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Die
Erfindung betrifft eine im Kunststoffspritzverfahren hergestellte
Schraubkappe mit einem Kappenboden, einer Kappenwand und einer Kappenöffnung,
wobei an der Kappenwand ein Innengewinde mit jedenfalls einem Gewindegang
ausgebildet ist, wobei weiter der Gewindegang über seine
Länge mit unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet ist, und
sich, beginnend an der Kappenöffnung, über 360° oder
mehr erstreckt.
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Derartige
Schraubkappen sind bereits in vielfältiger Ausgestaltung
bekannt geworden. Zum Stand der Technik sei etwa auf die
WO 01/15988 A1 ,
die
DE 201 20 965
U1 und die
US 4,147,268 verwiesen.
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An
derartige Schraubkappen werden komplexe Anforderungen gestellt.
Sie werden maschinell auf Flaschen aufgebracht, sollen also hinsichtlich
der erforderlichen Kräfte günstig handhabbar sein.
Oftmals sind solche Schraubkappen auch mit einem Garantieband verbunden.
Im Zuge des Abschraubens soll eine effektive Abtrennung des Garantiebandes erfolgen.
Zudem sollen sie möglichst sicher auf die Behältnisse
wie insbesondere Flaschen aufgebracht werden können. Nicht
zuletzt sollen sie durch den Verbraucher günstig handhabbar
sein.
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Im
Hinblick auf den genannten Stand der Technik stellt sich eine Aufgabe
dahingehend, eine im Kunststoffspritzverfahren gefertigte Schraubkappe
anzugeben, die möglichst weitgehend den komplexen Anforderungen,
die an solchen Schraubkappen in der maschinellen Anwendung und auch
in der Anwendung beim Verbraucher gestellt werden, erfüllt.
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Eine
Lösung der Aufgabe ist zunächst dadurch gegeben,
dass der Gewindegang über eine Länge entsprechend
120° oder mehr, von der Kappenöffnung ausgehend
gesehen, einen zweiten Querschnitt aufweist, der flächenmäßig
größer ist als der erste Querschnitt, welcher
erste Querschnitt in einer Länge entsprechend von 0° bis
100° oder mehr, beginnend an der Kappenöffnung,
ausgebildet ist.
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Insofern
ist von Bedeutung, dass zunächst ein Abschnitt des Gewindegangs
ausgebildet ist, der beim Aufschrauben als erster mit einem Gegengewinde
in Kontakt kommt und den ersten Querschnitt aufweist, welcher erste
Querschnitt flächenmäßig kleiner ist
als der zweite Querschnitt. Dies kann insbesondere dazu genutzt
sein, das anfängliche Aufschrauben auf eine zugeordnete
Flaschenmündung, die in der Regel eine Standardmündung
ist, leichtgängig zu gestalten. Aufgrund dessen, dass der zweite
Querschnitt flächenmäßig größer
ist, ergibt sich in diesem Bereich des Gewindegangs ein sehr enges
Spiel zu dem zugeordneten Gegen-Gewindegang einer diesbezüglichen
Flaschenmündung. Dies bedeutet zugleich auch, dass praktisch
vollständig die Ganghöhe der Schraubbewegung in
entsprechende Vertikalbewegung umgesetzt wird. Letzteres wiederum
ist günstig im Hinblick auf eine definierte Abtrennung
des gegebenenfalls vorgesehenen Garantiebandes im Zuge eines Abschraubens.
Andererseits gibt diese Maßnahme auch ”Griff” in
der Schraubbewegung, der im Hinblick auf ein maximales Drehmoment,
das danach eingestellt werden kann, beispielsweise günstig
ist.
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Nachstehend
sind weitere Aspekte der Erfindung erläutert, wobei diese
auch jeweils eigenständig von Bedeutung sein können.
Die genannten Merkmale können entweder für sich
oder auch in Kombination mit Merkmalen des zunächst erörterten Anspruches
oder auch in Kombination mit Merkmalen nachgeordneter weiterer Ansprüche
jeweils von Bedeutung sein.
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So
ist es weiter bevorzugt, dass der zweite Querschnitt erst nach 90°–200° oder
mehr gegeben ist. D. h. bevorzugt etwa eine halbe Umdrehung oder etwas
mehr ist beim Aufschrauben ein anderer Querschnitt (zunächst
allein) mit Gegengewinde in Eingriff.
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Die
Flanken des zweiten Querschnittes können mit einer Horizontalen
unterschiedliche Winkel einschließen. Dies bedeutet, dass
sie bezüglich der Horizontalen unsymmetrisch gebildet sind.
Hierdurch kann gezielt die Abstimmung zu dem Gegengewinde eingestellt
werden.
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In
weiterer Einzelheit ist insofern günstig, dass die der
Kappenöffnung zugewandte Flanke des zweiten Querschnittes
(die untere Flanke) einen größeren Winkel mit
der Horizontalen einschließt als die dem Kappenboden zugewandte
Flanke (obere Flanke). Im Einzelnen kann der Winkel der unteren
Flanke zwischen 30° und 60°, bevorzugt bei 50° liegen.
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In
gleicher Weise kann der Winkel der oberen Flanke zwischen 20° und
35° liegen, bevorzugt 25°.
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Der
erste Querschnitt weist bevorzugt einen unteren Flankenwinkel auf,
der einen kleineren Winkel mit einer Horizontalen einschließt
als der obere Flankenwinkel des ersten Querschnittes. Da die Schraubkappe
beim Aufschrauben mit dem ersten Querschnitt zunächst in
Berührung mit dem Gegengewinde beispielsweise des Flaschenhalses
kommt, kann durch eine solche Einstellung eines vergleichsweisen
flachen Winkels eine günstige Kippstabilität erreicht
werden. Dies bei gleichwohl relativ leichtem anfänglichen
Aufschrauben, welches das Zusammenfassen der Gewinde im Zuge des
Aufschraubens begünstigt.
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Der
untere Flankenwinkel des ersten Querschnittes liegt bevorzugt zwischen
0° und 20°, weiter bevorzugt bei 5°.
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Weiter
ist bevorzugt, dass der erste Querschnitt sich über 50° bis
100° oder mehr erstreckt. Bevorzugt sogar über
120°. Letzteres jedenfalls dann, wenn, wie weiter unten
noch ausgeführt, eine Segmentierung des Gewindeganges vorgesehen
ist und dieser Umfangsabschnitt einem Segment entspricht. Sollte
ein Segment größer gewählt sein, ist bevorzugt
auch der genannte erste Querschnitt dann über einen längeren
Abschnitt so gewählt.
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In
weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist zwischen dem ersten und dem
zweiten Querschnitt ein dritter Querschnitt ausgebildet. Dieser
dritte Querschnitt entspricht bevorzugt dem bislang bei Schraubkappen üblichen ”Standard”-Querschnitt.
Es ist hierbei bevorzugt, dass der dritte Querschnitt Flanken mit
gleichen Flankenwinkeln bezogen auf eine Horizontale aufweist. Der
Flankenwinkel des dritten Querschnittes liegt im Einzelnen bevorzugt zwischen
20° und 35°, weiter bevorzugt bei 25°.
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Darüber
hinaus ist bevorzugt, dass sich an den zweiten Querschnitt ein Abschnitt
entsprechend dem dritten Querschnitt, also ein Abschnitt entsprechend
dem Standard-Querschnitt, anschließt.
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Wie
bereits angesprochen, ist darüber hinaus bevorzugt, dass
der Gewindegang in einzelne Segmente unterteilt ist. Die hierdurch
gegebenen Zwischenräume werden in bekannter Weise dazu
genutzt, einen Überdruckabbau zuzulassen, im Zuge des Ab-
oder Aufschrauben der Schraubkappe. Ein Segment kann sich bevorzugt über
100° bis 140° erstrecken, weiter bevorzugt über
120°.
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Es
versteht sich allgemein, dass bei einem derartigem Segment, wie
auch bei dem Gewindegang als solchen, dort aber nur bezogen auf
den singulären Anfangs- und Endbereich, in einem Anfangs- bzw.
Endbereich das Profil noch nicht vollständig ausgebildet
ist. Die hier angesprochene Profilkontur ergibt sich danach beispielsweise
erst nach 5° oder 10° der entsprechenden Länge.
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Die
Längen-Gradzahlen, die im Zuge der Beschreibung angegeben
sind, beziehen sich auf Winkelgrade bezogen auf eine vertikale Mittenachse (Gebrauchszustand)
der Schraubkappe.
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Es
versteht sich nach Vorstehendem, dass ein Segment jeweils entsprechend
einem ersten, zweiten oder dritten Querschnitt ausgebildet ist.
Hierbei ist allerdings nicht ausgeschlossen, wenn auch bevorzugt
nicht vorgesehen, dass ein Segment außerhalb eines oder
mehrere der vorstehend definierten Bereich eine nochmals andere
Querschnittsform aufweist.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine im Kunststoffspritzverfahren hergestellte
Schraubkappe mit einem Kappenboden, einer Kappenwand und einer Kappenöffnung,
wobei n der Kappenwand ein Innengewinde mit einem oder mehreren
Gewindegängen ausgebildet ist, wobei weiter die Schraubkappe öffnungsseitig
mit einem Originalitätsring ausgebildet ist, der Originalitätsring
nach innen ragende Blockierungsnocken aufweist und ein Blockierungsnocken zwei
in Umfangsrichtung nebeneinander ausgebildete Höcker aufweist
oder der Blockierungsnocken in Umfangsrichtung als Blockierungsrippe
ausgebildet ist.
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Auch
zu dieser Art von Schraubkappen kann auf den eingangs genannten
Stand der Technik verwiesen werden.
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Gerade
auch in Bezug auf die Zusammenwirkung einer Schraubkappe mit einem
daran in der Regel über Abreißstege einteilig
angespritzten Originalitätsring ergeben sich gewisse Anforderungen.
Einerseits soll die Schraubkappe gleichwohl noch günstig
aufschraubbar sein, andererseits aber auch möglichst deutlich
die Abtrennung definiert erfolgen.
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Im
Hinblick auf diese Anforderung stellt sich die Erfindung die Aufgabe,
eine derartige Schraubkappe mit Originalitätsring günstig
auszubilden.
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Diese
Aufgabe ist bei einer ersten Lösung dadurch gelöst,
dass die Höcker eine unterschiedliche Höhe in
Bezug auf eine Erstreckung nach innen aufweisen oder die Blockierungsrippe über
ihre Erstreckung mindestens zwei Bereiche aufweist, die sich in
Bezug auf ihre Erstreckung nach innen unterscheiden.
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Die
Höcker oder Rippen dienen im Zuge des Abschraubens dazu,
an einem entsprechenden radialen Vorsprung der zugeordneten Mündung,
wie beispielsweise einer Flasche, zum Anliegen zu kommen und durch
dieses Anliegen dann in einer weiteren vertikalen Bewegung gehindert
zu sein, woraufhin das Abreißen erfolgt. Andererseits muss
dieser Anschlag im Zuge des Aufschraubens zunächst überwunden
werden.
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Dadurch,
dass ein unterschiedliches Erstreckungsmaß nach radial
innen bezüglich der Höcker oder der Rippe gewählt
ist, ist der am schwierigsten zu überlaufende Bereich beim
Aufschrauben, also der Höcker oder der Bereich der Rippe,
der am weitesten nach innen vorsteht, reduziert. Gleichwohl ist über
eine deutliche Umfangslänge im Zuge des Abschraubens der,
wenn auch teilweise etwas in radialer Erstreckung verminderte, Anschlag
an den Gegenvorsprung des Gewindes gegeben, der für eine Blockierung
des Originalitätsringes beim Abschrauben sorgt und so das
Abreißen ermöglicht.
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Bevorzugt
ist auch, dass der Nocken im Anlaufbereich zu einer die Kappenöffnung
bildenden Ebene unterschiedliche Abstände aufweist derart, dass
einer der Höcker oder einer der Rippenabschnitte näher
an der Öffnungsebene beginnt als der andere. Die einzelnen
in Umfangsrichtung vorgesehenen Nocken sind also in sich nochmals
mit unterschiedlichem Abstand zur Kappenöffnung ausgebildet.
Dies kann eine stufenweise Versetzung oder auch ein Schrägver lauf
sein. Hierdurch ergibt sich eine günstige Beeinflussung
des erforderlichen Drehmomentes beim Aufschrauben. Andererseits
ergibt sich gleichwohl die gewünschte Zusammenwirkung mit
dem Gegenvorsprung beim Abschrauben, da die Zusammenwirkung mit
dem flaschenseitigen Vorsprung, der beim Abschrauben der Verschlusskappe zum
Abreißen des Garantierings führt, bezüglich
aller Höcker auf gleicher Ebene liegt.
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Im
Einzelnen ist hierbei bevorzugt, dass der Höcker oder Rippenabschnitt
größerer Höhe näher an der Öffnungsebene
beginnt. Dies bedeutet aber nicht, dass insofern zu Beginn des Aufschraubens notwendig
ein höheres Drehmoment sogleich erforderlich ist. Denn
bevorzugt enden die am weitesten nach radial innen vorstehenden
Bereiche der Höcker, um das Abreißen wie erwähnt
vorteilhaft zu erreichen, auf einer selben horizontalen Ebene, so
dass der zunächst mit dem Gegenanschlag beim Aufschrauben
in Kontakt kommende Höcker- oder Rippenbereich größerer
Erstreckung nach radial innen gleichsam einen flacheren Vorlaufkeil
aufweist als der Einlaufbereich des Höckers oder Rippenabschnittes
kleinerer radialer Erstreckung nach innen. Hiermit ist ein Ausgleich
hinsichtlich des erforderlichen Drehmomentes geschaffen. Es kann
auch vorgesehen sein, dass der Keilwinkel jeweils gleich ist, was
damit einhergeht, dass die näher an der Kappenöffnung
beginnenden Höcker sich weiter nach radial innen erstrecken
als die anderen Höcker Nachstehend ist die Erfindung des
Weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich
ein Ausführungsbeispiels darstellt, erläutert.
Hierbei zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht von unten der Schraubkappe;
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2 einen
Querschnitt durch die Schraubkappe gemäß 1,
geschnitten entlang der Linie II-II und
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3 eine
Abwinklung des Gewindeganges des Ausführungsbeispieles
mit jedem Segment zugeordneter Querschnittsdarstellung.
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Dargestellt
und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu 1,
eine im Kunststoffspritzverfahren hergestellte Schraubkappe 1 mit
einem Kappenboden 2 und einer Kappenwand 3. Gegenüberliegend zu
dem Kappenboden 2 ist eine Kappenöffnung 4, bzw.,
wenn man das Garantieband mit einbezieht, 4', vgl. 2,
ausgebildet.
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An
der Kappenwand 3 ist ein Innengewinde 5 ausgebildet,
das beim Ausführungsbeispiel einen (einzigen) durchgehenden,
wenn auch, wie nachstehend beschrieben, in Segmente unterteilten,
Gewindegang aufweist.
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Der
Gewindegang ist über seine Länge, d. h. beim Ausführungsbeispiel
je nach Segment oder einer Anzahl von mehreren Segmenten unterschiedlich,
mit unterschiedlichem Querschnitt ausgebildet. Hierzu ist insbesondere
auf die 2 und 3 zu verweisen.
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Zugeordnet
der Kappenöffnung 4 bzw. 4' beginnt der
Gewindegang zunächst mit einem Abschnitt a (vgl. 3),
der beim Ausführungsbeispiel einem ersten Segment des Gewindeganges
entspricht, welcher Bereich a einen ersten Querschnitt aufweist. Dieser
erste Querschnitt Q1 ist in 2 zu erkennen, aber
auch in 3 nochmals gesondert dargestellt. 3 zeigt
eine Abwicklung des Gewindeganges, mit, zur Verdeutlichung, übertriebener
Steigung bzw. Ganghöhe (Winkel β). Ein realistischer
Winkel β für die Ganghöhe liegt bei ca.
2°.
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Die
Querschnitte des Gewindeganges bzw. der Segmente sind grundsätzlich
jeweils V-förmig gebildet, mit einem gerundeten Zusammenlauf
an der V- Spitze, die nach radial innen weist. Auch an den V-Enden
ergeben sich gerundete, vom Inneren der Kappe betrachtet, konkave
Rundungen ergebende Ausläufe der V-Flanken.
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Der
Querschnitt Q1 weist bezüglich seiner unteren Flanke F1
einen Flankenwinkel α1 auf, der vergleichsweise klein ist.
Beim Ausführungsbeispiel liegt der Flankenwinkel α1
bei etwa 5°–5,5°. Dieser vergleichsweise
kleine Flankenwinkel, den die Flanke mit der Horizontalen H einschließt,
führt zu einem annähernd horizontalen Verlauf
der Außenfläche der unteren Flanke des Querschnittes
Q1. Da dieser Bereich des Gewindeganges beim Aufschrauben zuerst mit
dem Gegengewinde an der beispielsweise Flaschenmündung
in Kontakt kommt, wirkt sich dies günstig im Hinblick auf
ein möglichst verkipppungsfreies Aufsetzen der Schraubkappe
auf dem Gewinde aus.
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Der
obere Flankenwinkel des Querschnitts Q1 schließt mit der
Horizontalen einen von dem Flankenwinkel α1 bevorzugt abweichenden,
größeren Flankenwinkel α2 ein. Beim Ausführungsbeispiel
liegt der Flankenwinkel α2 bei etwa 28°–29°.
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In
Umfangsrichtung der Kappenwandung 3 gesehen, worauf in
vorliegender Beschreibung jeweils in Umfangs-Gradzahlen Bezug genommen
ist, schließt sich nach etwa 120° ein zweiter
Abschnitt b an. Der zweite Abschnitt b ist durch ein praktisch (bislang
für einen gesamten Gewindegang) übliches drittes
Querschnittsprofil Q3 gegeben, wobei auch hier bezüglich
einer Horizontalen H Flankenwinkel α3 und α4 gegeben
sind. Die Flankenwinkel α3 und α4 sind beim Ausführungsbeispiel
im Bereich des Abschnittes b unterschiedlich gewählt. Sie
können aber auch gleich gewählt sein. Sie liegen
bei 20°–21° (α3) bzw. 35°–36° (α4).
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In
Umfangsrichtung anschließend, also nach etwa 240°,
schließt sich ein Gewindegangbereich c an, der beim Ausführungsbeispiel
durch drei einzelne Segmente gebildet ist. Im Gewindegangsbereich
c ist ein zweites Profil Q2 ausgebildet, das sich durch ein flächenmäßig
vergleichsweise großes Profil auszeichnet. Es ist beim
Ausführungsbeispiel flächenmäßig
größer als das Profil Q1 und auch bevorzugt flächenmäßig
größer als Profil Q3.
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Weiter
zeichnet sich das Profil Q2 dadurch aus, dass zwei weitere Flankenwinkel α5
und α6 gebildet sind, wobei α5 der obere Flankenwinkel
und α6 der untere Flankenwinkel ist, die sich bevorzugt
voneinander unterscheiden. Der untere Flankenwinkel α6
ist bevorzugt größer gewählt als der
obere Flankenwinkel α5. Beim Ausführungsbeispiel
beträgt α6 etwa 46°–47° und α5
etwa 28°–29°.
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Dieser
Bereich c erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel über
drei Segmente, also über 360° etwa des Umfangs
der Kappenwandung, gleichbedeutend eben einer vollständigen
Umdrehung. Durch den flächenmäßig groß gewählten
Querschnitt und auch durch die genannte Asymmetrie lässt
sich eine gute Verkrallung mit dem Gegengewinde in diesem Bereich
erreichen. Durch diesen über eine gesamte Umfangslänge
sich erstreckenden Bereich c ist sichergestellt, dass die gesamte
Kappe beim Abschrauben die Schraubenganghöhe auch sogleich umsetzt
in Abreißhöhe bezüglich eines beispielsweise
angeformten Garantierings. Die Gestaltung ist aber auch ohne den
Garantiering von Bedeutung.
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An
den Bereich c schließt sich ein Endbereich d an. Der Endbereich
d ist beim Ausführungsbeispiel durch ein Segment gebildet,
was hier einer Umfangserstreckung von rund 120° entspricht.
Das Segment des Bereiches d weist jeweils einen Querschnitt Q3 auf,
wie er schon erläutert ist.
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Die
Winkel α1 etc. wurden derart bestimmt, dass im Querschnitt
gerade verlaufende Flankenbereiche zeichnerisch verlängert
wurden, bis zu einem Schnittpunkt. Durch diesen Schnittpunkt ist
dann die Horizontale H gelegt.
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Die
dargestellte Schraubkappe zeichnet sich weiter durch den angeformten
Originalitätsring 6 aus. Der Originalitätsring 6 ist
in üblicher Weise über Abreißstege 6 materialeinheitlich
mit der Schraubkappe 1 gespritzt.
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Der
Originalitätsring 6 weist nach innen ragende Blockierungsnocken 7 auf,
wobei ein Blockierungsnocken 7 sich im Einzelnen aus zwei
in Umfangsrichtung nebeneinander ausgeformte Höcker 8, 9 zusammensetzt.
Diese Höcker 8, 9 gehen über eine
Taillierung 10 ineinander über.
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Wie
weiter vorne erwähnt, könnte insofern auch eine
Blockierungsrippe ausgebildet sein, was jedoch nicht dargestellt
ist.
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Die
Höcker 8, 9 haben eine unterschiedliche Höhe,
d. h. eine unterschiedliche Erstreckung nach radial innen in Richtung
des Pfeiles P in 2. Grundsätzlich ist
daher im Bereich des einen Höckers 8 eine größere
Verformung erforderlich beim Aufschrauben der Schraubkappe über
einen entsprechenden Gegenvorsprung an der Flaschen- oder Behältnismündung
als bei dem Höcker 9 des Ausführungsbeispieles.
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Die
tatsächliche Erstreckung eines Höckers nach radial
innen liegt zwischen 0,3–0,5 mm (kleinerer Höcker)
und 0,6–0,9 mm (größerer Höcker).
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Weiter
ist vorgesehen, dass die Höcker 8, 9 zu
einer die Kappenöffnung bildenden Ebene unterschiedliche
Abstände x bzw. y aufweisen. Der Höcker 8 be ginnt
mit kleinerem Abstand gesehen von der Kappenöffnung aus
als der Höcker 9. Andererseits liegen die am weitestes
nach radial innen vorliegenden Bereiche grundsätzlich bevorzugt
auf einer Ebene E, so dass sich durch das weitere Vorstehen im Sinne
einer Keilausformung, wie sie dargestellt ist, ausgehend von der
Ebene E ein kleinerer Keilwinkel oder – bei unterschiedlicher
Erstreckung nach radial innen – eine kleinere Keillänge
bezüglich des Höckers 8 ergibt als bezüglich
des Höckers 9. Insofern ist ein Ausgleich im Hinblick
auf die erforderlichen Aufschraubkräfte erreicht.
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Sämtliche
vorstehend beschriebenen Gradzahlen- und Millimeter-Bereichsangaben
sind so zu verstehen, dass in die Offenbarung immer auch alle Zwischenwerte,
insbesondere in 1/10°-Schritten oder 1/100 mm-Schritten
eingeschlossen sind. Dies auch betreffend eine Bereichseingrenzung
von unten und/oder von oben.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich.
In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt
der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 01/15988
A1 [0002]
- - DE 20120965 U1 [0002]
- - US 4147268 [0002]