DE102011006845A1

DE102011006845A1 - Schraubverschluss mit Garantieband

Info

Publication number: DE102011006845A1
Application number: DE102011006845A
Authority: DE
Inventors: Dan Barron
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2012-10-11
Also published as: EP2694382B1; EP2694382A1; US20140021158A1; WO2012136417A1

Abstract

Bei Schraubverschlüssen (1) mit einem Ausgussstutzen (2) auf den eine Schraubkappe (3) mit einem Garantieband (4) aufgesetzt wird, werden oftmals die Sollbruchstellenbrücken (40) bereits beim Entformen aus der Spritzgussform oder beim Aufsetzen auf den Ausgussstutzen zerstört. Die Erfindung schlägt daher vor am Ausgussstutzen (2) Rückhalteelemente beziehungsweise Pfosten (24) anzuordnen, die in das Garantieband (4) in der Garantielage eingreifen und dass das Garantieband (4) selbst in den Bereichen, die während des Aufsetzens von den Pfosten nach Aussen gedrückt werden, Biegezonen (43) anzuordnen, während gleichzeitig die Sollbruchstellenbrücken (40) zwischen der Schraubkappe (3) und dem Garantieband (4) dort angeordnet sind, wo während des Aufsetzens und bei der maximalen Verformung des Garantiebandes (4) dieses den unteren Rand der Schraubkappe (3) kreuzt. Diese Stellen werden als Kreuzungspunkte (33) bezeichnet. Das Garantieband kann zusätzlich zu den Biegezonen (43) Abstützzonen (44) aufweisen, während die dazwischen liegende Abschnitte (45) eine mittlere Höhe aufweisen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubverschluss bestehend aus einem Ausgussstutzen mit einem Aussengewinde und mindestens einem Rückhalteelement und einer Schraubkappe mit einer Mantelwand mit Innengewinde, welches mit dem Aussengewinde des Ausgussstutzens kämmt und ein über Sollbruchstellen fluchtend, unter der Mantelwand der Schraubkappe angeordneten Garantieband, welches mit dem mindestens einen Rückhalteelement am Ausgussstutzen zusammenwirkt.
Schraubverschlüsse mit Garantieband sind seit vielen Jahren bekannt. Mittels dem Garantieband soll erkennbar sein, dass der Inhalt eines Behälters, der mit dem entsprechenden Schraubverschluss verschlossen ist, unversehrt ist. Entsprechend wird oftmals von einer Erstöffnungsgarantie gesprochen. Schraubverschlüsse dieser Art sind seit vielen Jahren bekannt. Ebenso lang ist aber auch das Problem bekannt, dass diese Garantiebänder bereits während des Entformens aus der Spritzgussform oder bei der nachfolgenden Montage des Schraubverschlusses auf dem Ausguss zerstört werden. Das Hauptproblem besteht darin, dass die Verbindung des Garantiebandes mit der Mantelwand des Schraubverschlusses über sehr fragile Sollbruchstellenbrücken erfolgt. Zur Lösung dieses Problems wurden eine Vielzahl von Lösungen vorgeschlagen. Zum einen wurden die Sollbruchstellenbrücken wesentlich breiter als dick gestaltet, so dass diese die Form von Bändern haben, und des Weiteren wurden am Garantieband Erhöhungen angebracht, um beim Aufsetzen der Schraubkappe die Druckkräfte aufzufangen, um ein Abquetschen der Sollbruchstellenbrücken zu vermeiden. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die US-4,572,387 A verwiesen.
Auch Systeme bei denen am Garantieband sowie am Ausgussteil radial nach aussen und innen gerichtete Elemente vorhanden sind, die ratschenartig übereinander gleiten, sind bekannt. Diese Systeme haben aber das Problem nicht gelöst, und gerade die Systeme die mit einem ratschenartigen Element arbeiten führen zur besonders häufigen Zerstörung der Sollbruchstellenbrücken.
Bei den bekannten Schraubverschlüssen aus Kunststoff mit Garantieband weist das Garantieband eine ringförmige Haltewulst auf, die hinter einer entsprechenden Haltewulst oder einer Ringnut am Ausgussteil eingreift. Beim Aufsetzen solcher Schraubverschlüsse wird die Schraubkappe mit dem Garantieband über den Ausguss ausgerichtet, und danach axial abwärts bewegt, wobei das Innengewinde der Schraubkappe über das Aussengewinde des Ausgusses ratschenartig übereinander gleitet. Hierbei wird das Garantieband um die Dicke der Haltewulst aufgeweitet, wobei relativ hohe Kräfte erforderlich sind. Bei dieser Tätigkeit werden die Sollbruchstellenbrücken einerseits zusammengestaucht und andererseits durch die Aufweitung radial nach aussen verschoben. Hierbei kommt es oftmals vor, dass ein Teil der Sollbruchstellenbrücken zerstört wird. Entsprechend muss dies überwacht werden, um die Ausschussproduktion aus der Linie zu entfernen.
Auch bei der Fertigung solcher Schraubverschlüsse mit Garantieband kommt es zu Zerstörungen der Sollbruchstellenbrücken. Die Haltewulst muss aus der entsprechenden Nut des Spritzgusswerkzeugkernes herausgezogen werden, und hierbei werden die Sollbruchstellenbrücken entsprechend gedehnt. Auch hierbei können Zerstörungen der Sollbruchstellenbrücken erfolgen.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei der Öffnung solcher Kunststoffschraubverschlüsse relativ hohe Kräfte erforderlich sind. In den Sollbruchstellenbrücken, die äusserst dünn gestaltet sind, findet eine Ausrichtung der Moleküle statt, und entsprechend erhöht sich die Reisskraft dieser Sollbruchstellenbrücken. Bei den bisher bekannten Lösungen werden sämtliche Sollbruchstellenbrücken gleichzeitig gedehnt und entsprechend sind die auftretenden Kräfte gross. Dieses Problem wurde erkannt und eine entsprechende Lösung für dieses Problem geht aus der WO 02/102678 hervor. Hier ist das Garantieband konisch nach aussen geneigt verlaufend unter der Mantelwand der Kappe angeordnet und zwischen den Sollbruchstellenbrücken sind Aussparungen angeordnet. Am Ausguss ist eine oder mehrere Schneiden angebracht, die im montierten Zustand zwischen den Sollbruchstellenbrücken hindurch nach aussen ragen und beim Abdrehen der Schraubkappe werden die Sollbruchstellen nacheinander abgeschert. Diese Lösung hat sich bisher auf dem Markt nicht durchgesetzt, da das konisch nach aussen ragende Garantieband in den entsprechenden Abfüllanlagen Probleme bereitet und auch hier die Rückhalteelemente am Ausgussstutzen beim Aufsetzen der Schraubkappe eine Dehnung des Garantiebandes im Bereich nahe der Sollbruchstellenbrücken bedingt. Entsprechend sind auch hier Sollbruchstellenbrücken bereits bei der Montage zerstört worden.
Es ist nunmehr die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lösung zu schaffen, bei der die vorerwähnten Probleme weitgehend vermieden werden können.
Diese Aufgabe löst ein Schraubverschluss der eingangs genannten Art dadurch, dass am Ausguss drei bis fünf radial nach aussen gerichtete Rückhalteelemente in der Form von Pfosten angeordnet sind, die mindestens in Abdrehrichtung zur Anlage kommende Rückhalteflächen aufweisen, die mit am Garantieband angeordneten Anschlagsflächen zusammenwirken, wobei das Garantieband, in dem an dessen Anschlagsflächen angrenzenden Bereich je eine dem Querschnitt des Garantiebandes reduzierende Biegezone hat, und dass ferner die Sollbruchstellenbrücken soweit von den Biegezonen entfernt angeordnet sind, dass hier bei der Verformung des Garantiebandes keine Relativverschiebung auftritt.
Verschiedene, bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor, und deren Bedeutung und Wirkung sind in der nachfolgenden Beschreibung, mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen, erläutert.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt, sowie einige bevorzugte Varianten im Detail. Es zeigt:
1 den Schraubverschluss im zusammengebauten Zustand in perspektivischer Darstellung, während
2 den Ausguss für sich allein in seinem unteren Bereich dargestellt ist wiederum in perspektivischer Ansicht.
3A ist eine Teilansicht des Garantiebandes von der Aussenseite her betrachtet in einer Abwicklung und
3B dieselbe Teilansicht des Garantiebandes von der Innenseite her betrachtet
4 zeigt eine Teilansicht des unteren Randes der Schraubkappe und des Garantiebandes in einer Position der maximalen Verformung während des Aufsetzens der Schraubkappe auf dem Ausguss.
5 zeigt eine geschnittene Teilansicht des montierten Schraubverschlusses im Bereiche der Verbindung zwischen Ausguss und Garantieband, während
6 denselben Bereich statt im Schnitt in einer Seitenansicht zeigt.
Der erfindungsgemässe Schraubverschluss, der insgesamt mit 1 bezeichnet ist, besteht aus zwei getrennt gefertigten Teile die hier im montierten Zustand dargestellt sind. Dies ist zum einen der Ausguss oder Ausgussstutzen 2 und zum andern die Schraubkappe 3, die mit einem Garantieband 4 verbunden ist. Der Ausguss oder Ausgussstutzen ist hier als ein separates Teil dargestellt mit einem endständigen Flansch 22, wie er beispielsweise auf einer Flüssigverpackung bestehend aus einer Multilayer Folie hergestellte Verpackung angebracht wird oder auch auf einem Schlauchbeutel aus reiner Kunststofffolie aufgeschweisst werden kann. Der Ausguss oder Ausgussstutzen 2 kann aber auch Teil einer Kunststoffflasche sein, wobei der Ausguss praktisch dem Flaschenhals entspricht. Der Ausguss 2 besteht aus einem zylindrischen Rohrabschnitt 20, der mit einem Aussengewinde 21 versehen ist. Am unteren Ende dieses zylindrischen Rohrabschnittes ist der endständiger Flansch 22 angeformt. Dieser Flansch dient der Klebverbindung oder Schweissverbindung mit dem entsprechenden Behältnis. Des weiteren erkennt man, dass kurz oberhalb dieses endständigen Flansches 22 einstückig daran angeformt ein umlaufender Kragen 23 ist. An diesen umlaufenden Kragen sind radial nach aussen abstehende Rückhalteelemente 24 angeformt, die hier die Form von Pfosten haben. Im hier dargstellten Beispiel ist der Schraubverschluss 1 mit vier solchen Rückhalteelementen beziehungsweise Pfosten 24 ausgerüstet. Die Anzahl dieser Pfosten 24 wählt man bevorzugterweise zwischen 3 und 5. Wählt man die Anzahl geringer, so kann sich das Garantieband während der Montage zu gross in der Form verändern, so dass die Sicherheit, dass die Sollbruchstellenbrücken Schaden nehmen nicht mehr gegeben ist, während bei einer Anzahl von Brücken über 5 die Verformbarkeit des Garantiebandes zu stark eingeschränkt ist und dadurch wiederum ebenso die Gefahr besteht, dass bereits bei der Montage die Sollbruchstellenbrücken brechen.
In der 3 ist das erfindungsgemässe Garantieband in der 3a einmal von aussen und in der 3b von der Innenseite her gesehen, beide Male in Abwicklung dargestellt. Das Garantieband 4 ist mit der Schraubkappe 3 lediglich über die Sollbruchstellenbrücken 40 verbunden. Das Garantieband selbst weist Abschnitte unterschiedlicher Höhen auf. Während der untere Rand 41 in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Schraubverschlusses 1 verläuft, verläuft der obere Rand 42 auf drei verschiedenen Höhen. Die Abschnitte mit der geringsten Höhe bilden die sogenannten Biegezonen 43. Die Bereiche mit der grössten Höhe bilden die Abstützzonen 44. Während schliesslich die Abschnitte 45 jene Zonen sind in denen die Sollbruchstellenbrücken 40 angeordnet sind. Ferner erkennt man in der 3b sichtlich und in der 3 strichliniert dargestellt seitlich und direkt anschliessend an der jeweiligen Biegezone 43 radial nach innen gerichtete Wände 46, die als Anschlagflächen gestaltet sind und zwischen denen in der Garantielage vor der Erstöffnung die Pfosten beziehungsweise Rückhalteelemente 24 liegen. Diese Wände 46 dienen als Anschlagsflächen für die Pfosten und sind vor allem deshalb vorgesehen, da das Garantieband ausserordentlich dünn gestaltet ist. Wird die Wandung des Garantiebandes 4 ausser in den Biegezonen 43 dicker gestaltet, so erübrigen sich diese radial nach innen gerichtete Wände 46. Diese optional nach innen gerichtete Wände 46 sind aber vorteilhaft, da dadurch die entsprechenden Pfosten 24 entsprechend kürzer gestaltet werden können und somit nicht ausserhalb der Kontur des Garantiebandes 4 hinausragen müssen. Dies erkennt man am deutlichsten in der 5. In dieser Figur sieht man auch, dass die äussere Stirnfläche 47 der Pfosten 24 einerseits von innen nach aussen und von oben nach unten geneigt oder gewölbt verlaufen. Diese Gestaltung wird deshalb gewählt, dass beim Aufsetzen der Schraubkappe 3, bei dem das Innengewinde der Schraubkappe und das Aussengewinde des Ausgusses ratschenartig übereinander geschoben werden, das Garantieband 4 nicht an den Pfosten anschlägt.
Wie bereits erwähnt ist bei der hier dargestellten Ausführungsform die Höhe der Wand des Garantiebandes unterschiedlich hoch gestaltet und so sind die verschiedenen Zonen gebildet. Es ist aber auch durchaus möglich zusätzlich zu diesen Höhenunterschieden das Garantieband 4 so zu gestalten, dass die Bandstärke im Bereich der Biegezone 43 wesentlich dünner ist als in den übrigen Zonen. Bezüglich dem Effekt dieser Gestaltung wird nun auf die 4 verwiesen. Diese Darstellung zeigt das Garantieband 4 in seiner maximalen Verformung während des Aufsetzens der Schraubkappe auf den Ausguss 2. Die hier nicht ersichtlichen Pfosten 24 drücken nun das Garantieband 4 im Bereich der Biegezonen 43 nach aussen. Dadurch wird das Garantieband 4, falls wie hier dargestellt vier Pfosten vorhanden sind, etwa quadratisch verformt. Während dieser Verformung ragen somit die Ecken nach aussen während jeweils die mittige Strecke jeweils zwischen zwei benachbarten Biegezonen gerade gestreckt werden, wodurch das Garantieband 4 links und rechts dieser Biegezonen 43 praktisch den Umfang der Mantelwand 30 der Schraubkappe 3 kreuzt. Diese Kreuzungspunkte definieren nun den Ort an dem die Sollbruchstellenbrücken 40 angeordnet sind. In diesem Bereich findet praktisch keine translatorische Relativbewegung zwischen dem Garantieband 4 und der Schraubkappe 3 statt. Sobald das Garantieband über diese Pfosten 24 hinweg geführt ist, formt sich das Garantieband wieder in die ursprüngliche Form zurück. Die in der Figur dargstellte Verformung ist selbstverständlich übertrieben dargestellt. Der stattfindende Effekt wird jedoch korrekt wiedergegeben.
Beim Aufsetzen der Schraubkappe 3 kann es auch vorkommen, dass das Garantieband mit dem endständigen Flansch 22 oder mit der Schulter der Flasche, falls der Ausguss direkt Teil einer Flasche ist, in Berührung kommt. Dabei findet eine gewisse Verkürzung der Sollbruchstellenbrücken 40 statt. Die erhöhten Abstützzonen 44 stellen dabei sicher, dass die Sollbruchstellenbrücken 40 nicht vollkommen zusammengestaucht werden und dabei abknicken. Dieser Effekt kann zusätzlich gemindert werden, indem man die Sollbruchstellenbrücken 40 länger gestaltet als der Abstand zwischen der Oberkante des Garantiebandabschnittes mit der maximalen Höhe 44 und der Unterkante der Schraubkappe 3. Dabei bestehen insbesondere zwei, bereits im Stand der Technik bekannte Varianten, nämlich zum einen indem man die Garantiebänder geneigt verlaufend anordnet, wie dies in der 3a und b rechts von der Biegezone dargestellt ist. Eine zweite Variante besteht darin, dass man die Sollbruchstellenbrücken 40 etwas gewölbt nach innen gestaltet.
Wie bereits eingangs erwähnt kann der Ausguss 2 den Flaschenhals einer Kunststoffflasche bilden und in diesem Falle sind die Pfosten 24 an diesem Flaschenhals angeformt. In der Zeichnung hingegen sind nur Lösungen dargestellt bei denen der Ausguss 2 mit einem Flansch 22 versehen ist zur Schweiss- oder Klebverbindung mit einem flexiblen Behältnis und in diesem Falle sind die erwähnten Pfosten 24 an diesem Ausguss oder Ausgussstutzen angeformt, wie dies besonders deutlich aus der 5 ersichtlich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4572387 A [0002]
WO 02/102678 [0006]

Claims

Schraubverschluss (1) bestehend aus einem Ausgussstutzen (2) mit einem Aussengewinde (21) und mindestens einem Rückhalteelement (24) und einer Schraubkappe (3) mit einer Mantelwand (30) mit Innengewinde, welches mit dem Aussengewinde (21) des Ausgussstutzens (2) kämmt und ein über Sollbruchstellen (40) fluchtend, unter der Mantelwand der Schraubkappe (30) angeordneten Garantieband (4), welches mit dem mindestens einen Rückhalteelement am Ausgussstutzen zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausguss drei bis fünf radial nach aussen gerichtete Rückhalteelemente (24) in der Form von Pfosten angeordnet sind, die mindestens in Abdrehrichtung zur Anlage kommende Rückhalteflächen aufweisen, die mit am Garantieband (4) angeordneten Anschlagsflächen zusammenwirken, wobei das Garantieband (4) an dessen Anschlagsflächen angrenzenden Bereich je eine den Querschnitt des Garantiebandes reduzierende Biegezone (43) hat, und dass ferner die Sollbruchstellenbrücken (40) soweit seitlich von den Biegezonen (43) entfernt angeordnet sind, dass hier bei der Verformung des Garantiebandes (4) während des Aufsetzens der Schraubkappe (3) keine wesentliche Relativverschiebung auftritt.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Garantieband Abschnitte mit drei verschiedenen Höhen aufweist, wobei der untere Rand (41) des Garantiebandes (4) in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des Schraubverschlusses (1) verläuft.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte mit der geringsten Höhe die Biegezonen (43) bilden, die Abschnitte mit der mittleren Höhe (45) die Bereiche in denen die Sollbruchstellenbrücken (40) angeordnet sind, und die Bereiche mit der grössten Höhe bilden die Abstützzonen (44).
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich und direkt anschliessend an den Biegezonen (43) radial nach innen gerichtete Wände (46), die als Anschlagsflächen gestaltet sind und zwischen denen in der Garantielage vor der Erstöffnung, die Pfosten (24) liegen.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfosten (24) soweit radial nach aussen ragen, dass deren äusserste Enden maximal mit der Aussenfläche des Garantiebandes (4) mindestens annähernd fluchten.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellenbrücken (40) länger sind als der Abstand zwischen der Oberkante des Garantiebandabschnittes mit der maximalen Höhe und der Unterkante der Mantelwand der Schraubkappe.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellenbrücken geneigt verlaufen.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellenbrücken gewölbt nach innen gerichtet verlaufen.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfosten (24) je eine äussere Stirnfläche (47) aufweisen, die von innen nach aussen und von oben nach unten geneigt oder gewölbt verlaufen.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Garantieband (4) Bereiche unterschiedlicher Wandstärkedicken aufweist, wobei in den Bereichen der Biegezonen (43) die Wandstärkedicke am geringsten ist.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausguss (2) den Flaschenhals einer Kunststoffflasche bildet an dem die Pfosten (24) angeformt sind.
Schraubverschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausguss (2) mit einem unteren randständigen Flansch (22) versehen ist der zur Verbindung mit einem Schlauchbeutel geeignet ist.