DE19645263A1 - Fließmittelpackung mit aseptisch dichtem Schnappdeckel und Vorformling zur Herstellung dieser Packung - Google Patents
Fließmittelpackung mit aseptisch dichtem Schnappdeckel und Vorformling zur Herstellung dieser PackungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Fließmittelpackung mit Schnappdeckel, die beide aus thermoplasti
schem Kunststoff bestehen, bei welcher der kragenförmige Kopf eine Ausgießöffnung
umschließt, außen einen Haltering, innen eine etwa ringförmige Innenfläche, oben am freien
Ende einen Rand mit einer Schnappraste hat und durch den Schnappdeckel verschließbar ist,
von dessen Verschlußwand innen eine ringförmige Dichtlippe zum Inneren der Packung
heraussteht und mit der inneren Oberfläche des Rand es in Dichteingriff bringbar ist und der eine
Außenraste hat für den Schnappeingriff mit dem Rand des Kopfes.
Die Erfindung betrifft auch einen spritzgeformten Vorformling zur Herstellung einer Fließmittel
packung aus thermoplastischem Kunststoff, bei welchem der kragenförmige Kopf eine
Ausgießöffnung umschließt, außen einen Haltering, innen eine etwa ringförmige Innenfläche
und oben am freien Ende einen Rand mit einer Schnappraste hat.
Bekannt sind spritzgegossene Vorformlinge aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen
terephthalat (PET). Man unterscheidet bei Vorformlingen sowie den daraus gebildeten
Packungen, z. B. Flaschen, drei verschiedene Bereiche, nämlich den Flaschenkopf, den Körper
und den Boden. Der Flaschenkopf wird hierbei oft mit einem Gewinde und mit Dichtflächen
ausgeformt. Die später aufgeblasene und gefüllte Flasche wird dann mit einem Schraubdeckel
verschlossen. Für aseptische Verschlüsse weisen die Schraubdeckel entweder Dichtungsein
lagen auf, wie z. B. Folien, oder die Schraubkappen sind mit speziellen Dichtlippen ausgeformt,
die an der zylinderförmigen Innenseite des Flaschenkopfes oder auf dem Flaschenrand
abdichten.
Es sind auch Schnappverschlüsse aus Kunststoff bekannt, die ebenfalls auf der Innenseite der
Flaschenmündung abdichten. Diese Schnappverschlüsse werden z. B. bei stillen Mineralwäs
sern eingesetzt. Bekannte Schnappdeckel dieser Art haben einen außenliegenden Schnapprand
mit innenliegender Keildichtung. Die Innenseite des zylinderförmigen Kopfes des Vorformlinges
oder der Flasche hat hierbei entlang der Zylinderachse keine Krümmung.
Zwar erhält man dadurch eine Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten, wie z. B. Wasser oder
dergleichen, mit einer geringen Kapillarwirkung, nicht aber eine Dichtigkeit gegenüber
Methylalkohol oder z. B. Helium. Helium als eines der kleinsten chemischen Elemente eignet
sich besonders gut als Meßmedium für Dichtigkeitsprüfungen. Wünscht man einen aseptisch
dichten Verschluß auf einer Fließmittelpackung, dann kann man derartige Meßverfahren
einsetzen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fließmittelpackung der eingangs genannten Art zu schaffen,
deren Kopf mit dem Schnappdeckel aseptisch dicht verschließbar ist; sowie die Schaffung
eines spritzgeformten Vorformlinges, wie auch vorstehend schon beschrieben, aus dem eine
Packung der genannten Art herstellbar ist, wobei der Kopf am Vorformling während des
Herstellungsverfahrens der Packung nicht geändert wird.
Gemäß der Erfindung wird für die Fließmittelpackung die Aufgabe dadurch gelöst, daß sich der
Kopf der Packung an seinem Rand radial nach außen und oben erweitert und sowohl die innere
Oberfläche dieses Randes als auch die äußere Oberfläche der Dichtlippe am Schnappdeckel in
Blickrichtung auf jede dieser beiden Flächen konvex gekrümmt sind. Zunächst sei erläutert, daß
die Ausgießöffnung und damit der Kopf der Packung auf der dem Standboden gegenüber
liegenden Seite der Packung, nämlich "oben" angeordnet ist. Das freie Ende des Kopfes
befindet sich daher oben, wo der erwähnte Rand mit der Schnappraste angeordnet ist. An
diesem oberen freien Ende ist die Ausgießöffnung durch den erwähnten Schnappdeckel
verschließbar, der im Querschnitt im wesentlichen die Form eines umgekehrten U hat, wobei
der die beiden freien Schenkel des U verbindende Steg die Projektion auf die Verschlußwand
ist. Entsprechend der im allgemeinen kreisförmigen Ausgestaltung der Ausgießöffnung ist die
Verschlußwand eine flache, runde Scheibe, die vorzugsweise im wesentlichen eben ist. An
ihrem ringförmigen Außenumfang schließt sich über eine Krümmung ein Außenring an, welcher
für das Umschließen des Kopfrandes sorgt. Der Außenring kann gegenüber dem Rand des
Kopfes schwach angestellt sein, z. B. unter einem Winkel von 5 bis 10°, vorzugsweise etwa
20°. Am äußeren unteren Ende des Außenringes ist eine Verschlußsicherung angebracht, die
gegebenenfalls über eine Raste am Kopf der Packung zur Halterung des Schnappdeckels am
Kopf sorgt.
Ein solcher Schnappdeckel wird auf den Rand der Packung aufgeklemmt und läßt sich
besonders gut dadurch am freien Ende einrasten, daß der Kopf der Packung sich nach außen
und oben erweitert. Der Durchmesser des Randes ist also am oberen freien Ende des
Packungskopfes im Mittel größer als der Durchmesser der Ausgießöffnung.
Diese radiale Erweiterung des Randes nach außen und oben sieht eine innere Oberfläche dieses
Randes vor. Mit Blick auf diese ist die Krümmung konvex.
Betrachtet man den Schnappdeckel und blickt man von innen auf dessen Verschlußwand, dann
erkennt man die aus der Verschlußwand entgegen der Blickrichtung, nämlich nach innen
herausstehende ringförmige Dichtlippe. Deren Durchmesser ist bezüglich der Mitte des
Schnappdeckels auf die äußere Oberfläche des sich erweiternden Randes des Packungskopfes
abgestimmt. Der Rand und die Dichtlippe sollen nämlich in gegenseitigen Dichteingriff
miteinander gebracht werden. Dabei spielt besonders die äußere Oberfläche der Dichtlippe eine
Rolle, und erfindungsgemäß ist diese so gekrümmt, daß sie beim Blick von schräg außen auf
die äußere Oberfläche der Dichtlippe konvex gekrümmt erscheint. Die Krümmung der inneren
Oberfläche des Randes am Kopf und die Krümmung der äußeren Oberfläche der Dichtlippe am
Schnappdeckel sind also einander entgegengekrümmt. Diese beiden Oberflächen kommen beim
Verschließen des Schnappdeckels aufeinander zu liegen, und durch die konvexen Krümmungen
ergibt sich nach der Lehre der Erfindung eine Dichtlinie. Mit anderen Worten berühren sich im
Querschnitt längs der Ausgießöffnung die beiden gekrümmten Linien in einem Punkt. Dieser
Punkt ist die Projektion der Linie, die sich längs der Dichtlippe oder längs des Kopfrandes
erstreckt. Diese Linienberührung erlaubt das aseptisch dichte Verschließen des Kopfes mit dem
beschriebenen Schnappdeckel.
Bakterien und Sporen sind allgemein um ein Wesentliches größer als Heliumatome und können
daher eine heliumdichte Dichtung weniger passieren als Heliumatome. Um die aseptische
Dichtigkeit gemäß der Erfindung zu definieren, hat man zwei Kriterien festgelegt. Das erste
Kriterium fordert die Dichtigkeit gegenüber Helium. Das zweite Kriterium für einen aseptisch
dichten Verschluß verlangt die Sterilisierbarkeit der Dichtflächen. Ein aseptisch dichter
Verschluß im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre ist daher ein mindestens gegenüber
Methylalkohol dichter Verschluß, vorzugsweise sogar dicht gegenüber Helium. Diese Bedingung
ist durch die erfindungsgemäße Lösung gewährleistet.
Besonders günstig ist es dabei, wenn außerdem die Dichtflächen des aseptisch dichten
Verschlusses sich gut sterilisieren lassen. Das ist u. a. dann besonders gut gewährleistet, wenn
die dem Inneren der Ausgießöffnung zugewandten Flächen sowohl des Kopfrandes als auch
des Schnappdeckels möglichst glatte Oberflächen haben. Erfindungsgemäß ist dafür gesorgt,
daß die dem Inneren der Packung zugewandten Oberflächen keine oder fast keine Hinter
schnitte haben. Die Sterilisierungsverfahren greifen dann besonders gut. Der Fachmann
versteht, daß ein sich radial nach außen und oben erweiternder Rand einerseits und ein
Schnappdeckel mit einer nach unten ragenden Dichtlippe andererseits glatte Oberflächen ohne
Hinterschneidungen ermöglichen.
Die Dichtigkeit zwischen dem Kopf der Packung und dem Schnappdeckel wird im Falle der
Erfindung durch zwei verschiedene Mechanismen geprüft, die im folgenden makrologische
Dichtung und mikrologische Dichtung genannt werden. Es kann bereits genügen, wenn die
mikrologische Dichtung gemessen und erreicht ist, um das Abdichten eines Packungskopfes
der hier beschriebenen Art mit einem Schnappdeckel als aseptisch zu bezeichnen.
Bei der mikrologischen Dichtung wird darauf geachtet, daß sich möglichst viel Druckspannung
in einem Punkt konzentriert und somit an diesem Punkt bzw. auf der entsprechenden Linie
maximaler Druckspannung zuverlässig aseptisch abgedichtet wird. Erfindungsgemäß wurden
Versuchsreihen durchgeführt, die ergeben haben, daß eine hohe Spannungskonzentration an
lediglich einer Linie der Dichtungsfläche, wie oben beschrieben, zu besseren Dichtigkeitseigen
schaften führt als die Aufteilung der Anpreßkräfte auf mehrere Auflagelinien. Durch die
konvexen Krümmungen der aufeinanderliegenden Dichtflächen wird mit Vorteil diese
Spannungskonzentration auf eine einzige Linie erreicht.
Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Schnappdeckel auf seiner
Innenseite eine die Dichtlippe umziehende, ringförmige, über den Rand des Kopfes greifende
Schnappkerbe auf, und die Dicke des Schnappdeckels ist in Richtung außerhalb und oberhalb
der Schnappkerbe kleiner als im Bereich der Außenraste. Dort, wo die Verschlußwand des
Schnappdeckels außen endet und durch eine Krümmung in den beschriebenen Außenring
übergeht, befindet sich innen die Schnappkerbe, die über den Rand des Kopfes greifen kann,
wenn man den Schnappdeckel auf den Kopf der Packung aufgedrückt hat. Gerade in diesem
Übergangsbereich zwischen der oberen Verschlußwand und dem seitlichen Außenring des
Schnappdeckels wird die Materialdicke erfindungsgemäß so reduziert, daß sie geringer ist als
die Materialdicke im Bereich der Außenraste, die - ohne dazwischen befindlichem Kopf der
Packung - der äußeren Oberfläche der Dichtlippe gegenüberliegt. Im Bereich dieser Außenraste
und/oder im Bereich der Dichtlippe wird erfindungsgemäß die Wandstärke größer als in dem
vorstehend beschriebenen Übergangsbereich ausgewählt. Dort wo die Materialstärke größer
ist, hat der Schnappdeckel eine größere Steifigkeit. Wird nun erfindungsgemäß im Bereich
außerhalb und oberhalb der Schnappkerbe, d. h. in der Wandung außerhalb der Schnappkerbe,
die Materialdicke reduziert, dann ergibt sich dort eine geringere Steifigkeit und eine Linie, um
die, wie um eine Achse, der Außenring des Schnappdeckels gegenüber seiner Verschlußwand
verbogen werden kann. Wiederum im Querschnitt längs der Ausgießöffnung stellt sich diese
Biegelinie als Punkt dar, um welchen der Außenring drehen kann. Im Vertikalschnitt ist mit
anderen Worten erfindungsgemäß ein Rotationspunkt im Übergangsbereich zwischen
Verschlußwand und Außenring des Schnappdeckels geschaffen, durch den Ausgleichs
möglichkeiten für Formfehler der dichtend miteinander in Eingriff zu bringenden Teile gegeben
sind, wie das bei herkömmlichen Verschlüssen bislang unbekannt war.
Dadurch kann man erfindungsgemäß auch das zweite Dichtigkeitskriterium erfüllen, daß
zusätzlich zu der mikrologischen auch die makrologische Dichtigkeit gegeben ist. Bei der
makrologischen Dichtigkeit werden größere Formfehler des Schnappdeckels oder des
Packungskopfes ausgeglichen, wie z. B. Unrundheit, Verzug. Zwischen der an der Ver
schlußwand des Schnappdeckels angeformten Dichtlippe einerseits und der am Außenring oben
angeformten Außenraste des Schnappdeckels andererseits ergibt sich die ausgleichende
Rotationslinie (im Vertikalschnitt ein Rotationspunkt), welche sowohl der Dichtlippe als auch
der Außenraste genügend Spielraum verleiht, um dadurch die erwähnten möglichen Maßfehler
des Schnappdeckels und des Packungskopfes zuverlässig auszugleichen. Da der Schnappdeckel
aus verhältnismäßig weichem Kunststoff gefertigt ist und die großen Materialstärken im Bereich
der Außenraste und auch im Bereich der Dichtlippe zu einem relativ starren Verhalten führen,
ergibt sich durch die Verjüngung des Materials in dem vorstehend beschriebenen Bereich die
Rotationslinie. Die makrologische Dichtung übernimmt außer dem Ausgleich von Maßfehlern
ebenfalls die Funktion, geeignete Zug- und Druckkräfte für den sicheren Sitz des Schnapp
deckels auf dem Packungskopf und für den Anpreßdruck der Dichtlippe bereitzustellen.
Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung weiterhin, wenn im Querschnitt längs der Ausgießöff
nung der Krümmungsradius der inneren Oberfläche des Randes des Packungskopfes vom
Inneren der Packung nach außen zum freien Ende hin abnimmt, so vorzugsweise von unendlich
bis zu 0,5 mm verringert. Ausgehend von der weiter dem Inneren der Packung zugewandten
ungekrümmten Zylinderwandung, die also einen unendlich großen Krümmungsradius hat, haben
sich die Dichtigkeitseigenschaften als sehr günstig erwiesen, wenn der Krümmungsradius nach
außen zum freien Ende hin abnimmt. Ähnlich günstig ist es, wenn erfindungsgemäß im
Querschnitt längs der Ausgießöffnung der Krümmungsradius der äußeren Oberfläche der
Dichtlippe am Schnappdeckel im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm liegt. Der Bereich mit der
stärksten Krümmung liegt also an der Oberfläche, wo sie einen Krümmungsradius von nur 0,2
mm hat; während der Bereich der schwächsten Krümmung einen Radius von vorzugsweise
etwa 2 mm hat. Gemäß der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß mit Vorteil die konvex
gekrümmte innere Oberfläche im Bereich des Kopfrandes und die dieser entgegen konvex
gekrümmte äußere Oberfläche der Dichtlippe für eine hohe Oberflächengüte eine geringe
Rauhigkeit haben und ohne erhabene Teile ausgebildet sind. Die Herstellungswerkzeuge zum
Gießen der Vorformlinge, wenn Flaschen aus solchen geblasen werden, haben häufig
Trennfugen, die in Trennebenen liegen. Das sich daraus ergebende Werkstück weist dann
manchmal Wulste, kleine Rippen oder Noppen auf, die sich als erhabene Teile ausbilden.
Erfindungsgemäß ist nun das Herstellungswerkzeug so auszugestalten, daß solche Trenn
ebenen, sofern sie am Werkzeug überhaupt notwendig sind, nicht in die erwähnten einander
entgegengesetzt gekrümmten Oberflächen zu liegen kommen. Dadurch erhält man glatte
Dichtflächen und eine optimale Dichtigkeit. Vorzugsweise kann man die Werkzeuge für die
Herstellung dieser konvex gekrümmten Oberflächen hochglanzpolieren. Dadurch wird eine hohe
Oberflächengüte erzielt, wodurch sich die Dichtigkeit weiterhin verbessert.
Um eine gute und zuverlässige Dichtung zu erhalten, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn
erfindungsgemäß der Schnappdeckel aus einem weicheren thermoplastischen Kunststoff
besteht, als der Kopf der Packung, vorzugsweise aus amorphem Polypropylen. Wenn die
Fließmittelpackung aus einem Vorformling geblasen wird, ist es zweckmäßig, wenn dieser
Vorformling z. B. aus PET, APET, PETG besteht.
Die Aufgabe zur Schaffung eines spritzgeformten Vorformlinges, mit dessen Kopf man einen
aseptisch dichten Verschluß mittels eines Schnappdeckels der vorstehend genannten Art
erreichen kann, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Kopf des Vorformlinges
an seinem Rand radial nach außen und oben erweitert und die innere Oberfläche dieses Rand es
in Blickrichtung auf diese konvex gekrümmt ist. Zwar ist der Sinn der Herstellung und
Ausgestaltung des Vorformlinges gemäß der Erfindung letztlich auch die Herstellung einer
Fließmittelverpackung und deren aseptisch dichter Verschluß mit einem Schnappdeckel. Auf
den Schnappdeckel braucht aber vor der Herstellung der Fließmittelpackung selbst noch kein
Bezug genommen zu werden, und dennoch ist es zweckmäßig, die erwähnten Maßnahmen zu
treffen, um dann die gleichen Vorteile wie im Zusammenhang mit der fertigen Fließmittel
packung zu erreichen. Es wird daher auf die Erläuterungen der entsprechenden Ausgestaltung
der Fließmittelpackung Bezug genommen, die auch für den Vorformling gelten. Letztlich spielen
dann auch wieder die Ausgestaltung und Anordnung des Schnappdeckels eine wichtige Rolle,
so daß eine entsprechende Anwendbarkeit auch für den Vorformling gegeben sein soll.
In ähnlicher Weise wird auf die vorstehenden Erläuterungen zur Ausformung der Krümmungs
radien und Oberflächenrauhigkeit Bezug genommen, wenn für den spritzgeformten Vorformling
beachtet wird, daß bei ihm gemäß der Erfindung im Querschnitt längs der Ausgießöffnung der
Krümmungsradius der inneren Oberfläche des Randes des Kopfes des Vorformlinges vom
Inneren des Vorformlinges nach außen zum freien Ende hin abnimmt, sich vorzugsweise von
unendlich bis zu 0,5 mm verringert. Ebenso verhält es sich bei der vorteilhaften Ausgestaltung
des spritzgeformten Vorformlinges, bei dem erfindungsgemäß die konvex gekrümmte innere
Oberfläche im Bereich des Kopfrandes für eine hohe Oberflächengüte eine geringe Rauhigkeit
hat und ohne erhabene Teile ausgebildet ist.
Wie auch die Fließmittelpackung selbst, kann der spritzgeformte Vorformling aus Poly
ethylenterephthalat (PET) gebildet sein.
Der Schnappdeckel hingegen, auf den in Verbindung mit dem spritzgeformten Vorformling nur
indirekt, nämlich über die Herstellung der Fließmittelpackung der eingangs genannten Art,
Bezug genommen wird, kann aus folgenden Materialien gefertigt werden:
PP Random Copolymer Typ 3300 MC der Firma BASF,
PP Random BlockCopolymer Typ NX 40036 der Firma BASF,
PE Metallocene Typ Luflex 1712SX der Firma BASF,
LDPE Typ 1200MN18 der Firma ELFATO,
LDPE Typ 1700MN18 der Firma ELFATO und
PP Moplen EP-C57MA der Firma Montel.
PP Random BlockCopolymer Typ NX 40036 der Firma BASF,
PE Metallocene Typ Luflex 1712SX der Firma BASF,
LDPE Typ 1200MN18 der Firma ELFATO,
LDPE Typ 1700MN18 der Firma ELFATO und
PP Moplen EP-C57MA der Firma Montel.
Mit dem erfindungsgemäß ausgeformten Kopf sowohl des Vorformlinges als auch der
Fließmittelpackung der vorstehend beschriebenen Art kann der Materialeinsatz für aseptisch
verschließbare Packungen mit Vorteil reduziert werden. Durch den Verzicht auf ein Gewinde
kann auch die Wanddicke des Kopfes dünner ausgelegt werden. Vergleichsweise können
gegenüber einem herkömmlichen Vorformling mit Gewindekopf, der ca. 50 g wiegt, bei dem
erfindungsgemäßen Vorformling 6 g PET eingespart werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäß geformten Vorformlingkopfes ist die funktionelle
Aufteilung in die makrologische Dichtung und die mikrologische Dichtung. Damit werden
zuverlässig große Fehlertoleranzen ausgeglichen, die beim Ausformen der Packung auftreten
können. Weil der Auflagepunkt bzw. die Auflagelinie der mikrologischen Dichtung auf der
gekrümmten inneren Oberfläche des Packungskopfes sowohl in axialer als auch in radialer
Richtung über einen weiten Bereich wandern kann, können auch große Fehlertoleranzen
zuverlässig ausgeglichen werden. Eine typische Größenordnung der Fehlertoleranz, die bei
einem Packungskopfaußendurchmesser von 34 mm auftritt, liegt bei +/-0,1-0,2 mm.
Man kann die mit dem erfindungsgemäßen Packungskopf ausgeformten Verpackungen mit
Getränken mit geringem Kohlendioxidgehalt abfüllen. Der Innendruck einer gefüllten Packung,
z. B. einer PET-Flasche, liegt vorteilhafterweise im Bereich von 1 bar-4 bar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit
den anliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1 abgebrochen und vergrößert eine Querschnittsansicht längs der Ausgießöff
nung, wobei nur das scharnierseitige Ende des auf dem Kopf der Packung in
Dichteingriff aufgesetzt gezeichneten Schnappdeckels dargestellt ist,
Fig. 2 eine Fließmittelpackung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Kopf und
Schnappdeckel, wobei die Packung hier als PET-Flasche dargestellt ist,
Fig. 3 ein abgebrochen und vergrößert herausgezeichneter Teil des Packungskopfes
mit aufgesetztem Schnappdeckel gemäß der Einzelheit III in Fig. 2 und
Fig. 4 einen spritzgeformten Vorformling, der im oberen Bereich die gleiche Ausgestal
tung hat, wie in den Fig. 1 und 3 vergrößert für die fertiggeblasene Flasche
dargestellt ist.
Die in Fig. 2 gezeigte Fließmittelpackung 1, hier eine PET-Flasche, weist an ihrem oberen Ende
einen mit einem Schnappdeckel 2 verschlossenen, kragenförmigen Kopf 3 auf. Dieser
umschließt eine Ausgießöffnung 4. Die Querschnittsansichten der Figuren sind durch die
Längsmittelachse 5 der Fließmittelpackung 1 bzw. des spritzgeformten Vorformlinges 6 gemäß
Fig. 4 genommen. Die Ausgießöffnung 4 ist von der am Kopf 3 innen angeordneten,
ringförmigen Innenfläche 7 umgeben. Diese kann im unteren Bereich der Ausgießöffnung 4,
nämlich zum Inneren der Packung 1 bzw. des Vorformlinges 6 hin, im wesentlichen
zylindermantelförmig ausgebildet sein. Der Einfachheit halber ist bei der schematischen
Darstellung der Fig. 1 die Form dieser Innenfläche 7 nahezu zylindermantelförmig, während
diese Innenfläche 7 bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 4 im Halsbereich der
Packung, d. h. dem Bereich des Kopfes 3, bis etwa zur halben Höhe (Linie 8) kegelstumpf
förmig sich verengend verläuft; und danach, in Richtung des Pfeiles 9 weiter nach oben
gesehen, oberhalb der mittleren Höhe 8 schwach sich kegelstumpfförmig nach oben erweiternd
ausgestaltet ist. Am freien oberen Ende 10 des Kopfes 3 ist ein - im Verhältnis zu dem eben
Beschriebenen stärker - radial nach außen und oben sich erweiternder Rand 11 unter Bildung
einer Schnappraste 12 angeformt. Die innere Oberfläche 13 dieses Randes 11 ist infolgedessen
nach oben und außen gekrümmt ausgestaltet. Wenn man in Richtung der Normalen gemäß Pfeil
14 (Fig. 1) von schräg oben auf diese innere Oberfläche 13 des Randes 11 blickt, erscheint die
Krümmung konvex.
Der Kopf 3 der Packung 1 bzw. des Vorformlinges 6 ist außen unterhalb des Randes 11 mit
einer Raste 15 versehen, die als Vorsprung eine Außennut 16 nach oben hin begrenzt. Letztere
wird durch einen nach außen vorstehenden Haltering 17 nach unten begrenzt. Die gleichen
Verhältnisse finden sich sowohl am Kopf 3 der Fließmittelpackung 1 als auch dem Kopf 3 des
Vorformlinges 6.
In die ringförmige, senkrecht zur Längsmittelachse 5 verlaufende Außennut 16 des Kopfes 3
greift eine Verschlußsicherung 18 des Schnappdeckels 2 ein. Diese Verschlußsicherung 18
bildet für den Konsumenten bei gefüllter und verschlossener Packung eine Sichtsicherung,
welche das erstmalige Öffnen der Packung anzeigt, indem Sollbruchstellen 19 der Ver
schlußsicherung 18 beim erstmaligen Öffnen des Schnappdeckels brechen.
Abgesehen von dieser Verschlußsicherung 18 hat der Schnappdeckel 2 im allgemeinen die
Form eines Bechers, der mit der Öffnung nach unten im Querschnitt eines U auf den Kopf 3
aufgeklemmt wird. Oben weist der Schnappdeckel 2 dann die im wesentlichen ebene
Verschlußwand 20 auf. Außen schließt sich an diese ein etwa zylindermantelförmiger
Außenring 21 an, der gegenüber dem Öffnungsgriff 22 scharnierartig angelenkt ist, wobei das
Scharnier teilweise aber nur durch die Sollbruchstellen 19 gebildet wird und keine besondere
Rolle spielt. Nach mehrmaligem Öffnen wird die Sollbruchstelle 19 auch in diesem, dem Griff
22 gegenüberliegenden Bereich brechen, so daß der Schnappdeckel 2 nach abermaligem
Öffnen dann lose abgenommen werden kann.
Von der Verschlußwand 20 des Schnappdeckels 2 steht innen eine ringförmige Dichtlippe 23
zum Inneren der Packung 1 hin vor. Die radial äußere Oberfläche 24 dieser Dichtlippe 23 ist
von der Mitte radial nach außen gewölbt ausgestaltet. Der in den Querschnittsdarstellungen
(längs der Ausgießöffnung 4 bzw. der Längsmittelachse 5) dargestellte Querschnitt zeigt eine
Krümmung, welche gemäß den Fig. 1 bis 3 der Krümmung der inneren Oberfläche 13 des
Randes 11 entgegengesetzt ist. Es handelt sich also um entgegengesetzte Krümmungen. Blickt
man in Richtung des Pfeiles 25 (entgegen dem Pfeil 14) in Richtung der Normalen auf diese
gekrümmte, gewölbte Oberfläche 24 der Dichtlippe 23, dann erscheint sie konvex. Die
Oberflächen 13 und 24 sind also entgegengesetzt konvex gekrümmte Flächen. Diese beiden
berühren sich in der Darstellung der Fig. 1 bis 3 in einem Punkt 26, der in dem dreidimen
sionalen Körper eine ringförmige Linie 26 ist.
Im Übergangsbereich zwischen der Verschlußwand 20 und dem Außenring 21 ist der
Schnappdeckel 2 mit einer Schnappkerbe 27 versehen. Radial nach außen, schräg oben ist das
Material des Schnappdeckels 2 mit einer Dicke d ausgebildet, die kleiner ist als die Dicke der
Verschlußwand 20 mit der Folge, daß sich im Schnappdeckel 2 eine ringförmige Rotationslinie
28 ergibt, die in Fig. 1 zur Verdeutlichung als Punkt dargestellt ist. Dieser Rotationspunkt
bzw. die Rotationslinie 28 ist ein Element der oben beschriebenen makrologischen Dichtung.
Die Schnappkerbe 27 ermöglicht im Zusammenwirken mit einer wulstförmig darunter
ausgestalteten, innen am Außenring 21 vorgesehenen Außenraste 29 und der Schnappraste
12 des Kopfes 3 ein sicheres Verschließen des Schnappdeckels 2 auf dem Kopf 3. Mit dem
gedachten Kraftpfeil 30 ist in Fig. 1 schematisch die Verschlußkraft dargestellt, mit welcher
die beiden gekrümmten Oberflächen 13 und 24 in dem Berührungspunkt (Linie 26) aufein
andergepreßt werden. Diese dichtenden Oberflächen 13 und 24 sind stets konvex zueinander
gewölbt. Damit ergibt sich für die oben ebenfalls erwähnte mikrologische Dichtung stets genau
der definierte Auflagepunkt (Linie 26). Diese Linie 26 kann auf den gekrümmten Dichtflächen
13 und 24 wandern und damit Maßungenauigkeiten durch Fertigungsfehler durch Wärmeaus
dehnung ausgleichen. Während des Transports und der Lagerung sind die gefüllten Packungen
oftmals verschiedenen Temperaturen ausgesetzt. Manchmal stehen die Packungen in der
prallen Sonne, ein anderes Mal in einem Kühlraum. Der neue Schnappverschluß bietet mit
seiner mikrologischen Dichtung insbesondere dadurch, daß die Auflagelinie 26 auf der
gekrümmten inneren Oberfläche 13 des Randes 11 wandern kann und damit eine Wärmeaus
dehnung ausgleichen kann, gegenüber Undichtigkeiten eine erhöhte Sicherheit. Ebenso wird
eine erhöhte Sicherheit vor Undichtigkeiten ermöglicht, die aus Fertigungstoleranzen der
Vorformlinge 6, wie in Fig. 4 gezeigt, des Schnappdeckels 2 oder der durch Blasen
ausgeformten Packung 1 (PET-Flasche) resultieren können. Ebenfalls werden durch
Erschütterungen hervorgerufene Undichtigkeiten auf diese Weise bestens vermieden.
In Fig. 4 ist ein Blasvorformling 6 mit dem neuen Kopf 3 gezeigt. Die innere Oberfläche 13
am Rand 11 ist mit einem hochglanzpolierten Spritzgußwerkzeug ausgeformt. Solche
Werkzeuge kann man insbesondere derart anfertigen, daß im Bereich dieser inneren Oberfläche
13, welche die gekrümmte Dichtfläche des Kopfes 3 bildet, keine Trennebenen zu liegen
kommen.
Claims (10)
1. Fließmittelpackung (1) mit Schnappdeckel (2), die beide aus thermoplastischem
Kunststoff bestehen, bei welcher der kragenförmige Kopf (3) eine Ausgießöffnung (4)
umschließt, außen einen Haltering (17), innen eine etwa ringförmige Innenfläche (7),
oben am freien Ende (10) einen Rand (11) mit einer Schnappraste (12) hat und durch
den Schnappdeckel (2) verschließbar ist, von dessen Verschlußwand (20) innen eine
ringförmige Dichtlippe (23) zum Inneren der Packung (1) heraussteht und mit der
inneren Oberfläche (13) des Randes (11) in Dichteingriff bringbar ist und der eine
Außenraste (29) hat für den Schnappeingriff mit dem Rand (11) des Kopfes (3),
dadurch gekennzeichnet daß sich der Kopf (3) der Packung (1) an seinem Rand (11)
radial nach außen und oben erweitert und sowohl die innere Oberfläche (13) dieses
Randes (11) als auch die äußere Oberfläche (24) der Dichtlippe (23) am Schnappdeckel
(2) in Blickrichtung (14, 25) auf diese konvex gekrümmt sind.
2. Packung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Schnappdeckel (2) auf
seiner Innenseite eine die Dichtlippe (23) umziehende, ringförmige, über den Rand (11)
des Kopfes (3) greifende Schnappkerbe (27) aufweist und daß die Dicke (d) des
Schnappdeckels (2) in Richtung außerhalb und oberhalb der Schnappkerbe (27) kleiner
ist als im Bereich der Außenraste (29).
3. Packung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß im Querschnitt längs
der Ausgießöffnung (4) der Krümmungsradius der inneren Oberfläche (13) des Randes
(11) des Packungskopfes (3) vom Inneren der Packung (1) nach außen zum freien Ende
(10) hin abnimmt, sich vorzugsweise von unendlich bis zu 0,5 mm verringert.
4. Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß im
Querschnitt längs der Ausgießöffnung (4) der Krümmungsradius der äußeren Oberfläche
(24) der Dichtlippe (23) am Schnappdeckel (2) im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm liegt.
5. Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnete daß die konvex
gekrümmte innere Oberfläche (13) im Bereich des Kopfrandes (3) und die dieser
entgegen konvex gekrümmte äußere Oberfläche (24) der Dichtlippe (23) für eine hohe
Oberflächengüte eine geringe Rauhigkeit haben und ohne erhabene Teile ausgebildet
sind.
6. Packung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schnappdeckel (2) aus einem weicheren thermoplastischen Kunststoff besteht als der
Kopf (3) der Packung (1), vorzugsweise aus amorphem Polypropylen.
7. Spritzgeformter Vorformling (6) zur Herstellung einer Fließmittelpackung (1) aus
thermoplastischem Kunststoff, bei welchem der kragenförmige Kopf (3) eine
Ausgießöffnung (4) umschließt, außen einen Haltering (17), innen eine etwa ringförmige
Innenfläche (7) und oben am freien Ende (10) einen Rand (11) mit einer Schnappraste
(12) hat, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kopf (3) des Vorformlinges (6) an
seinem Rand (11) radial nach außen und oben erweitert und die innere Oberfläche (13)
dieses Randes (11) in Blickrichtung (14, 25) auf diese konvex ist.
8. Vorformling nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß im Querschnitt längs der
Ausgießöffnung (4) der Krümmungsradius der inneren Oberfläche (13) des Randes (11)
des Kopfes (3) des Vorformlinges (6) vom Inneren des Vorformlinges (6) nach außen
zum freien Ende (10) hin abnimmt, sich vorzugsweise von unendlich bis zu 0,5 mm
verringert.
9. Vorformling nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die konvex
gekrümmte innere Oberfläche (13) im Bereich des Kopfrandes (3) für eine hohe Ober
flächengüte eine geringe Rauhigkeit hat und ohne erhabene Teile ausgebildet ist.
10. Vorformling nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß er aus
Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist.
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