werden nach einem Mehrmaterialien-Spritzgussverfahren gegossen und bestehen aus mindestens zwei, sich in mindestens einer Eigenschaft unterscheidenden Materialien.
In der genannten Patentschrift EP-0 557 487 wird für einen problemlosen Transport gefordert, dass die Verschlusseinheit derart ausgebildet sei, dass sie speziell vor dem ersten \ffnen einen strapaziösen Transport schadlos überstehen kann, dass sie sich aber beim ersten \ffnen trotzdem mit wenig Kraftaufwand öffnen lässt. Als Zusatzsicherung des Neuzustandes wird eine Sollbruchstelle zwischen Ausgussteil und Verschlussteil vorgeschlagen, die beim ersten \ffnen aufgebrochen wird. Diese Sollbruchstelle läuft zwischen Verschlussteil und Ausgussteil um mindestens einen Teil des Umfanges der Ausgussöffnung und zwar in einem der aus einem Material bestehenden Bereich, der sich in Verschlussteil und Ausgussteil erstreckt. Es handelt sich dabei um eine linienförmige Zone, in der das Material sehr dünn ist.
Auch bekannte Verschlusseinheiten, die aus einem Material gegossen sind, können derartige Sollbruchstellen aufweisen. Solche Verschlusseinheiten werden in einem pseudo-geschlossenen Zustand gegossen, das heisst, dass der Verschlussteil über eine Sollbruchstelle am Ausgussteil angeformt ist. Beim ersten \ffnen wird der Verschlussteil entlang der Sollbruchstelle vom Ausgussteil getrennt. Da die gebrochene Sollbruchstelle beim Wiederverschliessen als Dichtfläche nicht genügt, muss der Verschlussteil beim Wiederverschliessen in einen weiteren geschlossenen Zustand gebracht werden, der meist darin besteht, dass der Verschlussteil tiefer über den Ausgussteil gestossen wird. Die Sollbruchstelle liegt im Neuzustand (pseudo-geschlossener Zustand) direkt an der Aussenoberfläche der Verschlusseinheit und stellt eine leicht verletzbare Stelle dar.
Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, eine Verschlusseinheit zu schaffen, die im Neuzustand durch eine Sollbruchstelle zwischen Ausgussteil und Verschlussteil eine zusätzliche Sicherung hat, deren geschlossener Zustand aber im Neuzustand und im wiederverschlossenen Zustand derselbe ist (kein pseudo-geschlossener Zustand), und die im wiederverschlossenen Zustand durch Dichtflächen (nicht Dichtkanten) abgedichtet ist. Dabei soll die Sollbruchstelle gegenüber bekannten derartigen Sollbruchstellen verbessert werden und zwar in bezug auf ihre Exponiertheit, auf ihre Empfindlichkeit gegenüber Kräften, die anders gerichtet sind als die zum \ffnen der Verschlusseinheit notwendigen Kräfte und/oder in Bezug auf Hilfsmittel, mit deren Hilfe die Sollbruchstelle exakt positioniert und die für ein Aufbrechen notwendige Kraft beschränkt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verschlusseinheit gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruches.
Die erfindungsgemässe Verschlusseinheit wird nach der Mehrmaterialien-Spritzgusstechnik aus mindestens zwei thermoplastischen Kunststoffmaterialien hergestellt, die sich in mindestens einer Eigenschaft unterscheiden. Mindestens ein Bereich bestehend aus einem der Materialien reicht dabei vom Ausgussteil in den Verschlussteil und kann am Übergang eine Sollbruchstelle bilden.
An den die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich schliesst vorteilhafterweise auf der äusseren Seite der Verschlusseinheit ein Bereich aus einem anderen Material eng an, der als Schutz/Stütz-Zone über die Sollbruchstelle reicht und vorteilhafterweise auf der verschlussteilseitigen Seite der Sollbruchstelle fest mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich verbunden ist, auf der ausgussteilseitigen Seite der Sollbruchstelle aber nicht oder nur sehr wenig am die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich haftet, derart, dass in diesem Bereich zwischen Ausgussteil und Verschlussteil ein trennbares Dichtflächenpaar entsteht.
Die beschriebene Schutz/Stütz-Zone kann sich auch auf der inneren Seite der Verschlusseinheit befinden, wodurch sie aber nur eine sehr beschränkte Schutzfunktion übernehmen kann.
Die beschriebene Schutz/Stütz-Zone kann ergänzt werden durch eine gleiche Schutz/Stütz-Zone auf der Innenseite der Verschlusseinheit oder durch eine bzw. zwei Stütz-Zonen, die ausgussteilseitig und/oder verschlussteilseitig eng am den die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich anliegend und fest mit diesem verbunden so nahe wie möglich an die Sollbruchstelle reichen, diese aber nicht überdecken.
Durch die beschriebenen Schutz/Stütz-Zonen und Stütz-Zonen wird die Sollbruchstelle gegen Verletzung geschützt und derart gestützt, dass sie beispielsweise durch äusseren Druck auf den Verschlussteil, durch Druck im Inneren des Behälters oder durch seitlich auf die Verschlusseinheit wirkende Kräfte nicht aufgebrochen werden kann.
Einige beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Verschlusseinheit werden anhand der folgenden Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verschlusseinheit mit Scharnier und äusserer und innerer Schutz/Stütz-Zone (mit Schnittebene senkrecht zur Schwenkachse des Scharniers);
Fig. 2 eine weitere Ausführungsform mit nur innerer Schutz/Stütz-Zone;
Fig. 3 die Sollbruchstelle der Ausführungsform gemäss Fig. 1 als vergrössertes Detail;
Fig. 4 die Sollbruchstelle der Ausführungsform gemäss Figur 2 als vergrössertes Detail;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Sollbruchstelle für eine erfindungsgemässe Verschlusseinheit;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Sollbruchstelle für eine erfindungsgemässe Verschlusseinheit;
Fig. 7a und 7b die Herstellung einer erfindungsgemässen Verschlusseinheit mit einer Sollbruchstelle gemäss Fig. 6 in zwei Giessstufen (Giessen des ersten Materials: Fig. 7a, Giessen des zweiten Materials: Fig. 7b).
Fig. 8a und 8b die Herstellung einer erfindungsgemässen Verschlusseinheit mit einer Sollbruchstelle gemäss Fig. 4 in zwei Giessstufen (Giessen des ersten Materials: Fig. 8a, Giessen des zweiten Materials: Fig. 8b).
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Verschlusseinheit. Sie besteht aus einem Ausgussteil 1 und einem Verschlussteil 2, die begrenzt schwenkbar miteinander verbunden sind durch ein Scharnier 4. Die Verschlusseinheit ist in einer \ffnung eines Gebindes 3 angebracht. Die Verschlusseinheit besteht aus mindestens zwei zusammenhängenden Bereichen aus je einem Material A bzw. B, von denen mindestens der eine sich sowohl im Ausgussteil 1 als auch im Verschlussteil 2 erstreckt. Dieser Bereich weist am Übergang zwischen Ausgussteil und Verschlussteil eine Sollbruchstelle 5 auf, die sich mindestens teilweise um den inneren Umfang der Ausgussöffnung erstreckt. Es handelt sich dabei um eine schmale Zone, in der das Material sehr dünn ist.
Die dargestellte Sollbruchstelle weist sowohl auf der Aussenseite als auch auf der Innenseite der Verschlusseinheit Zonen eines zweiten Materials B auf, die die Sollbruchstelle schützen und stützen und die weiter entfernt von der Sollbruchstelle zusam men mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich trennbare Dichtflächenpaare bilden können.
Weist die erfindungsgemässe Verschlusseinheit ein die Ausgussöffnung begrenzendes Scharnier auf, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist, erstreckt sich die Sollbruchstelle nur teilweise um den Umfang der Ausgussöffnung. Ist das Scharnier ausserhalb der Ausgussöffnung positioniert oder weist die Verschlusseinheit kein die Ausgussöffnung begrenzendes Verbindungsmittel zwischen Ausgussteil und Verschlussteil auf, erstreckt sich die Sollbruchstelle rund um die Ausgussöffnung.
Fig. 2 zeigt nun eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Verschlusseinheit, die ebenfalls aus zwei Materialien A und B besteht, wobei der Bereich des Materiales A vom Ausgussteil 1 in den Verschlussteil 2 reicht und eine Sollbruchstelle 5 aufweist. Im Unterschied zur in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besitzt diese nur auf der Innenseite der Verschlusseinheit eine Zone des Materials B, die die Sollbruchstelle 5 stützt. Damit der Verschlussteil trotzdem vom Ausgussteil abgehoben werden kann, ist er beispielsweise mit einer Lasche 20 versehen.
Fig. 3 zeigt nun die Sollbruchstelle gemäss Fig. 1 im Detail. Der Bereich aus dem einen Material A weist am Übergang vom Ausgussteil 1 zum Verschlussteil 2 eine Zone dünnen Materials auf, die sich linienförmig entlang dem inneren Umfang der Ausgussöffnung erstreckt und die Sollbruchstelle 5 bildet. An diese Sollbruchstelle 5 und mindestens ihre nähere Umgebung schliesst sich auf der äusseren Seite der Verschlusseinheit eine Schutz/Stütz-Zone 10 aus einem weiteren Material B eng an, die auf der verschlussteilseitigen Seite der Sollbruchstelle beispielsweise durch Formschlussmittel 12 fest mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich verbunden ist. Diese Schutz/Stütz-Zone ist auf der ausgussteilseitigen Seite der Sollbruchstelle nicht mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich verbunden sondern bildet mit diesem zusammen ein Dichtflächenpaar 13.
Fig. 4 zeigt im Detail die Sollbruchstelle der Ausführungsform gemäss Fig. 2. Im Unterschied zu der in der Fig. 3 dargestellten äusseren Dichtflächenpaar 13 auf der Aussenseite der Wandung der Ausgussöffnung, weist diese Ausführungsform eine innere Dichtfläche 14 auf der Innenseite der Wandung der Ausgussöffnung auf.
Zum Aufbrechen der Sollbruchstelle kann nun eine Kraft an der äusseren Schutz/Stütz-Zone (10 Fig. 1 oder 3) angreifen, und zwar ausgussteilseitig, wo diese nicht oder nur sehr wenig an dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich haftet. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist eben eine derartige Kraft (Pfeil P) notwendig, um den Verschlussteil in eine geöffnete Position zu schwenken. Bei einer derartigen Bewegung wird bei noch intakter Sollbruchstelle diese gebrochen, wobei der ganze Bereich aus dem Material B und der verschlussteilseitige Teil des Bereiches aus dem Material A bewegt werden.
Die äussere Schutz/Stütz-Zone 10 kann auf der Innenseite der Verschlusseinheit ergänzt werden beispielsweise durch eine Stütz-Zone 11, die wie in den Fig. 1 und 3 dargestellt ein Teil des aus dem Material B bestehenden Bereiches sein kann oder ein Teil eines Bereiches aus einem weiteren Material. Diese Stütz-Zone 11 ist ebenfalls fest mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich verbunden, beispielsweise durch Formschlussmittel 12, und reicht verschlussteilseitig möglichst nahe an die Sollbruchstelle heran, beispielsweise wie in der Fig. 3 dargestellt bis unmittelbar in die Sollbruchstelle.
Diese Stütz-Zone 11 übernimmt eine weitere Stützfunktion und verhindert zusammen mit der Schutz/Stütz-Zone 10 auf der äusseren Seite der Soll bruchstelle, dass Zonen unmittelbar neben der Sollbruchstelle bei deren Aufbrechen deformiert oder angerissen werden können, und trägt dadurch zu einer genauen Lokalisierung der Sollbruchstelle und zu einer Einschränkung der für das Aufbrechen der Sollbruchstelle notwendigen Kraft bei.
Varianten zu der in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Sollbruchstelle bestehen darin, dass auf der Innenseite der Verschlusseinheit anstelle der einseitigen Stütz-Zone ebenfalls eine die Sollbruchstelle überdeckende Schutz/Stütz-Zone vorgesehen ist oder dass auf der Innenseite der Verschlusseinheit sowohl verschlussteilseitig als auch ausgussteilseitig eine Stütz-Zone vorgesehen ist.
Weitere Varianten bestehen darin, dass die Schutz/Stütz-Zone 10 und/oder die Stütz-Zone 11 nicht durch Formschlussmittel 12, sondern durch Verschmelzung der Oberflächen oder durch ein entsprechendes Bindemittel mit dem die Sollbruchstelle aufweisenden Bereich fest verbunden sind.
Alle diese Verbindungsmittel zwischen den Bereichen aus verschiedenen Materialien können mit dem Mehrmaterialien-Spritzgussverfahren leicht hergestellt werden. Dabei wird aus einem ersten Material A ein Vorspritzling gegossen, der vorteilhafterweise die Sollbruchstelle aufweist. Dann werden die für des Giessen des Vorspritzlings gebrauchten Giessformen wenigstens teilweise bewegt oder entfernt und durch andere ersetzt und mit einem Material B der fertige Giessteil gegossen, wobei der Vorspritzling wenigstens teilweise als Giessform dient. Giessstufen mit weiteren Materialien können angeschlossen werden. Je nach Materialpaarung und je nach Temperaturführung beim Giessen des zweiten Materials sind die aneinandergegossenen Oberflächen mehr oder weniger miteinander verschmolzen und haften so mehr oder weniger aneinander.
Formschlussmittel zur festen Verbindung der Bereiche aus den verschiedenen Materialien lassen sich durch entsprechende geometrische Formgebung der Bereiche erstellen (siehe auch Fig. 7a und 7b). Zwischen einzelnen Giessstufen kann auch ein Bindemittel auf Teiloberflächen des bereits gegossenen Stückes aufgebracht werden, die zu einer Haftung zwischen den Bereichen führen.
Die Sollbruchstelle ist eine Stelle, an der das Material sehr dünn ist. Sie ist auch bereits während dem Giessverfahren sehr empfindlich und an sich wenig stabil. Soll sie nun in einer weiteren Giessstufe beidseitig von einem weiteren Material umgossen werden, müssen die Giessformen beidseitig von der Sollbruchstelle entfernt werden, sodass sie stabil genug sein muss, um den Bereich stabil zu halten. Es zeigt sich nun, dass die Sollbruchstelle dünner gestaltet werden kann, wenn sie beim Umgiessen mit anderem Material einseitig wenigstens teilweise durch einen stationären Giessformteil gestützt werden kann, das heisst mit anderen Worten, wenn sie wenigstens auf der einen Seite nicht vollständig von einer Zone eines weiteren Materials überdeckt ist.
Für eine weitere Erläuterung dazu dienen neben der Fig. 3 die Fig. 5 bis 8, die weitere Ausführungsformen von erfindungsgemässen Sollbruchstellen und eine schematische Darstellung ihrer Herstellung zeigen.
Die Sollbruchstelle 5 gemäss Fig. 3 ist auf der äusseren Seite der Verschlusseinheit ganz, auf der inneren Seite der Verschlusseinheit nur verschlussteilseitig von einer Schutz- und/oder Stütz-Zone bedeckt. Sie ist innen ausgussteilseitig nicht bedeckt, das heisst, die für diesen Bereich benützte Giessform muss für die Giessstufe des Materials B nicht entfernt werden und kann die Stützung der Sollbruchstelle übernehmen.
Fig. 5 zeigt eine Sollbruchstelle 5a, die auch auf der Innenseite der Verschlusseinheit allseitig von einer Schutz/Stütz-Zone 11a überdeckt ist, sodass beim Giessen dieser Zonen aus dem Material B keine Giessform die Sollbruchstelle stützen kann.
Es zeigt sich, dass eine Sollbruchstelle 5b gemäss Fig. 6 für die Herstellung optimal ist. Da die Sollbruchstelle 5b und ihre unmittelbare Umgebung auf der Innenseite der Verschlusseinheit nicht von einer Stütz-Zone 11b bedeckt sind, können sie beim Giessen des Materials B durch eine Giessform gestützt werden, wie dies mit Hilfe der Fig. 7a und 7b gezeigt werden soll.
Fig. 7a zeigt die Giessstufe des Materials A zum Giessen eines Vorspritzlings, der die Sollbruchstelle 5b aufweist. Für diese Giessstufe wird eine aus zwei Teilen bestehende, innere Giessform (60.1 und 60.2) verwendet und eine äussere Giessform 61.
Fig. 7b zeigt die Giessstufe des Materials B, wobei unter anderem die Schutz/Stütz-Zone 10b und die Stütz-Zone 11b gegossen werden. Da die Stütz-Zone die Sollbruchstelle 5b und ihre direkte Umgebung nicht überdecken soll, ist es möglich, die innere Giessform 60.2 während beiden Giessstufen stationär zu lassen, sodass sie die Sollbruchstelle stützen kann, während die innere Giessform 60.1 verschoben und die Giessform 61 durch die Giessform 62 ersetzt werden muss. Es wird dadurch möglich, bedeutend dünnere Sollbruchstellen zu giessen.
Aus den Fig. 7a und 7b ist auch ersichtlich, dass die Formschlussmittel 12b zur festen Verbindung der beiden Bereiche einfach hergestellt werden können.
Sollte eine innere Stütz-Zone wie in der Fig. 6 dargestellt den Anforderungen nicht genügen, besteht auch die Möglichkeit, die innere Stütz-Zone in einer ersten Giessstufe zu giessen, in einer zweiten die Sollbruchstelle und in einer dritten die äussere Schutz/Stütz-Zone. Dabei wird die Sollbruchstelle in der dritten Giessstufe durch die innere Stütz-Zone gestützt.
Fig. 8a und 8b zeigen in analoger Weise wie die Fig. 7a und 7b die Herstellung einer Sollbruchstelle gemäss Fig. 4. In einer ersten Giessstufe (Fig. 8a) wird der die Sollbruchstelle 5 aufweisende Bereich aus dem Material A (Vorspritzling) gegossen, und zwar mit den Giessformen 63.1, 63.2 und 64. Für die zweite Giessstufe werden die Giessformen 63.1 und 63.2 vom Vorspritzling weg bewegt, die Giessform 64 durch die Giessformen 65.1 und 65.2 (seitlich wegen der Lasche) ersetzt. Die Sollbruchstelle 5 ist zwischen den beiden Giessstufen zeitweise nur einseitig oder gar nicht gestützt, kann aber durch das Material B nicht aus ihrer Form gedrückt werden, da sie während der zweiten Giessstufe durch die Giessformen 65.1 und 65.2 gestützt ist.
The invention lies in the field of the packaging industry and relates to a closure unit and a production method thereof according to the preambles of the corresponding independent claims.
For containers for liquids such as metal cans or containers made of coated cardboard, for a reclosable opening and for a convenient pouring, closure units, preferably made of plastic, are often used, consisting of a pouring part with a pouring opening and a closing part which closes the pouring opening of the pouring part and which is used in a opening of the container. The patent application EP-0 557 487 by the same applicant describes such closure units. The closure units described are cast using a multi-material injection molding process and consist of at least two materials which differ in at least one property.
For a problem-free transport, the aforementioned patent specification EP-0 557 487 requires that the closure unit be designed in such a way that it can withstand a strenuous transport especially before the first opening, but that it can nevertheless be opened with little effort when the first opening can be opened. As a supplementary safeguard for the new condition, a predetermined breaking point between the pouring part and the closure part is proposed, which is broken open the first time it is opened. This predetermined breaking point runs between the closure part and the pouring part by at least a part of the circumference of the pouring opening and in fact in one of the areas consisting of a material which extends into the closure part and the pouring part. It is a linear zone in which the material is very thin.
Known closure units which are cast from one material can also have predetermined breaking points of this type. Such closure units are cast in a pseudo-closed state, which means that the closure part is molded onto the pouring part via a predetermined breaking point. When opening the first time, the closure part is separated from the pouring part along the predetermined breaking point. Since the broken predetermined breaking point is not sufficient as a sealing surface when reclosing, the closure part must be brought into a further closed state during reclosure, which usually consists of pushing the closure part deeper over the pouring part. The predetermined breaking point is in a new condition (pseudo-closed condition) directly on the outer surface of the closure unit and represents an easily vulnerable point.
It is now the object of the invention to provide a closure unit which, when new, has an additional securing means due to a predetermined breaking point between the pouring part and the closure part, the closed state of which, however, is the same in the new state and in the reclosed state (no pseudo-closed state), and that is sealed in the reclosed state by sealing surfaces (not sealing edges). The predetermined breaking point is to be improved compared to known predetermined breaking points of this type, namely with regard to their exposure, their sensitivity to forces that are directed differently than the forces required to open the closure unit and / or with regard to aids with the aid of which the predetermined breaking point exactly positioned and the force required to break open can be limited.
This object is achieved by the closure unit according to the characterizing part of the independent patent claim.
The closure unit according to the invention is produced using the multi-material injection molding technique from at least two thermoplastic materials which differ in at least one property. At least one area consisting of one of the materials extends from the pouring part into the closure part and can form a predetermined breaking point at the transition.
The area having the predetermined breaking point is advantageously closely adjoined on the outer side of the closure unit by an area made of another material, which extends as a protection / support zone over the predetermined breaking point and is advantageously firmly connected on the closure part side of the predetermined breaking point to the area having the predetermined breaking point is on the spout side of the predetermined breaking point but not or only very little adheres to the area having the predetermined breaking point, such that a separable sealing surface pair is created in this area between the spout and the closure part.
The protection / support zone described can also be located on the inner side of the closure unit, but as a result it can only perform a very limited protective function.
The protection / support zone described can be supplemented by an identical protection / support zone on the inside of the closure unit or by one or two support zones which closely and firmly adjoin the area having the predetermined breaking point on the spout and / or closure part side connected to it as close as possible to the predetermined breaking point, but not covering it.
Through the described protection / support zones and support zones, the predetermined breaking point is protected against injury and is supported in such a way that it cannot be broken open, for example, by external pressure on the closure part, by pressure inside the container or by forces acting laterally on the closure unit .
Some exemplary embodiments of the closure unit according to the invention are described in detail with reference to the following figures. Show:
1 shows a section through an exemplary embodiment of the closure unit according to the invention with hinge and outer and inner protection / support zone (with section plane perpendicular to the pivot axis of the hinge);
2 shows a further embodiment with only an inner protection / support zone;
3 shows the predetermined breaking point of the embodiment according to FIG. 1 as an enlarged detail;
4 shows the predetermined breaking point of the embodiment according to FIG. 2 as an enlarged detail;
5 shows a further embodiment of the predetermined breaking point for a closure unit according to the invention;
6 shows a further embodiment of the predetermined breaking point for a closure unit according to the invention;
7a and 7b the manufacture of a closure unit according to the invention with a predetermined breaking point according to FIG. 6 in two casting stages (casting of the first material: FIG. 7a, casting of the second material: FIG. 7b).
8a and 8b show the manufacture of a closure unit according to the invention with a predetermined breaking point according to FIG. 4 in two casting stages (casting of the first material: FIG. 8a, casting of the second material: FIG. 8b).
1 shows a section through an exemplary embodiment of a closure unit according to the invention. It consists of a pouring part 1 and a closure part 2, which are connected to one another to a limited extent by a hinge 4. The closure unit is mounted in an opening of a container 3. The closure unit consists of at least two contiguous areas each made of a material A or B, at least one of which extends both in the pouring part 1 and in the closure part 2. At the transition between the pouring part and the closure part, this area has a predetermined breaking point 5, which extends at least partially around the inner circumference of the pouring opening. It is a narrow zone in which the material is very thin.
The predetermined breaking point shown has zones of a second material B both on the outside and on the inside of the closure unit, which protect and support the predetermined breaking point and which, further away from the predetermined breaking point, can form separable sealing surface pairs together with the area having the predetermined breaking point.
If the closure unit according to the invention has a hinge delimiting the pouring opening, as is shown in FIG. 1, the predetermined breaking point extends only partially around the circumference of the pouring opening. If the hinge is positioned outside the pouring opening or if the closure unit does not have a connecting means between the pouring part and the closing part that delimits the pouring opening, the predetermined breaking point extends around the pouring opening.
2 shows a further embodiment of the closure unit according to the invention, which likewise consists of two materials A and B, the area of material A extending from the pouring part 1 into the closure part 2 and having a predetermined breaking point 5. In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, this only has a zone of material B on the inside of the closure unit which supports the predetermined breaking point 5. So that the closure part can still be lifted off the pouring part, it is provided with a tab 20, for example.
3 now shows the predetermined breaking point according to FIG. 1 in detail. The area made of the one material A has a zone of thin material at the transition from the pouring part 1 to the closing part 2, which zone extends in a line along the inner circumference of the pouring opening and forms the predetermined breaking point 5. A protective / support zone 10 made of a further material B closely adjoins this predetermined breaking point 5 and at least its immediate vicinity on the outer side of the closure unit, which zone firmly on the side of the predetermined breaking point on the closure part side, for example by positive locking means 12, with the area having the predetermined breaking point connected is. This protection / support zone is not connected on the spout side of the predetermined breaking point to the area having the predetermined breaking point, but together forms a pair of sealing surfaces 13.
FIG. 4 shows in detail the predetermined breaking point of the embodiment according to FIG. 2. In contrast to the outer sealing surface pair 13 shown in FIG. 3 on the outside of the wall of the pouring opening, this embodiment has an inner sealing surface 14 on the inside of the wall of the pouring opening on.
In order to break open the predetermined breaking point, a force can now act on the outer protection / support zone (10 Fig. 1 or 3), namely on the spout side, where it does not adhere or only very little to the area having the predetermined breaking point. As can be seen from FIG. 1, such a force (arrow P) is required to pivot the closure part into an open position. In the case of such a movement, the predetermined breaking point is still broken, the entire area made of material B and the part of the area made of material A on the closure part side being moved.
The outer protection / support zone 10 can be supplemented on the inside of the closure unit, for example by a support zone 11 which, as shown in FIGS. 1 and 3, can be part of the area consisting of material B or part of an area from another material. This support zone 11 is also firmly connected to the area having the predetermined breaking point, for example by means of positive locking means 12, and on the closure part side extends as close as possible to the predetermined breaking point, for example as shown in FIG. 3, directly into the predetermined breaking point.
This support zone 11 takes on a further support function and, together with the protection / support zone 10 on the outer side of the predetermined breaking point, prevents zones immediately next to the predetermined breaking point from being deformed or torn when it breaks open, and thereby contributes to precise localization the predetermined breaking point and a restriction of the force required to break open the predetermined breaking point.
Variants of the embodiment of the predetermined breaking point shown in FIG. 3 consist in that a protection / supporting zone covering the predetermined breaking point is also provided on the inside of the closure unit instead of the one-sided support zone, or that both on the closure part side and on the inside of the closure unit a support zone is provided on the pouring part side.
Further variants consist in the fact that the protection / support zone 10 and / or the support zone 11 are not firmly connected to the area having the predetermined breaking point by means of interlocking means 12, but rather by fusing the surfaces or by means of a corresponding binding agent.
All of these connecting means between the areas of different materials can be easily manufactured with the multi-material injection molding process. In this case, a preform is cast from a first material A, which advantageously has the predetermined breaking point. Then the molds used for casting the preform are at least partially moved or removed and replaced by others and the finished casting is cast with a material B, the preform serving at least partially as a mold. Casting steps with other materials can be connected. Depending on the material pairing and depending on the temperature control during the casting of the second material, the surfaces that are cast together are more or less fused together and more or less adhere to one another.
Form-locking means for firmly connecting the areas from the different materials can be created by appropriate geometric shaping of the areas (see also FIGS. 7a and 7b). Between individual casting stages, a binder can also be applied to partial surfaces of the piece that has already been cast, which leads to adhesion between the areas.
The predetermined breaking point is a point where the material is very thin. Even during the casting process, it is very sensitive and in itself not very stable. If another material is to be cast around them in a further casting step, the casting molds must be removed on both sides of the predetermined breaking point so that they have to be stable enough to keep the area stable. It now turns out that the predetermined breaking point can be made thinner if it can be supported on one side at least partially by a stationary casting mold part when it is cast around with other material, that is to say in other words if it is not completely on one side of a zone of one other material is covered.
In addition to FIG. 3, FIGS. 5 to 8, which show further embodiments of predetermined breaking points according to the invention and a schematic representation of their production, serve for a further explanation.
The predetermined breaking point 5 according to FIG. 3 is completely covered on the outer side of the closure unit and on the inner side of the closure unit only by a protection and / or support zone. It is not covered on the inside of the pouring part, which means that the casting mold used for this area does not have to be removed for the casting stage of material B and can support the predetermined breaking point.
FIG. 5 shows a predetermined breaking point 5a, which is also covered on all sides by a protection / support zone 11a on the inside of the closure unit, so that when these zones are cast from material B, no casting mold can support the predetermined breaking point.
It can be seen that a predetermined breaking point 5b according to FIG. 6 is optimal for the production. Since the predetermined breaking point 5b and its immediate vicinity on the inside of the closure unit are not covered by a support zone 11b, they can be supported by a casting mold when casting the material B, as is to be shown with the aid of FIGS. 7a and 7b.
7a shows the casting step of material A for casting a pre-molded part which has the predetermined breaking point 5b. For this casting step, an inner casting mold (60.1 and 60.2) consisting of two parts and an outer casting mold 61 are used.
7b shows the pouring stage of material B, the protection / support zone 10b and the support zone 11b being cast, among other things. Since the support zone should not cover the predetermined breaking point 5b and its direct surroundings, it is possible to leave the inner casting mold 60.2 stationary during both casting stages, so that it can support the predetermined breaking point, while the inner casting mold 60.1 is displaced and the casting mold 61 by the Mold 62 must be replaced. This makes it possible to cast significantly thinner predetermined breaking points.
It can also be seen from FIGS. 7a and 7b that the form-locking means 12b can be easily produced for the firm connection of the two areas.
If an inner support zone as shown in FIG. 6 does not meet the requirements, there is also the possibility of casting the inner support zone in a first casting step, in a second the predetermined breaking point and in a third the outer protection / support Zone. The predetermined breaking point in the third casting stage is supported by the inner support zone.
8a and 8b show, in a manner analogous to FIGS. 7a and 7b, the production of a predetermined breaking point according to FIG. 4. In a first casting step (FIG. 8a), the area having the predetermined breaking point 5 is cast from material A (pre-molded part), namely with the molds 63.1, 63.2 and 64. For the second casting stage, the molds 63.1 and 63.2 are moved away from the pre-molded part, the mold 64 is replaced by the molds 65.1 and 65.2 (laterally because of the tab). The predetermined breaking point 5 is temporarily only supported on one side or not at all between the two casting stages, but cannot be pressed out of its shape by the material B, since it is supported by the molds 65.1 and 65.2 during the second casting stage.