DE19939195C2 - Verschlußkappe für eine Flasche, Verfahren zum Verschließen einer Flasche und Flasche mit Verschlußkappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußkappe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zum Verschließen einer gefüllten Getränkeflasche mit einer Verschlußkappe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 9 sowie ein Getränkeflasche mit Verschlußkappe gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Beim Abfüllen von Getränken in Flaschen und dem anschließenden Verschließen stellt Umgebungsluft ein erhebliches Problem dar, da der Luftsauerstoff und unvermeidbare Keime eine nachteilige Auswirkung auf das abgefüllte Getränk haben können.

Beim Verschließen einer Getränkeflasche mit einem Kronenkorken läßt sich die Umgebungsluft innen im Kronenkorken wegen dessen geringer Tiefe z. B. mittels eines neutralen Gasstrahls, leicht entfernen. Bei den wesentlich tieferen Verschlußkappen, läßt sich darin enthaltene Umgebungsluft, auf die vorbeschriebene Weise nicht zuverlässig beseitigen. Die Verschlußkappen können Schraubverschluß- oder Steckverschlußkappen sein. Dies ist außerordentlich nachteilig bei z. B. sauerstoffempfindlichen Getränken (Fruchtsäften oder dgl.), die in Kunststoff-Flaschen kaltsteril abzufüllen sind. Die Getränke können nicht aufschäumbare Produkte sein, die vor der Abfüllung kurzzeitig erhitzt und dann rückgekühlt und unter Umständen filtriert werden, um keimfrei zu sein. Mit der in der Verschlußkappe zwangsweise enthaltenen Umgebungsluft gelangen beim Verschließen jedoch wieder Keime und Luftsauerstoff in das Getränk.

Aus der US 4 487 325 ist es bekannt, in einem Verschluß eine kappenförmige Dichtung einzusetzen, durch die beim Aufbringen des Verschlusses auf die Flasche etwa die Hälfte der im Verschluß enthaltenen Umgebungsluft in die Flasche eingetragen wird. Ein weitgehend luftfreies Verschließen der Flasche ist dabei nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußkappe der eingangs genannten Art sowie ein Verfahren zum Verschließen einer gefüllten Getränkeflasche und eine Getränkeflasche mit einer Verschlußkappe anzugeben, mit denen ein zumindest weitgehender Schutz eines abgefüllten Getränks gegen Luftsauerstoff und Keime aus der Umgebungsluft erzielbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, verfahrenstechnisch mit den Merkmalen des Anspruchs 9, und schließlich eine Flasche betreffend mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Die in der Verschlußkappe dem Raum zugeordnete Umgebungsluft- Verdrängervorrichtung verhindert einerseits, daß Umgebungsluft aus der Verschlußklappe beim Verschließen der Flasche ins Innere der Flaschenmündung gelangt, und verdrängt andererseits beim Schließvorgang die Umgebungsluft für das abgefüllte Getränk unschädlich nach außen.

Bei dem Verfahren wird die Relativbewegung zwischen der Verschlußkappe und der Flaschenmündung beim Schließvorgang dazu eingesetzt, im Innenraum der Verschlußkappe vorhandene, vom Inneren der Flaschenmündung ferngehaltene Umgebungsluft nach außen zu verdrängen, so daß aus der Verschlußkappe keine Umgebungsluft ins Innere der Flaschenmündung gelangt. Dabei kann flankierend und wie üblich das Innere der Flaschenmündung oberhalb des Getränkefüllspiegels durch ein für das Getränk unschädliches Schutzgas von Umgebungsluft freigehalten sein.

In der mit der Verschlußkappe verschlossenen Getränkeflasche ist in der Verschlußkappe das Verdrängerelement für die Umgebungsluft unter der Zuhaltespannung als Dichtelement in seiner Dichtposition, in der es das Innere der Flaschenmündung nach außen abdichtet. Ein zur Luftabführung vorgesehener Ableitkanal hat bei ordnungsgemäßer Dichtposition des Verdrängerelements keine schädliche Auswirkung für das Getränk.

Zweckmäßig weist die Verdrängervorrichtung ein an der Öffnungsseite der Verschlußkappe lose oder lösbar gelagertes, in den Raum hinein bewegliches Verdrängerelement und wenigstens einen an der Außenseite der Verschlußkappe und/oder der Flaschenmündung mündenden Ableitkanal für verdrängte Umgebungsluft auf.

Günstig ist es, wenn das Verdrängerelement von dem scheibenförmig ausgebildeten Dichtelement gebildet wird, das vor dem Verschließen der Flasche an der Öffnungsseite der Verschlußkappe bzw. in einem Unversehrtheitskragen positioniert ist. Dieses scheibenförmige Dichtelement sitzt in einem Lagersitz, separiert am Beginn der Verschlußkappe, und verdrängt während des Schließvorganges durch seine Bewegung zum Kappenboden Umgebungsluft nach außen. In der Dichtposition fungiert das Dichtelement in herkömmlicher Weise. Nach dem Schließvorgang entspricht die Verschlußkappe einer herkömmlichen Verschlußkappe mit von Vornherein auf dem Kappenboden plaziertem Dichtelement.

Zweckmäßigerweise ist das Dichtelement zumindest im Außenrandbereich elastisch verformbar, um der Bewegung aus der Ruheposition in die Dichtposition möglichst wenig Widerstand entgegenzusetzen und dennoch das Durchlecken von Umgebungsluft zur Flaschenmündung zu verhindern. Das Dichtelement verhält sich wie ein von der Flaschenmündung in der Verschlußkappe verfahrbarer Kolben.

Herstellungstechnisch einfach ist der Ableitkanal als eine den Kappenboden und/oder die Außenwand durchsetzende Bohrung ausgebildet.

Alternativ könnte der Ableitkanal auch entlang der Innenseite der Außenwand bis zur Öffnungsseite verlaufen.

Besonders zweckmäßig ist es, bei einer Schraubverschlußkappe den Ableitkanal zwischen den ineinandergreifenden Gewindegängen durch Unterbrechungen der erhabenen Gewindegängen auszubilden.

Die Verschlußkappen werden zum Verschließen aus einem Magazin entnommen und vereinzelt den Flaschen zugeführt. Dabei darf das Verdrängerelement nicht verlorengehen. Deshalb ist es zweckmäßig, das Verdrängerelement in seinem Lagersitz elastisch vorgespannt festzulegen, z. B. mit einer Vorspannung, die zu einer Wölbung des scheibenförmigen Verdrängerelementes nach außen oder innen führt.

In der mit einer Schraubverschlußkappe verschlossenen Getränkeflasche kann der die Umgebungsluft beim Verdrängen nach außen leitende Ableitkanal zweckmäßig von Unterbrechungen in den erhabenen Gewindegängen des Innengewindes der Schraubverschlußkappe und/oder des Außengewindes der Flaschenmündung gebildet sein. Diese Unterbrechungen haben keinen spürbaren Einfluß auf die Gewindeanzugsspannung und die Haltbarkeit der Schraubverschluß-Kappe, ermöglichen es der verdrängten Umgebungsluft dennoch, relativ rasch nach außen abzuströmen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Achsschnitt einer Verschluß-Kappe, wobei gleichzeitig zwei unterschiedliche Phasen beim Schließvorgang einer Flasche angedeutet sind,

Fig. 2A-2C drei unterschiedliche Phasen während eines Schließvorganges einer Getränkeflasche, und

Fig. 3 eine Seitenansicht des Mündungsbereiches einer Kunststoff-Getränkeflasche.

Eine Verschlußkappe V in Fig. 1, insbesondere eine Schraubverschluß-Kappe für eine Kunststoff-Getränkeflasche (nur Mündung angedeutet), weist einen im wesentlichen ebenen Kappenboden 1 auf, der von einer umlaufenden Außenwand 2 umfaßt wird. Die Außenwand 2 besitzt beispielsweise außen eine Verrippung 3 und innen ein Innengewinde 4 mit erhabenen Gewindegängen 5. An der Öffnungsseite 6 der Verschlußkappe V ist bei dieser Ausführungsform ein Unversehrtheits-Kragen 7 angeformt, der an einer Öffnungsseite 6' endet. Die Verschlußkappe V ist beispielsweise aus Kunststoff (Spritzgußformteil) hergestellt. Der Kragen 7 ist mit vorgeformten Schlitzen 8 versehen, derart, daß er sich zum Öffnen der Flasche von Hand aufsprengen läßt oder durch die Öffnungsbewegung der Verschlußkappe V aufgesprengt wird.

Der Kappenboden 1 definiert mit der Außenwand 2 (und dem Kragen 7) einen Raum R, der für Umgebungsluft L zugänglich ist. Dem Raum R ist in der Verschlußkappe V eine Umgebungsluft-Verdrängervorrichtung C zugeordnet, mit der beim Schließvorgang (Aufschrauben oder Aufdrücken der Verschlußkappe V auf eine Flaschenmündung) die Umgebungsluft L aus dem Raum R nach außen, d. h. nicht ins Innere der Flaschenmündung verdrängt wird.

Wesentliche Teile der Verdrängervorrichtung C sind ein scheibenförmiges Verdrängerelement E, das in der in Fig. 1 unten gezeigten Ruheposition in einem innen im Kragen 7 geformten Haltesitz 5 positioniert ist, und ein Ableitkananl K. Das Verdrängerelement E hat die Form einer Scheibe 9, die zumindest in ihrem Randbereich elastisch sein sollte. Diese ist mit elastischer Vorspannung im Haltesitz 5 festgelegt, derart, daß die nach unten weisende Seite 11 des Verdrängerelementes E nach unten außen konvex gewölbt ist (oder nach innen eingezogen bzw. konkav gewölbt ist). Der wenigstens eine Ableitkanal K ist beispielsweise eine den Kappenboden 1 durchsetzende Bohrung 15 (oder eine die Außenwand 2 durchsetzende Bohrung, nicht gezeigt), oder wird von Unterbrechungen 14 in den erhabenen Gewindegängen 5 des Innengewindes 4 und/oder einer Nut (nicht gezeigt) gebildet, so daß er sich an oder in der Innenseite der Außenwand 2 nach unten außen erstreckt.

Das Verdrängerelement E bei dieser Ausführungsform eine Doppelfunktion, weil es auch als Dichtelement zu dienen hat und in der nicht gezeigten Dichtposition am Kappenboden 1 mit konzentrischen Dichtrippen 12 und einem Dichtsitz 13 kooperiert. Dies bedeutet, daß unter der Gewindeanzugsspannung der ordnungsgemäß angezogenen Verschlußkappe die Flaschenmündung das Verdrängerelement C gegen den Dichtsitz 13 preßt, so daß eine an der Flaschenmündung vorgesehene Dichtfläche eine hermetische Abdichtung zwischen dem Inneren der Flaschenmündung und der Außenumgebung herstellt.

Beim Aufsetzen der Verschlußkappe V auf die Flaschenmündung liegt die Flaschenmündung zunächst an der Unterseite 11 des Verdrängerelementes E an. Bei der weiteren Relativbewegung zwischen der Verschlußkappe K und der Flaschenmündung wird das Verdrängerelement E allmählich weiter in den Raum R hineinverlagert, wobei es die im Raum R enthaltene Umgebungsluft L durch den Ableitkanal K nach außen verdrängt. In der in Fig. 1 angedeuteten Stellung des Verdrängerelements E kurz vor Erreichen des Kappenbodens 1 ist die Flaschenmündung bereits sehr weit in die Verschlußkappe V eingedrungen und befindet sich nur mehr sehr wenig Umgebungsluft zwischen dem Verdrängerelement E und dem Kappenboden 1. In der Endphase des Schließvorgangs wird schließlich das Verdrängerelement E an den Kappenboden 1 angelegt, wobei die gesamte Umgebungsluft L durch den Ableitkanal K ausgetreten ist.

Das Verdrängerelement E kann in seiner Ausgangsposition im Haltesitz S durch Formschluß oder lose festgelegt sein. Es ist denkbar, das Verdrängerelement auch durch Anhaften sicher festzulegen, wobei diese Haftstellen beim Eindringen der Mündung in die Verschlußkappe gesprengt werden.

Der Schließvorgang einer Getränkeflasche F in den Fig. 2A bis 2C gestaltet sich wie folgt:

Zunächst wird das Verdrängerelement E, das sich in seiner Ausgangsposition im offenen Ende der Verschlußkappe V befindet, auf eine Dichtfläche 21 der Flaschenmündung aufgelegt. Die Flaschenmündung besitzt ein Außengewinde 20 und gegebenenfalls einen unterhalb des Außengewindes angeformten Ringflansch 19 (PET-Getränkeflasche).

Beim Aufbringen der Verschlußkappe V auf die Flaschenmündung (Fig. 2B) wird das Verdrängerelement E parallel zu sich selbst allmählich in die Verschlußkappe V hineinverlagert, wobei Umgebungsluft L durch den Ableitkanal K nach außen verdrängt wird. Wenn schließlich (Fig. 2C) die Verschlußkappe V ordnungsgemäß auf der Mündung der Flasche F festsitzt, liegt das Verdrängerelement E am Kappenboden 1 an und ist keine Umgebungsluft mehr enthalten. Das Verdrängerelement E fungiert dann gegebenenfalls gleichzeitig als Dichtelement D der Verschlußkappe V.

Obwohl der Schließvorgang anhand einer Schraubverschluß-Kappe gezeigt ist, die aufgeschraubt wird, ist darauf hinzuweisen, daß das gleiche Prinzip auch bei einer Aufsteckkappe anwendbar ist, die auf andere Weise zuhält.

Anhand Fig. 1 ist bereits erwähnt, daß der Ableitkanal K durch Unterbrechungen in den erhabenen Gewindegängen 5 des Innengewindes 4 der Verschlußkappe V gebildet werden könnte. Alternativ ist gemäß Fig. 3 der Ableitkanal K durch entsprechende Unterbrechungen 23 der erhabenen Gewindegänge 22 des Außengewindes 20 an der Mündung der Flasche F gebildet. Die beiden vorerwähnten Maßnahmen können alternativ oder additiv angewendet werden, um die zu verdrängende, in der Verschlußkappe vorhandene Umgebungsluft L mit möglichst geringem Widerstand auszuschieben.

Claims (12)

1. Verschlußkappe (V) für eine Flasche (F), insbesondere Schraub-Verschlußkappe für eine Kunststoff-Flasche, mit einer umlaufenden, an einen Kappenboden (1) an­ grenzenden Außenwand (2), und mit einem am Kappenboden abdichtenden Dichte­ lement (D), wobei der von der Außenwand und dem Kappenboden definierte Raum R der Umgebungsluft (L) ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ver­ schlußkappe eine dem Raum (R) zugeordnete Umgebungsluft-Verdrängervorrichtung (C) vorgesehen ist, die die im Räum (R) enthaltene Umgebungsluft (L) beim Aufbrin­ gen der Verschlußkappe (V) verdrängt.

2. Verschlußkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdränger­ vorrichtung (C) ein an der Öffnungsseite (6, 6') der Verschlußkappe (V) lose oder lös­ bar gelagertes, in den Raum (R) hinein bewegliches Verdrängerelement (E) und we­ nigstens einen Ableitkanal (K) für vom Verdrängerelement (E) aus dem Raum (R) verdrängte Umgebungsluft (L) aufweist.

3. Verschlußkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrän­ gerelement (E) von dem scheibenförmig ausgebildeten Dichtelement (D) der Ver­ schlußkappe (V) gebildet wird, und daß an der Öffnungsseite (6, 6') der Verschluß­ kappe (V) innen an der Außenwand (2) oder einem die Außenwand (2) verlängernden Unversehrtheits-Kragen (7) ein Lagersitz (S) für den Außenrand des Verdrängerele­ mentes (E) vorgesehen ist.

4. Verschlußkappe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver­ drängerelement (E) zumindest im Außenrandbereich (10) elastisch verformbar ausge­ bildet ist.

5. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkanal (K) wenigstens eine den Kappenboden (1) und/oder die Außen­ wand (2) durchsetzende Bohrung (15) ist.

6. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkanal (K) entlang der Innenseite der Außenwand (2) bis zur Öffnungs­ seite (6, 6') verläuft.

7. Verschlußkappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (2) innen mit einem Innengewinde (4) ausgestattet ist, und daß der Ableitkanal (K) durch Unterbrechungen (14, 23) in den erhabenen Gewindegängen (5, 22) des Innen­ gewindes (4) und/oder des Außengewindes (20) der Flaschenmündung gebildet ist.

8. Verschlußkappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das scheiben­ förmige Dichtelement (D) im Lagersitz (S) mit einer Wölbung nach außen oder nach innen formschlüssig und mit Vorspannung festgelegt ist.

9. Verfahren zum Verschließen einer gefüllten Getränkeflasche mit einer außen über die Flaschenmündung aufgebrachten Verschlußkappe (V), insbesondere einer Schraubverschluß-Kappe, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aufbringen die in der Verschlußkappe (V) enthaltende Umgebungsluft (L) durch ein bewegliches Verdrän­ gerelement (E) vom Inneren der Flaschenmündung ferngehalten und dabei durch die Relativbewegung zwischen der Verschlußkappe (V) und der Flaschenmündung mittels des Verdrängerelements (E) nach außen verdrängt wird.

10. Getränkeflasche mit Verschlußkappe, insbesondere Schraub-Verschlußkappe, die einen Kappenboden (1), eine an diesem bis zu einer Öffnungsseite (6, 6') angrenzen­ de, ein Innengewinde (4) tragende Außenwand (2) und ein Dichtelement (D) aufweist, das unter der Zuhaltespannung von einer Dichtfläche (21) der Flaschenmündung in einer Dichtposition am Kappenboden (1) gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (D) ein scheibenförmiges Verdrängerelement (E) ist, das aus einer öffnungsseitigen Ruheposition, in der es den Umgebungsluft enthaltenden Raum (R) der Verschlußkappe vom Inneren der Flaschenmündung separiert, unter Verdrängen der Umgebungsluft (L) nach außen von der Flaschenmündung bis in die Dichtposition zum Kappenboden (1) verlagert ist.

11. Getränkeflasche nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach außen mündender Ableitkanal (K) in der Verschlußkappe (V) und/oder zwischen der Ver­ schlußkappe und der Außenseite der Flaschenmündung vorgesehen ist.

12. Flasche nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitkanal (K) von Unterbrechungen (23, 14) in erhabenen Gewindegängen (5, 22) des Innengewin­ des (4) der Verschlußkappe (V) und/oder dem Außengewinde (20) der Flaschenmün­ dung gebildet ist.