Die vorliegende Erfindung betrifft eine über einer durchstossbaren Stelle eines geschlossenen Behältnisses anbringbare Verschlussvorrichtung aus Kunststoff, gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Es sind verschiedenste, insbesondere zur Aufbewahrung von fliessfähigen Medien geeignete Behältnisse auf dem Markt erhältlich, bei denen vor der Öffnung eine Folie oder Membran oder auch die Verpackungswand selber durchstossen werden muss, bevor das flüssige Medium dem Behältnis entnommen werden kann. Solche Behältnisse sind beispielsweise sogenannte Weichverpackungen aus ein- oder mehrlagigen Folien oder beschichtetem Karton, auf denen eine Verschliessvorrichtung aufgeklebt oder aufgeschweisst ist, wobei die Verschliessvorrichtung einen Schraubverschluss umfasst. Verschliessvorrichtungen für solche Verpackungen weisen einen Unterteil auf, der einen zylindrischen Ausgussstutzen mit Aussengewinde und einen unteren, randständigen Flansch zur Befestigung auf der Weichpackung aufweist.
Bevor der Inhalt aus der genannten Weichpackung entnommen werden kann, muss einerseits die Schraubkappe vom Unterteil abgeschraubt und andererseits die Behältniswand im Bereich des Ausgussstutzens durchtrennt werden. Für die Durchtrennung weist die Verschlussvorrichtung einen integrierten Durchstosser auf zur Durchtrennung der Behältniswand im Bereich der Behälteröffnung. Hierbei sind insbesondere zwei Systeme bekannt. Beim einen System wird in einem ersten Schritt der Schraubdeckel entfernt und in einem zweiten Schritt der integrierte Durchstosser vom Benutzer durch Fingerdruck nach unten bewegt. Typische Vertreter dieser Version sind beispielsweise aus der EP-A-0 543 119 und der US-A-5 297 696 bekannt.
Damit ein Durchstosser einer solchen Verschliessvorrichtung vernünftig betätigbar ist, muss der zylindrische Ausgussstutzen mit einer seitlichen in axialer Richtung verlaufenden Ausnehmung versehen sein, die etwa der Breite eines Fingers entspricht. Diese bekannte Lösungsversion ist relativ einfach im Aufbau, hat jedoch den Nachteil, dass einerseits die Ausgiesseigenschaften solcher Verschlüsse schlecht sind und andererseits die Gefahr gross ist, dass bei der Betätigung des Durchstossers der Finger mit dem flüssigen Inhalt in Berührung kommt. Dies führt einerseits zu einer Verschmutzung des Fingers und andererseits zu einer Kontamination des flüssigen Inhaltes. Dies ist besonders nachteilig, weil die hier interessierenden Behältnisse insbesondere für Getränke verwendet werden, deren Haltbarkeit durch die Kontamination wesentlich reduziert wird.
In einer zweiten, hier insbesondere interessierenden Version besteht eine interaktive Wirkung zwischen der Schraubkappe und dem Durchstosser. In den weitaus häufigsten Fällen wird der Durchstosser mit Hilfe der Schraubkappe nach unten durch die Behältniswand hindurchgestossen. Hierzu befindet sich der Drehverschluss vor der Erstöffnung in einer zum Unterteil nach oben versetzten Lage, die meist durch ein Garantieband überbrückt ist. Folglich muss zuerst das Garantieband entfernt werden, worauf dann der Verschluss vollständig zugeschraubt wird, wobei gleichzeitig sowohl die Schraubkappe als auch der im Ausgussstutzen gelagerte Durchstosser nach unten bewegt werden. Beim vollständigen Verschliessen der Schraubkappe wird folglich die Weichverpackung durchstossen und geöffnet.
In einem dritten Schritt muss nun wieder die Schraubkappe vollständig abgeschraubt werden, bevor nun der Inhalt frei zugänglich ist und ausgegossen werden kann. Ein typischer Vertreter dieser Verschlussversion ist beispielsweise aus der WO 96/11 850 bekannt. In ähnlicher Weise arbeitet eine Verschliessvorrichtung gemäss der WO 99/64 315. Bei dieser Vorrichtung hat der Durchstosser zwei Gewindeabschnitte in unterschiedlicher Steigrichtung. In einer ersten Schraubbewegung wird der Durchstosser durch die Behältniswand hindurch gedrückt und danach mit umgekehrter Drehrichtung die Schraubkappe vom Durchstosser abgeschraubt.
Während Verschlüsse dieser Art bei Weichverpackungen relativ neu sind, sind solche Verschliessvorrichtungen in fast analoger Bauweise für Behältnisse in Form von Flaschen, deren Behälterhals mit einer Membran oder Folie versiegelt ist, schon in diversen Ausführungsformen bekannt. Auf dem Markt haben sich Verschliessvorrichtungen dieser Art nicht bewährt. Neben immer wider auftretenden Dichtungsproblemen ist das Hauptproblem darin zu sehen, dass die Öffnung nicht den Gewohnheiten des Konsumenten entspricht. Folglich müssen auf der Verpackung ausführliche Erklärungen angebracht sein, wie die Verpackung zu öffnen ist. Dies ist nicht nur unerwünscht, sondern erfahrungsgemäss finden diese Erklärungen kaum Beachtung und vielfach liest der Konsument diese Erklärungen erst, nachdem er den Verschluss bereits zerstört oder unwirksam gemacht hat.
Auf Grund der Kenntnisse schlägt die WO 99/42 375 eine Vorrichtung vor, bei der ein Durchstosser interaktiv mit einer Schraubkappe zusammenwirkt in der Weise, dass beim einfachen Abschrauben der Schraubkappe gleichzeitig der Durchstosser so bewegt wird, dass er nach unten gefördert wird und die Verpackungswandung durchstösst. Diese Verschliessvorrichtung ist absolut einfach in der Bedienung und entsprechend für den Konsumenten komfortabel. Problematisch an diesem Verschluss ist jedoch die Tatsache, dass der Durchstosser haftend auf der Verpackungswandung angebracht werden muss. Der durchtrennte Teil der Verpackungswand bleibt somit am Durchstosser hängen. Die Ränder der am Durchstosser verbleibenden Verpackungswand bleiben auch nach dem erstmaligen Öffnen fest damit verbunden.
Der Durchstosser selber verbleibt in der Schraubkappe und wird beim Öffnen der Schraubkappe mit hinaus befördert. Weil die meisten Weichverpackungen einen Papier- oder Kartonanteil aufweisen, kommt die zerstörte Behältniswand, welche am Durchstosser fest angeklebt ist, einerseits immer wieder mit dem Inhalt des Behältnisses in Kontakt und andererseits wird er bei jedem Öffnen wieder nach aussen befördert und kann dabei mehrfach kontaminiert werden und Flüssigkeitsreste, die daran haften, können ebenso kontaminiert werden oder oxidieren und gelangen danach wieder mit dem Inhalt in Verbindung, wenn der Drehverschluss geschlossen wird. Neben diesen unerwünschten Benutzungseigenschaften hat diese Verschlussvorrichtung insbesondere den enormen Nachteil, dass sie äusserst heikel und teuer in der Montage ist.
Dies liegt daran, dass einerseits der Unterteil und andererseits der Durchstosser auf die Behältniswand aufgeklebt oder aufgeschweisst werden muss. Während der Flansch des Unterteiles je nach Verpackungsmaterial aufgeschweisst werden kann, muss der Durchstosser auf jeden Fall aufgeklebt werden. Wird zu wenig Klebstoff appliziert, wird der Durchstosser beim Öffnen von der Verpackungswand abgerissen, ohne dass diese zwingend auch geöffnet wird. Wird zu viel Klebstoff verwendet, so bilden sich Klebverbindungen zwischen dem Durchstosser und dem Unterteil und die Schraubkappe kann kaum noch aufgeschraubt werden, ohne dass sich dabei die Gewinde überdrehen.
Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verschlussvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nur durch eine einfache Aufschraubbewegung des Schraubdeckels geöffnet werden kann und bei der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.
Diese Aufgabe löst eine Verschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Detail dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung in der geschlossenen Position vor der erstmaligen Öffnung. Fig. 2 eine Zwischenposition während des Öffnens derselben Verschlussvorrichtung wie nach Fig. 1 und Fig. 3 dieselbe Verschlussvorichtung in der vollständig geöffneten Position, wobei die Schraubkappe noch nicht entfernt ist. Fig. 4 zeigt einen Unterteil und einen damit einstückig gefertigten Durchstosser in der Fertigungslage vor der Montage. Fig. 5 zeigt denselben Unterteil mit Durchstosser in der montierten Lage, während Fig. 6 die Schraubkappe und den Durchstosser mit Blick schräg von unten zeigt, um deren Zusammenwirken zu erläutern.
Schliesslich zeigt Fig. 7 wiederum die vollständig montierte Verschlussvorrichtung mit den Elementen der Fig. 4-6 in einer Öffnungsposition.
In den Fig. 1-3 ist die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung in Seitenansicht in drei verschiedenen Öffnungspositionen dargestellt. Die Verschlussvorrichtung insgesamt ist mit 1 bezeichnet. Diese Verschlussvorrichtung besteht insgesamt aus drei Bauteilen, nämlich einem Unterteil 2, einer darauf befestigten Schraubkappe 3 und einem im Unterteil 2 gleitend gelagerten Durchstosser 4. In der Fig. 1 ist die Verschlussvorrichtung 1 im geschlossenen Zustand vor der Erstöffnung gezeigt. In dieser Position liegt der Durchstosser 4 vollständig innerhalb des Unterteiles 2 und ist daher nicht sichtbar. Die Schraubkappe ist noch vollständig mit einem Garantieband verbunden.
Dreht man nun an der Schraubkappe 3 der Verschlussvorrichtung 1 bei der erstmaligen Öffnung, so bewegt sich die Schraubkappe 3 vom Unterteil nach oben, während gleichzeitig der Durchstosser 4 nach unten aus dem Unterteil 2 hinausgefördert wird. Der Unterteil 2, der mit seinem Flansch auf der hier nicht dargestellten Weichverpackung befestigt ist, wird hierbei vom Durchstosser geöffnet. Je nach der Art der Weichverpackung ist die zu durchstossende Stelle im Behältnis entsprechend präpariert. Bei mehrlagigen Weichverpackungen aus Kombinationen von Kunststofffolien, Karton oder Papier sowie Aluminiumfolien können mehrere dieser Lagen bereits durchstanzt sein. Bei dieser erstmaligen Öffnung wird gleichzeitig auch das Garantieband von der Schraubkappe 3 getrennt.
In der Fig. 3 ist die vollständig geöffnete Lage der Verschlussvorrichtung dargestellt. Der Durchstosser befindet sich nun in seiner tiefsten Lage. Normalerweise rastet er in dieser Position im Unterteil 2 ein und verbleibt in dieser Position. Die Schraubkappe 3 kann nun mehrmals auf- und zugeschraubt werden, ohne dass dabei der Durchstosser überhaupt noch bewegt wird. Die Verschlussvorrichtung arbeitet nun wie ein ganz normaler Schraubkappenverschluss.
Für die detaillierte Beschreibung der einzelnen Bauelemente der erfindungsgemässen Verschlussvorrichtung 1 wird nunmehr auf die Fig. 4-7 verwiesen. In der Fig. 4 sind der Unterteil 2 und der Durchstosser 4 gemeinsam in einer einstückigen Herstellungslage dargestellt. Der Unterteil 2 besteht aus einem zylindrischen Ausgussstutzen 20 mit einer Ausgussöffnung 21. Der Ausgussstutzen 20 weist auf seiner Aussenseite ein Aussengewinde 22 auf. Das Aussengewinde 22 ist so gestaltet, dass bei der Montage die Schraubkappe mit ihrem Innengewinde ratschenartig über das Gewinde 22 nach unten gestossen werden kann. Der Ausgussstutzen 20 ist an seinem unteren Rand mit einem Flansch 24 versehen. Dieser Flansch 24 dient der Befestigung auf einer Weichverpackung, die hier nicht dargestellt ist.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung nicht allein für Weichverpackungen geeignet. Neben Weichverpackungen kommen beispielsweise auch Kunststoffflaschen in Frage, die mit einer Folie verschlossen sind. Genauso ist die Verschlussvorrichtung auch geeignet, um auf Glasflaschen oder anderen Behältnissen mit einem Schraubstutzen oder Flaschenhals aufgebracht zu werden. Je nach der Form und Gestalt des Behältnisses und dessen Ausgussöffnung muss entsprechend der Unterteil 2 zur korrekten Adaption angepasst sein. Auf jeden Fall muss jedoch der Unterteil 2 einen Ausgussstutzen 20 mit Ausgussöffnung 21 und Aussengewinde 22 aufweisen. Lediglich statt des Flansches können andere Mittel zur Verbindung vorhanden sein.
So kann entsprechend statt des Flansches eine Ringwand mit Innengewinde vorhanden sein, die zum Ausgussstutzen 20 in eine Schulter übergeht, die auf einem entsprechenden Behälter oder Flaschenhals zum Aufsetzen geeignet ist und darauf mit der erwähnten Schulter zum Aufliegen kommt.
In der hier dargestellten Gestalt ist die Ausgussöffnung 21 nicht direkt einsehbar. Dies liegt daran, dass direkt über dem Ausgussstutzen 20 der erwähnte Durchstosser 4 einstückig angeformt ist. Die Verbindung zwischen Unterteil 2 und Durchstosser 4 besteht hier aus einer Reissnaht 25. Statt einer Reissnaht 25 kann die Verbindung, die als Sollbruchstelle gestaltet ist, auch mittels mehreren Stegen gebildet sein. Der Durchstosser 4 ist als zylindrischer Rohrabschnitt 40 gestaltet, der hier in einer umlaufenden Schneidkante 41 endet, die direkt übergeht in die bereits erwähnte Reissnaht 25. Die umlaufende Schneidkante 41 verläuft hier somit in einer senkrechten Ebene zur Axialrichtung des zylindrischen Rohrabschnittes 40. Dies ist keineswegs eine zwingende Form.
Wie bereits in den Fig. 1-3 dargestellt, kann die umlaufende Schneidkante auch in einer zur Axialrichtung geneigten Ebene 42 verlaufen, wie dies die Fig. 2 und 3 zeigen. Zudem kann die umlaufende Schneidkante auch mit einem oder mehreren Perforationszähnen 43 geformt sein. Je nachdem, aus welchem Material die zu durchstossende Schicht oder Schichten besteht oder bestehen, wird man eine umlaufende Schneidkante 41 wie in Fig. 4 oder eine geneigte Schneidkante mit Perforationszähnen 43 wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt bevorzugen.
Der zylindrische Rohrabschnitt weist auf seiner oberen Seite eine Stirnfläche 44 auf. Diese Stirnfläche 44 ist in der hier dargestellten Form schraubenförmig geneigt, und zwar zweigängig gestaltet. Hierdurch verbleiben zwei ungefähr parallel zur Axialrichtung verlaufende Positionierungs anschläge 45. Diese wirken mit entsprechenden Positionierungsanschlägen in der Schraubkappe 3 zusammen, wie dies noch nachfolgend zu beschreiben ist. Die Stirnfläche 44 des Durchstossers kann selbstverständlich auch andere Formen aufweisen. So kann die Stirnfläche auch als dreigängiges Gewinde gestaltet sein oder auch als nur eingängiges Gewinde. In einer besonders einfachen Ausführungsform kann der zylindrische Rohrabschnitt 40 auch einfach schräg zur Axialrichtung geschnitten sein, so dass eine geneigte elliptische Gleitbahn gebildet wird.
Auf der Aussenwand des zylindrischen Rohrabschnittes 40 ist mindestens eine axial verlaufende Verdrehsicherung 46 angeformt. In der hier dargestellten Ausführungsform ist diese Verdrehsicherung als Rippe 46 gestaltet. Demgegenüber ist in der Ausführungsform gemäss den Fig. 2 und 3 der Durchstosser 4 mit einer axial verlaufenden Verdrehsicherung in der Form einer Längsnut 47 gestaltet. Entsprechend weist selbstverständlich der zylindrische Rohrabschnitt 40 in der Ausführungsform gemäss der Fig. 4 an der Innenwand passende Längsnuten auf, in die die axial verlaufende Verdrehsicherung, wenn sie in Form einer Rippe oder Wulst gestaltet ist, formschlüssig hineinpasst.
In der Fertigungslage, wie sie in der Fig. 4 dargestellt ist, ist somit die axial direkt unterhalb der Verdrehsicherung angeordnete, über die gesamte Länge des zylindrischen Rohrabschnittes 40 an der Innenwand verlaufende Nut nicht sichtbar. Sie ist hier lediglich strichliniert eingezeichnet zur Verdeutlichung. Selbstverständlich zur besseren Führung und um ein Verkanten zu vermeiden, wird man zwei einander diametral gegenüberliegende Verdrehsicherungen 46 anbringen. Ist die Verdrehsicherung im zylindrischen Abschnitt 40 als Längsnut 47 gestaltet, so muss selbstverständlich an der Innenwand des Ausgussstutzens 20 eine entsprechende Führungswulst vorgesehen sein. In der Ausführung gemäss der Fig. 4 ist jedoch das Führungsmittel im Ausgussstutzen 20 wie bereits erwähnt eine Längsnut 26.
In der bevorzugten Ausgestaltungsform wird man die Höhe des zylindrischen Rohrabschnittes 40 kürzer oder maximal gleich lang wie die Höhe des Ausgussstutzens 20 gestalten. Im montierten Zustand sollte die umlaufende Schneidkante 41 beziehungsweise die geneigte Schneidkante mit den Perforationszähnen 43 nicht nach unten aus dem Ausgussstutzen 20 hinausragen, um nicht schon bei der Befestigung die Behältniswand oder die Membran im Bereich der durchstossbaren Stelle zu verletzen. Zwar ist die Funktion des Verschlusses durchaus gewährt, wenn der zylindrische Rohrabschnitt 40 mit seiner Stirnfläche 44 oben aus dem Ausgussstutzen 20 herausragt, doch wird dadurch die Ausgussfähigkeit eher verschlechtert, insbesondere dann, wenn die Stirnfläche 44 des Durchstossers als ein- oder mehrgängiges Gewinde gestaltet ist.
In der Fig. 5 ist jedoch gut erkennbar, wie der Durchstosser 4 nun vollständig innerhalb der Ausgussöffnung 21 liegt, und so ein einwandfreies Giessen sichergestellt ist. Die Reissnaht 25, die beispielsweise direkt an einer oberen Dichtlippe 27 angeformt sein kann, ist hier durchtrennt und der zylindrische Rohrabschnitt 40 ist vollständig in den Ausgussstutzen 20 eingeschoben. Erst bei der erstmaligen Betätigung wird nunmehr der Durchstosser nach unten unterhalb der vom Flansch 24 definierten Ebene hinab gestossen.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 4-7 ist, wie bereits erwähnt, der Unterteil 2 und der Durchstosser 4 einstückig gefertigt. Dies ergibt eine besonders preisgünstige Fertigung und eine preiswerte Montage zugleich. Denn in dieser Fertigungsform liegen der Durchstosser 4 und der Unterteil 2 bereits axial aufeinander ausgerichtet in der korrekten relativen Winkelposition zueinander. Gleichzeitig sind aber auch die erwähnten Positionierungsanschläge 45 in der korrekten Lage.
Setzt man in dieser Position die Schraubkappe 3 auf, so wird sie in der korrekten Lage relativ zum zylindrischen Rohrabschnitt positioniert durch die Positionieranschläge 45 und gleichzeitig entspricht diese Lage der korrekten Winkellage, so dass bei einem Druck auf die Schraubkappe der Durchstosser 4 vom Unterteil getrennt wird und die Schraubkappe 3 mit ihrem Innengewinde ratschenartig über das Aussengewinde 22 des Unterteiles hinab gestossen wird und in die genaue Endlage gelangt.
Dieses Zusammenwirken von Durchstosser 4 und Schraubkappe 3 geht insbesondere aus der Fig. 6 hervor. Die Schraubkappe 3 hat eine obere Deckfläche 30, die randständig von einer zylindrischen Mantelwand 31 umgeben wird. An der Innenseite ist die zylindrische Mantelwand 31 mit einem Innengewinde 37 versehen, welches auf das Aussengewinde 22 des Ausgussstutzens 20 passt. Auf der Innenseite der Deckfläche 30 ist eine konzentrisch zur Mantelwand 31 verlaufende Ringwand 32 vorhanden. Diese Ringwand 32 endet in einer schraubenförmigen Stirnfläche 33, die komplementär zur Stirnfläche 44 des Durchstossers 4 gestaltet ist. Die Ringwand 32 und der zylindrische Rohrabschnitt 40 weisen folglich dieselben Durchmesser auf und die Steigungen der beiden Stirnflächen 33 und 44 sind gleich gewählt.
Auch die Ringwand 32 hat entsprechende Positionieranschläge 38, die mit den Positionieranschlägen 45 des Durchstossers 4 zusammenwirken. Weil, wie bereits erwähnt, der Durchstosser 4 axial verlaufende Verdrehsicherungen 46 aufweist, die ein Mitdrehen des Durchstossers 4 mit der Schraubkappe 3 verhindern, wird folglich beim Aufdrehen der Schraubkappe 3 zwangsläufig der Durchstosser 4 nach unten bewegt. Bevorzugterweise wird man die Neigung der Stirnfläche des Durchstossers 44 und die Stirnfläche 33 der Schraubkappe 3 wesentlich steiler wählen als die Steigung des Innengewindes 37 der Schraubkappe und des Aussengewindes 22 des Unterteiles 2.
Somit bewegt sich beim Aufschrauben der Durchstosser schneller nach unten als die Schraubkappe nach oben, womit sichergestellt ist, dass eine genügende relative translatorische Bewegung ausgeübt wird und die Behältniswand oder die Membran beziehungsweise Folie des Behältnisses mit Sicherheit an der gewünschten Stelle durchstossen wird. Der Durchstosser hat in der hier dargestellten Version eine Ringwulst 48, die praktisch umlaufend gestaltet ist. Diese Ringwulst greift in entsprechende ringförmige Nuten an der Innenwand des Ausgussstutzens 20 ein. Diese Ringnut 28 ist teilweise in der Fig. 5 erkennbar. Bevorzugterweise wird man jedoch zwei solcher Ringnuten 28 im Ausgussstutzen 20 einformen, die die beiden Endpositionen des Durchstossers definieren.
In der Fig. 5 ist nur die obere Ringnut 28 für die obere Position erkennbar, während die untere Ringnut hier abgedeckt ist.
In der Fig. 7 ist dieselbe Situation dargestellt wie in der Fig. 3. In dieser Position greift nun die Ringwulst 48 in die nicht erkennbare untere Ringnut 28 im Ausgussstutzen 20 ein. Gleichzeitig ist nun der Durchstosser 4 mit seinem unteren Bereich im Behältnis. Der Schraubdeckel 3 ist nach oben geschraubt, während der Durchstosser vollständig nach unten bewegt ist. Während für das Abschrauben des Schraubdeckels beispielsweise mehr als eine ganze Umdrehung erforderlich ist, genügt eine halbe Umdrehung, um den Durchstosser in seine untere Endlage zu bewegen. Dies ergibt sich durch die unterschiedlichen Gewindesteigungen vom Innengewinde der Schraubkappe und der Steigung der schraubenförmigen Stirnflächen 33 und 44, die zusammenwirken.
Bei der Durchstossung der Behältniswand oder der Membran ist es zwingend, dass der durchtrennte Teil nicht vollständig abgetrennt wird und in das Behältnis fällt. Man wird daher vorteilhafterweise die Schneidkante 41 des Durchstossers 4 geneigt anordnen und so gestalten, dass diese drei Zonen unterschiedlicher Wirkung aufweist. Eine erste Zone, die zuerst mit dem Behältnis oder der Membran in Berührung kommt, weist eine Perforationszone mit einem Perforationszahn oder mit mehreren Perforationszähnen auf. Dieser Zone schliessen beidseitig je eine Schneidzone an. Dieser Bereich kann je nach der Art des Materials des Behältnisses auch mit weiteren Zähnen versehen sein.
Der Perforationszone diametral gegenüber folgt schliesslich ein Verdrängungsbereich oder Zone, die den weitgehend ausgetrennten Lappen nun zur Seite zu verdrängen vermag, ohne jedoch eine Trennung dieses Lappens von der Behältniswand oder von der Membran zu bewirken. Weil der Durchstosser aber bevorzugterweise den vollen Umfang der Behältniswand oder die Membran durchstösst, kann der daran hängende Lappen nicht mehr vor die Ausgussöffnung gelangen. Liste der Bezugszahlen
1 Verschlussvorrichtung
2 Unterteil
3 Schraubkappe
4 Durchstosser
20 Ausgussstutzen
21 Ausgussöffnung
22 Aussengewinde
23 Ausnehmung als Ringnut
24 Flansch
25 Reissnaht
26 Längsnut
27 Dichtlippe
28 Ringnut
30 Deckfläche
31 zylindrische Mantelwand
32 Ringwand
33 schraubenförmige Stirnfläche
34 Riffelung
35 Garantieband
36 Sollbruchstellen
37 Innengewinde
38 Positionieranschlag
40 zylindrischer Rohrabschnitt
41 umlaufende Schneidkante
42 geneigte Schneidkante
43 Perforationszähne
44 Stirnfläche des Durchstossers
45 Positionierungsanschlag
46 axial verlaufende Verdrehsicherung als Rippe
47 als Längsnut
48 Ringwulst für Endposition
49 Sollbruchstellen
The present invention relates to an attachable over a puncture site of a closed container closure device made of plastic, according to the preamble of claim 1.
There are a variety of, in particular for the storage of flowable media suitable containers available in the market, in which before the opening a film or membrane or the packaging wall itself must be pounded before the liquid medium can be removed from the container. Such containers are, for example, so-called soft packaging made of single or multi-layer films or coated cardboard on which a closing device is glued or welded, wherein the closing device comprises a screw cap. Closing devices for such packages have a lower part, which has a cylindrical spout with external thread and a lower edge flange for attachment to the soft pack.
Before the contents can be removed from said soft pack, on the one hand the screw cap must be unscrewed from the lower part and on the other hand the container wall in the region of the spout must be severed. For the transection, the closure device has an integrated piercing for cutting through the container wall in the region of the container opening. In particular, two systems are known. In one system, the screw cap is removed in a first step and moved in a second step, the integrated piercer by the user by finger pressure down. Typical representatives of this version are known, for example, from EP-A-0 543 119 and US-A-5 297 696.
In order for a piercing device of such a closing device to be able to be operated reasonably, the cylindrical pouring spout must be provided with a lateral recess running in the axial direction, which corresponds approximately to the width of a finger. This known solution version is relatively simple in construction, however, has the disadvantage that on the one hand, the Ausgiesseigenschaften such closures are bad and on the other hand, the risk that the finger comes into contact with the liquid content in the operation of the puncture. On the one hand, this leads to contamination of the finger and, on the other hand, to contamination of the liquid content. This is particularly disadvantageous because the containers of interest here are used in particular for beverages whose shelf life is substantially reduced by the contamination.
In a second, particularly interesting version, there is an interactive effect between the screw cap and the piercer. In the most common cases, the piercer is pushed down through the container wall with the aid of the screw cap. For this purpose, the rotary closure is located before the first opening in a lower part upwardly offset position, which is usually bridged by a guarantee strip. Consequently, the guarantee strip must first be removed, whereupon the closure is then completely screwed on, at the same time both the screw cap and the nozzle mounted in the nozzle are moved downwards. When completely closing the screw cap consequently the soft packaging is pierced and opened.
In a third step, the screw cap must now be completely unscrewed before the contents are now freely accessible and can be poured out. A typical representative of this closure version is known for example from WO 96/11 850. Similarly, a closure device according to WO 99/64 315 works. In this device, the piercer has two threaded sections in different climbing direction. In a first screwing the piercing through the container wall is pushed through and then unscrewed with the reverse direction of rotation of the screw cap from the piercer.
While closures of this type are relatively new in soft packaging, such closure devices in almost analogous design for containers in the form of bottles, the container neck is sealed with a membrane or foil, are already known in various embodiments. Closing devices of this type have not proven on the market. In addition to ever-recurring sealing problems, the main problem is that the opening does not correspond to the habits of the consumer. Consequently, the packaging must have detailed explanations of how to open the packaging. This is not only undesirable, but experience has shown that these explanations are hardly noticed and in many cases the consumer reads these explanations only after he has already destroyed the closure or made it ineffective.
On the basis of the knowledge suggests the WO 99/42 375 a device in which a piercer interacts interactively with a screw cap in such a way that the simple unscrewing the screw cap at the same time the piercer is moved so that it is conveyed down and the Verpackungswandung penetrates. This closing device is absolutely easy to operate and therefore comfortable for the consumer. The problem with this closure, however, is the fact that the piercer must be adhesively attached to the packaging wall. The severed part of the packaging wall thus remains hanging on the piercer. The edges of the remaining wall at the piercing wall remain firmly connected even after the first opening.
The piercer itself remains in the screw cap and is transported with the opening of the screw with out. Because most soft packaging has a paper or cardboard portion, the destroyed container wall, which is firmly adhered to the piercing, on the one hand repeatedly with the contents of the container in contact and on the other hand it is conveyed to the outside again with each opening and can be contaminated multiple times and residual liquid adhering thereto may also be contaminated or oxidized, and thereafter reconnected to the contents when the screw cap is closed. In addition to these undesirable usage properties, this closure device has the enormous disadvantage in particular that it is extremely delicate and expensive to assemble.
This is because on the one hand the lower part and on the other hand the piercer must be glued or welded onto the container wall. While the flange of the lower part can be welded depending on the packaging material, the piercer must always be glued on. If too little adhesive is applied, the piercer is torn off when opening the packaging wall, without necessarily opening it. If too much adhesive is used, adhesive bonds are formed between the piercer and the lower part, and the screw cap can hardly be screwed on without over-tightening the threads.
It is therefore the object of the present invention to provide a closure device of the type mentioned, which can be opened only by a simple Aufschraubbewegung the screw and in which the disadvantages of the prior art can be avoided.
This object is achieved by a closure device having the features of patent claim 1.
In the drawing, a preferred embodiment of the subject invention is shown in detail. 1 shows the closure device according to the invention in the closed position before the first opening. FIG. 2 shows an intermediate position during the opening of the same closure device as in FIG. 1 and FIG. 3 the same closure device in the fully opened position, wherein the screw cap has not yet been removed. Fig. 4 shows a lower part and thus integrally manufactured piercing in the production position prior to assembly. Fig. 5 shows the same base with piercing in the mounted position, while Fig. 6 shows the screw cap and the piercing view obliquely from below to explain their interaction.
Finally, Fig. 7 again shows the fully assembled closure device with the elements of Figs. 4-6 in an open position.
In FIGS. 1-3, the closure device according to the invention is shown in side view in three different opening positions. The closure device as a whole is designated 1. This closure device comprises a total of three components, namely a lower part 2, a screw cap 3 fastened thereon and a perforator 4 mounted slidingly in the lower part 2. In FIG. 1, the closure device 1 is shown in the closed state before the first opening. In this position, the piercer 4 is completely within the lower part 2 and is therefore not visible. The screw cap is still completely connected with a guarantee strip.
Turning now on the screw cap 3 of the closure device 1 at the first opening, the screw cap 3 moves from the lower part upwards, while at the same time the piercing 4 is conveyed out of the lower part 2 down. The lower part 2, which is fastened with its flange on the soft packaging, not shown here, is thereby opened by the piercer. Depending on the type of soft packaging the point to be pierced in the container is prepared accordingly. In multi-layer soft packaging made of combinations of plastic films, cardboard or paper and aluminum foils, several of these layers may already be punched through. At this first opening the guarantee strip is separated from the screw cap 3 at the same time.
In Fig. 3, the fully open position of the closure device is shown. The piercer is now in its lowest position. Normally, it locks in this position in the lower part 2 and remains in this position. The screw cap 3 can now be opened and closed several times, without the piercer still being moved at all. The closure device now works like a normal screw cap.
For the detailed description of the individual components of the closure device 1 according to the invention, reference is now made to FIGS. 4-7. 4, the lower part 2 and the piercer 4 are shown together in a one-piece production position. The lower part 2 consists of a cylindrical spout 20 with a spout opening 21. The spout 20 has on its outer side an external thread 22. The external thread 22 is designed so that when screwing the screw cap with its internal thread ratchet-like over the thread 22 can be pushed down. The spout 20 is provided at its lower edge with a flange 24. This flange 24 is used for attachment to a soft packaging, which is not shown here.
As already mentioned, the closure device according to the invention is not only suitable for soft packaging. In addition to soft packaging, for example, plastic bottles come into question, which are closed with a film. Likewise, the closure device is also suitable for being applied to glass bottles or other containers with a screw neck or bottleneck. Depending on the shape and shape of the container and its spout opening must be adjusted according to the lower part 2 for correct adaptation. In any case, however, the lower part 2 must have a spout 20 with spout opening 21 and external thread 22. Only instead of the flange, other means of connection may be present.
Thus, instead of the flange an annular wall with internal thread may be present, which merges into the spout 20 in a shoulder which is suitable for placing on a corresponding container or bottleneck and it comes to rest with the mentioned shoulder.
In the shape shown here, the spout opening 21 is not directly visible. This is because directly above the spout 20 of the mentioned piercer 4 is integrally formed. The connection between the lower part 2 and piercer 4 here consists of a tear seam 25. Instead of a tear seam 25, the compound, which is designed as a predetermined breaking point, may also be formed by means of a plurality of webs. The piercing 4 is designed as a cylindrical tube section 40, which ends here in a circumferential cutting edge 41, which merges directly into the aforementioned tear seam 25. The circumferential cutting edge 41 thus extends in a plane perpendicular to the axial direction of the cylindrical tube section 40. This is by no means a compelling form.
As already shown in FIGS. 1-3, the circumferential cutting edge can also extend in a plane inclined to the axial direction 42, as shown in FIGS. 2 and 3 show. In addition, the circumferential cutting edge may also be formed with one or more perforation teeth 43. Depending on which material consists of the layer or layers to be pierced, a circumferential cutting edge 41 as shown in FIG. 4 or an inclined cutting edge with perforation teeth 43 as shown in FIGS. 2 and 3 will be preferred.
The cylindrical tube section has an end face 44 on its upper side. This end face 44 is helically inclined in the form shown here, and designed two-speed. This leaves two approximately parallel to the axial direction positioning stops 45. These cooperate with corresponding positioning stops in the screw cap 3, as will be described below. The end face 44 of the piercer can of course also have other shapes. Thus, the face can also be designed as a three-start thread or as a single-finger thread. In a particularly simple embodiment, the cylindrical tube section 40 may also be simply cut obliquely to the axial direction, so that an inclined elliptical slideway is formed.
On the outer wall of the cylindrical pipe section 40 at least one axially extending anti-rotation 46 is formed. In the embodiment shown here, this rotation is designed as a rib 46. In contrast, in the embodiment according to FIGS. 2 and 3, the piercing 4 is designed with an axially extending anti-twist device in the form of a longitudinal groove 47. Accordingly, of course, the cylindrical pipe section 40 in the embodiment according to FIG. 4 on the inner wall mating longitudinal grooves into which the axially extending rotation, if it is designed in the form of a rib or bead, fits positively fit.
In the production position, as shown in FIG. 4, the groove, which is arranged axially directly underneath the anti-rotation lock and does not extend over the entire length of the cylindrical pipe section 40 on the inner wall, is therefore not visible. It is shown here only in dashed lines for clarity. Of course, for better management and to avoid tilting, you will attach two diametrically opposed anti-rotation 46. If the rotation in the cylindrical portion 40 designed as a longitudinal groove 47, it must of course be provided on the inner wall of the spout 20, a corresponding guide bead. In the embodiment according to FIG. 4, however, the guide means in the spout 20 as already mentioned is a longitudinal groove 26.
In the preferred embodiment, the height of the cylindrical pipe section 40 will be shorter or maximally the same length as the height of the spout 20. In the mounted state, the peripheral cutting edge 41 or the inclined cutting edge with the perforation teeth 43 should not protrude downwards from the spout 20, so as not to injure the container wall or the membrane in the region of the puncturable site during attachment. Although the function of the closure is well granted when the cylindrical pipe section 40 protrudes with its end face 44 above the spout 20, but this the casting ability is rather worsened, especially if the end face 44 of the piercer is designed as a single or multi-start thread ,
In Fig. 5, however, is clearly visible, as the piercer 4 is now completely within the spout opening 21, and so proper casting is ensured. The tear seam 25, which may for example be formed directly on an upper sealing lip 27, is severed here and the cylindrical pipe section 40 is completely inserted into the spout 20. Only at the first actuation of the piercing is now pushed down below the plane defined by the flange 24 down.
In the embodiment according to FIGS. 4-7, as already mentioned, the lower part 2 and the piercer 4 are manufactured in one piece. This results in a particularly inexpensive production and a low-cost installation at the same time. Because in this manufacturing form, the piercing 4 and the lower part 2 are already axially aligned with each other in the correct relative angular position to each other. At the same time, however, the mentioned positioning stops 45 are in the correct position.
If the screw cap 3 is set in this position, it is positioned in the correct position relative to the cylindrical tube section by the positioning stops 45 and at the same time this position corresponds to the correct angular position so that the piercer 4 is separated from the lower part when the screw cap is pressed and the screw cap 3 with its internal thread ratchet-like over the external thread 22 of the lower part is pushed down and reaches the exact end position.
This interaction of piercing 4 and screw cap 3 is apparent in particular from FIG. 6. The screw cap 3 has an upper cover surface 30 which is peripherally surrounded by a cylindrical jacket wall 31. On the inside, the cylindrical jacket wall 31 is provided with an internal thread 37, which fits on the external thread 22 of the pouring spout 20. On the inside of the top surface 30, a concentric with the jacket wall 31 extending annular wall 32 is present. This annular wall 32 terminates in a helical end face 33, which is designed to be complementary to the end face 44 of the piercer 4. The annular wall 32 and the cylindrical pipe section 40 thus have the same diameter and the slopes of the two end faces 33 and 44 are chosen the same.
The annular wall 32 has corresponding positioning stops 38, which cooperate with the positioning stops 45 of the piercer 4. Because, as already mentioned, the piercer 4 axially extending anti-rotation 46, which prevent co-rotation of the piercer 4 with the screw cap 3, consequently, the piercer 4 is inevitably moved when turning the screw cap 3 down. Preferably, one will choose the inclination of the end face of the penetrator 44 and the end face 33 of the screw cap 3 much steeper than the pitch of the internal thread 37 of the screw cap and the external thread 22 of the lower part of the second
Thus, when screwing the piercer moves down faster than the screw cap upwards, thus ensuring that a sufficient relative translational movement is exercised and the container wall or the membrane or foil of the container is safely pierced at the desired location. The piercer has in the version shown here an annular bead 48, which is designed practically encircling. This annular bead engages in corresponding annular grooves on the inner wall of the spout 20. This annular groove 28 is partially visible in FIG. 5. Preferably, however, one will mold two such annular grooves 28 in the spout 20, which define the two end positions of the piercer.
In Fig. 5, only the upper annular groove 28 is recognizable for the upper position, while the lower annular groove is covered here.
FIG. 7 shows the same situation as in FIG. 3. In this position, the annular bead 48 now engages in the unrecognizable lower annular groove 28 in the spout 20. At the same time is now the piercer 4 with its lower portion in the container. The screw cap 3 is screwed up while the piercer is moved completely down. For example, while more than a complete revolution is required to unscrew the screw cap, it takes half a turn to move the piercer into its lower limit position. This is due to the different thread pitches of the internal thread of the screw cap and the slope of the helical end faces 33 and 44, which cooperate.
When pushing through the container wall or the membrane, it is imperative that the severed part is not completely separated and falls into the container. It will therefore be advantageous to arrange the cutting edge 41 of the piercer 4 inclined and designed so that these three zones has different effects. A first zone which first contacts the container or the membrane has a perforation zone with a perforation tooth or with a plurality of perforation teeth. This zone is followed by a cutting zone on both sides. This area can also be provided with additional teeth, depending on the nature of the material of the container.
The perforation zone diametrically opposite is finally followed by a displacement area or zone, which is now able to displace the largely separated lobe to the side, but without causing a separation of this lobe from the container wall or from the membrane. However, because the piercer preferably pierces the full circumference of the container wall or the membrane, the flap hanging therefrom can no longer reach the spout opening. List of reference numbers
1 closure device
2 lower part
3 screw cap
4 piercers
20 spout
21 spout opening
22 external thread
23 recess as an annular groove
24 flange
25 tear seam
26 longitudinal groove
27 sealing lip
28 ring groove
30 deck area
31 cylindrical shell wall
32 ring wall
33 helical end face
34 ribbing
35 Guarantee tape
36 predetermined breaking points
37 internal thread
38 positioning stop
40 cylindrical pipe section
41 circumferential cutting edge
42 inclined cutting edge
43 perforation teeth
44 face of the piercer
45 positioning stop
46 axially extending anti-rotation as a rib
47 as a longitudinal groove
48 annular bead for end position
49 predetermined breaking points