Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Verpakkungsindustrie und betrifft eine Verschlusseinheit gemäss dem Oberbegriff des ersten Patentanspruches.
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 beschreibt 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 neben einer guten Dichtigkeit der Verschlusseinheit gefordert, dass für eine bequeme Handhabung die Verschlusseinheit bei normalem Gebrauch immer als Ganzes mit dem Gebinde verbunden sei, derart, dass der Verschlussteil auch in geöffnetem Zustand nicht vollständig vom Ausgussteil entfernt werden kann. Zur Erfüllung dieser Forderung wird ein flexibler Steg (oder mehrere Stege) vorgeschlagen, der den Verschlussteil mit dem Ausgussteil verbindet oder am Verschlussteil angeformt ist und zwischen Gebinde und Ausgussteil festgehalten wird. Der Nachteil dieser Verbindung zwischen Ausgussteil (bzw. Gebinde) und Verschlussteil besteht darin, dass der Verschlussteil im geöffneten Zustand keine genau definierte Position hat, sodass zum Verschliessen neben einer schliessenden Bewegung auch eine positionierende Bewegung notwendig ist.
Wenn die schliessende Bewegung nicht ganz genau ausgeführt wird, müssen die Dichtflächen an der Aussen- oder Innenseite der Ausgussöffnung deformiert werden, was einen unnötigen Kraftaufwand bedeutet.
Auch bekannte Verschlusseinheiten, die aus einem Material gegossen sind, weisen Verbindungsstege zwischen Ausgussteil und Verschlussteil auf. Die Verschlusseinheit wird in geöffnetem Zustand hergestellt und vor oder nach der Montage am Gebinde geschlossen. Die Stegverbindung weist dieselben Nachteile auf wie die Verbindungsstege gemäss der genannten Patentschrift EP-0 557 487.
Es ist nun die Aufgabe der Erfindung, eine Verschlusseinheit zu schaffen, deren Verschlussteil in geschlossenem Zustand gut gegen den Ausgussteil dichtet und deren Verschlussteil auch in geöffnetem Zustand mit dem Ausgussteil verbunden bleibt und zwar in einer gegenüber dem Ausgussteil derart definierten Stellung, dass eine einzige, einfache Schwenkbewegung um eine Schwenkachse ausreicht, um die Ausgussöffnung zu verschliessen. Die Verschlusseinheit soll zudem derart ausgestaltet sein, dass beim Verschliessen oder \ffnen möglichst nur die als elastische Formschlussmittel dienenden Zonen deformiert werden müssen, sodass der für das \ffnen und Schliessen benötigte Kraftaufwand ein Minimum beträgt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verschlusseinheit gemäss dem kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruches.
Die erfindungsgemässe Verschlusseinheit weist ein Scharnier auf, mit Hilfe dessen der Verschlussteil relativ zum Ausgussteil um eine Schwenkachse begrenzt schwenkbar ist. Die Schwenkachse liegt im wesentlichen auf einem geradlinig verlaufenden Teil der dem Verschlussteil zugewendeten Stirnfläche der Wandung der Ausgussöffnung. Als Dichtungsmittel weist die Verschlusseinheit um die Ausgussöffnung stirnseitige, innere und/oder äussere Dichtflächenpaare auf, die (in geschlossenem Zustand der Verschlusseinheit) je aus einer ausgussteilseitigen und einer verschlussteilseitigen Dichtfläche bestehen, wobei die Dichtflächen derart ausgebildet sind, dass sie bei der Schwenkbewegung des Verschlussteiles nicht deformiert werden.
Die erfindungsgemässe Verschlusseinheit wird vorteilhafterweise nach dem Mehrmaterialien-Spritzgussverfahren hergestellt, wobei in einer ersten Giessstufe ein Vorspritzling aus einem ersten Material gegossen wird, dann die Giessform wenigstens teilweise bewegt oder ersetzt wird und dann mit einem zweiten Material die Verschlusseinheit fertig gegossen wird, wobei der Vorspritzling wenigstens teilweise als Giessform dient. Es lassen sich mit diesem Verfahren Dichtflächenpaare aneinander giessen, wobei die eine Dichtfläche aus dem ersten Material besteht, die zweite Dichtfläche aus dem zweiten Material. Die aneinandergegossenen Dichtflächen passen sehr präzise aufeinander und bieten dadurch eine optimale Dichtigkeit.
Einige beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Verschlusseinheit werden anhand der folgenden Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verschlusseinheit;
Fig. 2 innere und äussere Dichtflächenpaare ohne Krümmung um die Schwenkachse;
Fig. 3 schematische Darstellungen von erfindungsgemässen Verschlusseinheiten zur Illustration der für die Schwenkbewegung notwendigen Dichtflächenkorrekturen;
Fig. 4 eine Detailzeichnung der Verschlusseinheit gemäss Fig. 1;
Fig. 5 ein Schema zur Erläuterung der für die Schwenkbewegung notwendigen Dichtflächenkorrektur;
Fig. 6 eine dreidimensionale Darstellung einer äusseren, ausgussteilseitigen Dichtfläche für eine Verschlusseinheit gemäss Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verschlusseinheit mit einem Ausgussteil 1 und einem Verschlussteil 2. Der Ausgussteil ist mit einem Gebinde 3 fest verbunden. Der Verschlussteil ist über ein Scharnier 4 begrenzt schwenkbar mit dem Ausgussteil 1 verbunden.
Fig. 2 zeigt mögliche Dichtflächenpaare zur Abdichtung der geschlossenen Verschlusseinheit im Schnitt. Diese befinden sich auf der Stirnseite der Wandung der Ausgussöffnung (A), auf der Aussenoberfläche der Wandung (B) und/oder auf der Innenoberfläche der Wandung der Ausgussöffnung (C), wobei die stirnseitigen Dichtflächenpaare im wesentlichen senkrecht zu einer durch den Ausguss laufenden Achse, die äusseren und inneren im wesentlichen parallel dazu verlaufen. Aus der Figur ist leicht ersichtlich, dass die schematisch dargestellten Verschlussteile einfach senkrecht gegen oben (par allel zur Ausgussachse) von den Ausgussteilen entfernt werden können. Anders ist das bei einer Verschwenkung des Verschlussteiles zum \ffnen der Verschlusseinheit.
Stellt man sich die dargestellten Dichtflächenpaare als senkrecht zur Papierebene verlaufend vor, ist es offensichtlich, dass die Verschlussteile 2 ohne Schwierigkeiten um eine ausser- und oberhalb der Ausgussöffnung liegende, parallel zur Papierebene verlaufende Schwenkachse in eine geöffnete Position geschwenkt werden könnten. Liegt aber die Schwenkachse nicht in der Papierebene, sondern beispielsweise senkrecht dazu, ist ebenfalls offensichtlich, dass die Dichtflächen der einzelnen Dichtflächenpaare bei einer Verschwenkung des Verschlussteiles miteinander in Konflikt kommen, das heisst, dass sie einander gegenseitig deformieren, wenn ihre Form nicht entsprechend korrigiert ist. Die einzigen bei einer Schwenkbewegung wie bei einer einfachen Abhebbewegung nicht betroffenen Dichtflächenpaare sind die stirnseitigen Dichtflächenpaare A.
In der Fig. 2 sind Schwenkachsen Z senkrecht zur Papierebene eingezeichnet, die Schwenkbewegung des Verschlussteiles mit einem ausgezogenen Pfeil, die entsprechenden Schwenkbewegungen von Randpunkten der Dichtflächen mit gestrichelten Pfeilen angedeutet. Fig. 2 ist derart überzeichnet, dass entsprechende Schwenkbewegungen nicht möglich sind, da überall da, wo die schwenkende, verschlussteilseitige Dichtfläche näher an der Schwenkachse liegt als die stationäre, ausgussteilseitige Dichtfläche, die beiden Dichtflächen miteinander in Konflikt kommen, wenn sie geformt sind wie dargestellt.
Damit die entsprechenden Schwenkbewegungen ohne Deformation der Dichtflächenpaare möglich werden, müssen die Dichtflächenpaare von der Schwenkachse aus gesehen konkav gewölbt sein, das heisst, sie müssen sich um die Schwenkachse krümmen, derart, dass in jeder Schnittfläche senkrecht zur Schwenkachse der von der Schwenkachse am weitesten entfernte Punkt der schwenkenden Dichtfläche sich entlang der stationären Dichtfläche (auf einem Kreisbogen) bewegen kann.
Fig. 3 zeigt nun schematisch verschiedene beispielhafte Ausführungsformen von erfindungsgemässen Verschlusseinheiten als Draufsicht auf die Ausgussöffnung. Das Scharnier ist je symbolisch durch die Schwenkachse Z dargestellt. In den dargestellten Varianten sind gemäss obigen Ausführungen je nach Position relativ zur Schwenkachse innere (C) oder äussere (B) Dichtflächen oder gar keine zu korrigieren. In der Fig. 3 sind die zu korrigierenden Dichtflächen (B oder C oder /) an den entsprechenden, die Ausgussöffnung begrenzenden Wandabschnitten markiert.
Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemässe Verschlusseinheit gemäss Fig. 1 als Draufsicht und als Schnitt gemäss Ansicht F-F der Draufsicht. Die Verschlusseinheit weist ein äusseres Dichtflächenpaar B und ein stirnseitiges Dichtflächenpaar A auf. Wie aus der Schnittzeichnung ersichtlich, ist das Dichtflächenpaar auf den an das Scharnier (Schwenkachse Z) grenzenden Wandbereichen korrigiert.
Fig. 5 zeigt ein Schema zur genauen Ausgestaltung der Korrektur der Dichtflächenpaare an einem einfachen Beispiel. Die Figur besteht aus einer Projektion (unten) in eine Ebene, in der die Schwenkachse liegt, und einer Projektion (oben) in eine Ebene, in der die Ausgussachse (nicht dargestellt) liegt und die im vorliegenden Fall von der Schwenkachse Z senkrecht durchstossen wird. Das Schema zeigt die Fläche, die bei einer Schwenkbewegung von derjenigen Kante der schwenkenden Dichtfläche beschrieben wird, die die stationäre Dichtfläche bei einer Schwenkbewegung ganz überstreift. Im geschlossenen Zustand der Verschlusseinheit hat diese Kante die Position a.
Die Punkte P, Q und R auf der Kante a (geschlossene Position) bewegen sich auf den Spu ren P min , Q min und R min auf Kreisbahnen senkrecht zur Schwenkachse Z, deren Durchmesser p, q und r dem Abstand der Punkte P, Q und R von der Schwenkachse entsprechen.
Die von den Spuren P min , Q min , und P min gebildete Fläche entspricht der korrigierten Form eines äusseren Dichtflächenpaares, entlang einem Wandteil, der gegen die Schwenkachse einen Winkel alpha bildet und in unkorrigiertem Zustand parallel zur Ausgussachse steht. In entsprechender Weise werden korrigierte Dichtflächenpaare auch für kompliziertere Wandbereiche und Dichtflächenformen konstruiert.
Fig. 6 zeigt nun in perspektivischer Darstellung eine korrigierte, äussere Dichtfläche F am Ausgussteil einer Verschlusseinheit gemäss Fig. 1. Da die Dichtfläche F nicht parallel zur Ausgussachse verläuft, sondern eine sich gegen die Ausgussöffnung verjüngende Form hat, ist die Korrektur nur in einem Bereich, der durch die zwei gestrichelt eingezeichneten Linien m und n begrenzt ist, notwendig.
The invention lies in the field of the packaging industry and relates to a closure unit according to the preamble of the first claim.
On containers for liquids such as metal cans or containers made of coated cardboard, for a reclosable opening and for 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.
In addition to a good tightness of the closure unit, the mentioned patent specification EP-0 557 487 requires that the closure unit is always connected as a whole to the container during normal use, so that the closure part is not completely removed from the pouring part, even in the open state can be removed. To meet this requirement, a flexible web (or a plurality of webs) is proposed, which connects the closure part to the pouring part or is molded onto the closure part and is held between the container and the pouring part. The disadvantage of this connection between the pouring part (or container) and the closure part is that the closure part does not have a precisely defined position in the open state, so that in addition to a closing movement, a positioning movement is also necessary for the closure.
If the closing movement is not carried out exactly, the sealing surfaces on the outside or inside of the pouring opening have to be deformed, which means an unnecessary effort.
Known closure units, which are cast from one material, also have connecting webs between the pouring part and the closure part. The closure unit is manufactured in the open state and closed before or after assembly on the container. The web connection has the same disadvantages as the connecting webs according to the mentioned patent EP-0 557 487.
It is now the object of the invention to provide a closure unit, the closure part of which seals well against the pouring part in the closed state and the closure part of which remains connected to the pouring part even in the open state, in a position defined in relation to the pouring part such that a single, a simple swivel movement around a swivel axis is sufficient to close the pouring opening. The closure unit should also be designed in such a way that when closing or opening only the zones serving as elastic form-locking means have to be deformed if possible, so that the effort required for opening and closing is a minimum.
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 has a hinge, with the aid of which the closure part can be pivoted to a limited extent about a pivot axis relative to the pouring part. The pivot axis lies essentially on a rectilinear part of the end face of the wall of the pouring opening facing the closure part. As a sealing means, the closure unit around the pouring opening has front, inner and / or outer sealing surface pairs, which (in the closed state of the closure unit) each consist of a sealing surface on the pouring part side and a sealing part on the closure part side, the sealing surfaces being designed such that they pivot when the closure part is pivoted not be deformed.
The closure unit according to the invention is advantageously produced by the multi-material injection molding process, in which in a first casting step a pre-molded part is cast from a first material, then the mold is at least partially moved or replaced and then the closure unit is finished with a second material, the pre-molded part serves at least partially as a casting mold. With this method, sealing surface pairs can be cast onto one another, one sealing surface consisting of the first material and the second sealing surface consisting of the second material. The molded sealing surfaces fit each other very precisely and therefore offer optimal tightness.
Some exemplary embodiments of the closure unit according to the invention are described in detail with reference to the following figures. Show:
1 shows an exemplary embodiment of the closure unit according to the invention;
2 inner and outer sealing surface pairs without curvature about the pivot axis;
3 shows schematic representations of closure units according to the invention to illustrate the sealing surface corrections necessary for the pivoting movement;
FIG. 4 shows a detailed drawing of the closure unit according to FIG. 1;
5 shows a diagram for explaining the sealing surface correction necessary for the pivoting movement;
6 shows a three-dimensional representation of an outer, sealing part-side sealing surface for a closure unit according to FIG. 1.
1 shows an exemplary embodiment of the closure unit according to the invention with a pouring part 1 and a closing part 2. The pouring part is firmly connected to a container 3. The closure part is pivotally connected to the pouring part 1 via a hinge 4.
Fig. 2 shows possible pairs of sealing surfaces for sealing the closed closure unit in section. These are located on the end face of the wall of the pouring opening (A), on the outer surface of the wall (B) and / or on the inside surface of the wall of the pouring opening (C), the end face pairs of sealing faces being essentially perpendicular to an axis running through the pouring spout , the outer and inner run essentially parallel to it. It is easy to see from the figure that the schematically illustrated closure parts can be removed from the pouring parts simply vertically upwards (parallel to the pouring axis). It is different when the closure part is pivoted to open the closure unit.
If one imagines the pairs of sealing surfaces shown as running perpendicular to the plane of the paper, it is obvious that the closure parts 2 could be pivoted into an open position without difficulty around an axis of rotation lying outside and above the spout and parallel to the plane of the paper. However, if the swivel axis is not in the plane of the paper, but perpendicular to it, for example, it is also obvious that the sealing surfaces of the individual sealing surface pairs come into conflict when the closure part is pivoted, that is to say that they deform one another if their shape is not corrected accordingly . The only pairs of sealing surfaces that are not affected by a swiveling movement, such as by a simple lifting movement, are the front sealing surface pairs A.
In Fig. 2 pivot axes Z are drawn perpendicular to the plane of the paper, the pivoting movement of the closure part with a solid arrow, the corresponding pivoting movements of edge points of the sealing surfaces are indicated by dashed arrows. Fig. 2 is oversubscribed such that corresponding pivoting movements are not possible, since where the pivoting, sealing part-side sealing surface is closer to the pivot axis than the stationary, sealing part-side sealing surface, the two sealing surfaces come into conflict with one another if they are shaped as shown .
In order for the corresponding swivel movements to be possible without deformation of the sealing surface pairs, the sealing surface pairs must be curved concavely when viewed from the swivel axis, that is to say they must curve around the swivel axis in such a way that in each cutting surface perpendicular to the swivel axis the one furthest away from the swivel axis Point of the pivoting sealing surface can move along the stationary sealing surface (on a circular arc).
3 now schematically shows various exemplary embodiments of closure units according to the invention as a top view of the pouring opening. The hinge is symbolically represented by the pivot axis Z. In the variants shown, inner (C) or outer (B) sealing surfaces, or none at all, must be corrected, depending on the position, relative to the swivel axis. 3, the sealing surfaces to be corrected (B or C or /) are marked on the corresponding wall sections delimiting the pouring opening.
FIG. 4 shows a closure unit according to the invention according to FIG. 1 as a top view and as a section according to view F-F of the top view. The closure unit has an outer pair of sealing surfaces B and an end pair of sealing surfaces A. As can be seen from the sectional drawing, the pair of sealing surfaces has been corrected on the wall areas bordering on the hinge (pivot axis Z).
5 shows a diagram for the precise configuration of the correction of the sealing surface pairs using a simple example. The figure consists of a projection (below) into a plane in which the pivot axis lies and a projection (above) into a plane in which the pouring axis (not shown) lies and which in the present case is penetrated vertically by the pivot axis Z. . The diagram shows the surface that is described for a pivoting movement from that edge of the pivoting sealing surface that completely slides over the stationary sealing surface during a pivoting movement. When the closure unit is closed, this edge has the position a.
The points P, Q and R on the edge a (closed position) move on the tracks P min, Q min and R min on circular paths perpendicular to the pivot axis Z, whose diameter p, q and r the distance between the points P, Q and R correspond to the swivel axis.
The area formed by the tracks P min, Q min, and P min corresponds to the corrected shape of an outer pair of sealing surfaces, along a wall part which forms an angle alpha with respect to the pivot axis and, in the uncorrected state, is parallel to the pouring axis. Correspondingly, corrected sealing surface pairs are also designed for more complicated wall areas and sealing surface shapes.
6 now shows a perspective representation of a corrected, outer sealing surface F on the pouring part of a closure unit according to FIG. 1. Since the sealing surface F does not run parallel to the pouring axis, but has a shape tapering towards the pouring opening, the correction is only in one area , which is limited by the two dashed lines m and n, necessary.