DE202004016649U1

DE202004016649U1 - Verschlusskappe für Behälter

Info

Publication number: DE202004016649U1
Application number: DE202004016649U
Authority: DE
Original assignee: Rauh & Co Blechwarenfabri GmbH; Rauh & Co Blechwarenfabrikations KG GmbH
Current assignee: Rauh & Co Blechwarenfabri GmbH; Rauh & Co Blechwarenfabrikations KG GmbH
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2014-10-29

Abstract

Verschlusskappe für eine ein Außengewinde aufweisende Behältermündung mit einem die Mündung des Behälters verschließenden Boden (1) und einer von diesem ausgehenden zylindrischen Mantelwand (2) mit einem in das Außengewinde eingreifenden Schraubgewinde (11) und einem am offenen Ende angeformten Ringwulst (8), der einen konischen Haltering (3) am Hals des Behälters übergreift und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Perforationsschnitt (9) sowie einen Sicherungsring (5) mit in diesen in Längsrichtung eingebrachten Einschnitten (7) oder Sollbruchstellen bildende Schwächungsrillen aufweist, welcher Sicherungsring (5) mit dem unteren Wandabschnitt um eine Bördelkante (14) gezogen ist und an der Unterseite des Halteringes (3) anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
– dass die Perforation aus Schlitzen und Gelenkstegen (6) besteht,
– dass die Gelenkstege (6) die Verbindung zu dem Sicherungsring (5) bilden,
– dass der Drehpunkt der Gelenkstege (6) am Perforationsschnitt (9) einen mittleren Durchmesser aufweist, der mehr als 5% größer ist als der größte Durchmesser des konischen Halteringes...

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlusskappe für eine, ein Außengewinde aufweisende Behältermündung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
Verschlusskappen der gattungsgemäßen Art sind als sogenannte Drehverschlüsse zum Verschließen eines Gießhalses an einem Behälter, einer Flasche, insbesondere einer Glasflasche, mit einem Außengewinde und einem wulstförmigen Haltering hinlänglich bekannt. Die Verschlüsse werden beispielsweise aus Aluminium vorgeformt und bilden einen zylinderförmigen Verschlusskörper. Das Gewinde wird erst durch ein Nachformverfahren der Mantelwand auf die Gewindegänge des Gieß- oder des Flaschenhalses angepasst. Gleichzeitig wird auch der Sicherungswulst ausgebildet und der untere Rand um die Bördelkante des Halteringes geformt.
Verschlusskappen der angesprochenen Art werden insbesondere für die Abdichtung von Getränkeflaschen mit Schraubgewinde verwendet. Sie dienen dazu, die Mündungsöffnung der Flasche gegen ein Auslaufen des Behälterinhaltes zu sichern und anzuzeigen, dass die Verschlusskappe des Behälters nicht bereits geöffnet wurde.
Eine bekannte Verschlusskappe für einen Behälter ist in den 4, 5 und 6 dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Die Verschlusskappe weist einen mit einer flexiblen Dichtungseinlage 10 versehenen Boden 1 auf, der die Mündung des Behälters verschließt. Von dem Boden 1 entspringt rundum eine Mantelwand 2, die beispielsweise mit einem Schraubgewinde 11 entsprechend dem Gewinde 12 des zu verschließenden Behälters versehen ist oder bei dem Verschließen des Behälters im Nachformverfahren an das Gewinde 12 des Behälters angepasst wird. Des Weiteren verfügt der hier beispielhaft beschriebene bekannte Verschluss am Ende der Mantelwand 2 über einen über eine Perforierung an einem Seitenwulst gestalteten Sicherheitsring 5 (auch als PP Band oder Pilferproof-Band bezeichnet) mit oder ohne senkrechten Einschnitt 7, der zum Zweck des Erkennens, dass der Behälter noch original verschlossen ist, mit dem unteren Rand der Behältermündung um eine Bördelkante 14 umgebördelt ist. Behälterverschlüsse ohne senkrechte Einschnitte 7 werden vorwiegend für Einwegbehälter verwendet. Beim Abdrehen des Verschlusses reißt das Pilferproof-Band an den Stegen 6 komplett ab und verbleibt am Behälter. Behälterverschlüsse mit senkrechten Einschnitten 7 werden vorwiegend für Mehrwegbehälter verwendet. Bei diesen Verschlüssen werden die durch eine Perforierung entstehenden Gelenkstege 6 mit einem größeren Querschnitt gestaltet und der Sicherungsring 5 mit den senkrechten Einschnitten 7 versehen. Während des Abdrehvorganges reißen die als Sollbruchstelle wirkenden senkrechten Einschnitte 7 auf und die zwischen zwei Senkrechteinschnitten entstehenden Segmente 15 klappen nach außen und verbleiben am Verschluss.
Behälterverschlüsse der beschriebenen Art erfordern in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Mündung des Behälters, der Gleitfähigkeit des Innenlackes, der Art der Perforierung, der Qualität des Verschließvorganges und insbesondere der Tiefe der senkrechten Einschnitte des Pilferproof Bandes mitunter extrem hohe Aufdrehkräfte beim Abschrauben des Verschlusses. Wenn die senkrechten Einschnitte 7 nicht aufreißen, lässt sich die Verschlusskappe manuell nicht abschrauben, da bedingt durch den größeren Querschnitt der Gelenkstege 6, diese auch nicht mehr abreißen. Behälterverschlüsse verfügen im Allgemeinen über einen Durchmesser, der dem Durchmesser der Behältermündung einschließlich dem des Halteringes 3 angepasst ist. Bei den Behälterverschlüssen für Einwegbehälter ist dies von Vorteil, da dadurch die erforderlichen senkrechten Abreißkräfte für das Pilferproof-Band voll zum Wirken kommen. 5 zeigt den Teil-Querschnitt eines Verschlusses der herkömmlichen Art auf einem Behälter im verschlossenen Zustand, aus dem deutlich zu erkennen ist, dass sich die Schnittkante 4, aus der die Gelenkstege 6 entspringen, sehr nahe an der Behältermündung und damit auch am Kraftangriffspunkt 14 befindet. 6 zeigt das Kräfteparallelogramm für einen verschlossenen Behälter mit einem Verschluss der herkömmlichen Art, aus dem deutlich zu erkennen ist, dass 58% der aufzuwendenden Kraft keine Öffnungswirkung besitzt und nur 42% der aufzuwendenden Kraft in radialer Richtung zum Aufklappen der Segmente wirkt, um die senkrechten Einschnitte 7 aufzureißen und damit den Verschluss zu öffnen.
Bei der Weiterentwicklung der Behälterverschlüsse für Mehrwegbehälter wurden die Abmessungen des Durchmessers der Behälterverschlüsse im Wesentlichen beibehalten. Dies hat jedoch dazu geführt, dass die für das Aufbrechen der senkrechten Einschnitte 7 und das Aufklappen der Segmente 15 erforderlichen, nach außen wirkenden Kräfte nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen. Wenn die Segmente dann doch abstehen, besteht Verletzungsgefahr durch die scharfen Kanten an dem Segment.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschlusskappe für Behälter eingangs genannter Art zu schaffen, bei der die durch die Abdrehbewegung erzeugten Kräfte verstärkt als Drehmoment auf den Sicherungsring nach außen wirken und ein leichteres Öffnen des Verschlusses ermöglichen, ohne dass die Segmente derart nach außen vorstehen, dass sie eine Verletzungsgefahr bilden.
Diese Aufgabe wird bei einer Verschlusskappe für Behälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit Hilfe der im Anspruch 1 genannten technischen Lehre gelöst.
Gemäß der Lehre der Erfindung ist der Durchmesser des Sicherungswulstes, an dem die Gelenkstege entspringen und ihren Drehpunkt haben, gegenüber dem Durchmesser des Halteringes vergrößert. Dadurch wird ein größerer Abstand zwischen den Drehpunkten der Gelenkstege und den Angriffspunkten der Kräfte am Bördelrand hergestellt. Hierdurch ist zugleich aber auch der Vorteil gegeben, dass sich die Wirkungsrichtung der Kräfte von einer starken Senkrechtwirkung hin zu einer verstärkten Seitenrichtung (radiale Richtung) verändert, bei der die Kräfte als Drehmoment auf den Sicherungsring wirken. Dadurch werden die durch die Einschnitte abgegrenzten Segmente des Pilferproof-Bandes um die Gelenkstege nach außen geklappt und die Senkrechteinschnitte reißen auf. Durch die nach außen verlagerten Drehpunkte reduziert sich der Öffnungswinkel der Segmente, die senkrechten Einschnitte reißen nur am kleinsten Durchmesser der Umbördelung auf und reduzieren damit die bei herkömmlichen Verschlüssen bekannte Verletzungsgefahr an der Abknickkante des umgebördelten Sicherheitsringes.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen im Einzelnen angegeben.
Die erfindungsgemäße Auslegung hat den Vorteil, dass die Einschnitte oder Schwächungsrillen nicht mehr so tief und exakt dimensioniert sein müssen, da die Kraft beim Aufreißen der Einschnitte oder Schwächungsrillen beim Abdrehen der Verschlusskappe von der Behältermündung gemäß Kräfteparallelogramm zu mehr als 55% als Drehmoment in Aufklapp- und Aufreißrichtung auf die Einschnitte oder Schwächungsrillen wirkt. Die Aufreißwirkung kann dadurch verbessert werden, dass z.B. der Durchmesser des Perforationsschnittes am Ringwulst so viel größer als der Durch messer der Bördelkante des zu verschließenden Behälters ist, dass die Kraftwirkung beim Abdrehen der Verschlusskappe von der Behältermündung gemäß Kräfteparallelogramm zu mehr als 55% als Drehmoment in Aufklapp- und Aufreißrichtung auf die Einschnitte oder Schwächungsrillen wirkt. Die gewünschte Wirkung kann auch in Kombination oder allein dadurch erreicht werden, dass der Höhenabstand des Perforationsschnittes von der Bördelkante so groß gewählt wird, dass die Kraft beim Abdrehen der Verschlusskappe von der halsförmigen Behältermündung gemäß Kräfteparallelogramm zu mehr als 55% als Drehmoment in Aufklapp- und Aufreißrichtung auf die Einschnitte oder Schwächungsrillen wirkt.
Es können also verschiedene Ausprägungen nach der Erfindung gewählt werden, um eine gewünschte Verbesserung beim Aufreißen der Einschnitte zu erreichen, und zwar durch Erzeugung eines hohen Drehmomentes, das auf die Schwächungsrillen oder Einschnitte im Einzelfall wirkt. Diese Ausbildungen können auch miteinander kombiniert werden, wodurch ein leichtes Abdrehen der Verschlusskappe ermöglicht wird. Die Anzahl der Einschnitte kann grundsätzlich beliebig gewählt werden. Es empfiehlt sich jedoch, mindestens drei Einschnitte auf dem Umfang verteilt vorzusehen, vorzugsweise auch sechs. Es hat sich ferner als Verletzungsschutz besonders vorteilhaft erwiesen, den Durchmesser des Perforationsschnittes geringfügig kleiner als den größten Durchmesser des Ringwulstes zu gestalten. Die Anzahl der Gelenkstege je Segmentabschnitt zwischen zwei Einschnitten oder Schwächungsrillen kann ebenfalls variiert werden. Mindestens sollte jedoch ein Gelenksteg je Abschnitt vorhanden sein, wobei dieser zweckmäßigerweise dann mitten im Segmentabschnitt angeordnet ist. Bei anderen Ausbildungen sind zwei solche Gelenkstege beabstandet zueinander angeordnet. Der Sicherungsring mit den Einschnitten weist bei einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung einen umlaufend angeformten, im oberen Bereich vorgesehenen Stabilisierungswulst auf. Die Einschnitte oder die Schwächungsrillen können über die gesamte Höhe des Sicherungsringes sich erstrecken oder aber auch am umlaufenden Stabilisierungswulst enden. Sie können auch unten über den Rand miteinander verbunden sein.
Verschlüsse der erfindungsgemäßen Art können, wie auch bekannte Verschlüsse, im Tiefziehverfahren beispielsweise aus Metall, z. B. Aluminium, hergestellt werden und mit Beschichtungen versehen sein. Der Verschluss wird im Nachformverfahren dem Gewinde der Behältermündung angepasst. Das Schraubgewinde kann aber auch bereits im Verschluss eingearbeitet sein. Er wird dann beim Verschließen der Behältermündung aufgeschraubt. Die für die bessere Griffigkeit vorgesehenen Rändelungen bei derartigen Verschlüssen können ebenfalls vorgeformt sein oder auch beim Verschließungsprozess angerollt werden.
Bei der Ausführungsform nach der Erfindung ist in der Regel nur eine obere Rändelung vorgesehen, während der Sicherungswulst keine Rändelung aufweist. Diese ist auch nicht erforderlich, da die Aufdrehkräfte wesentlich geringer sind. Ein vorgefertigter Verschluss kann als Halbfabrikat vertrieben werden und wird beispielsweise in einer Abfüllanlage auf die Flaschen aufgesetzt, zur Abdichtung angepresst und das Gewinde mittels eines Nachformwerkzeuges der Behältermündung angepasst. Eine Dichtungseinlage sorgt für die flüssigkeitssichere Abdichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung in den 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiels ergänzend erläutert.
1 zeigt einen Verschluss nach der Erfindung im vorgefertigten Rohzustand und ohne Gewindegang. Dieser Gewindegang wird erst beim Verschließen eines Flaschenhalses dem Außengewinde nachgeformt. Der Verschluss weist einen Boden 1 auf und – wie aus der Teilschnittzeichnung, 2, ersichtlich – unterhalb derselben eine Dich tungseinlage 10. Der Verschluss wird in der vorgefertigten Ausführung gemäß 1 auf einen Flaschenhals, der aus 2 ersichtlich ist, aufgesetzt. Der Flaschenhals weist ein Außengewinde 12 und unterhalb des Gewindes einen Haltering 3 auf. Der Haltering 3 weist eine obere Kante 13 und eine untere Bördelkante 14 auf. Der Durchmesser ist etwas größer als der Durchmesser der Gewindegänge des Außengewindes 12. Die Besonderheit bei der Verschlusskappe, wie sie aus 1 zu ersehen ist, besteht nun darin, dass diese einen Ringwulst 8 aufweist, der sich – wie aus 2 ersichtlich – über den Haltering 3 der Behältermündung erstreckt. Dieser Ringwulst 8 weist ferner einen Abschnitt auf mit einem geringeren Durchmesser, der als Sicherungsring ausgebildet ist. Wie aus 1 ersichtlich, sind auf einer Umfangslinie verteilt Schlitze eingebracht, die durch Gelenkstege 6 begrenzt sind. Die Gelenkstege 6 sind einerseits an dem unteren Ende des Ringwulstes 8 angebracht und andererseits Bestandteil des unteren Sicherungsringes 5. Der Sicherungsring 5 weist in dieser Ausführung einen Stabilisierungswulst 15 auf, der den Übergang zum Perforationsschnitt 9 bildet.
Aus 2 ist ersichtlich, dass beim Verschließen der Flasche das Schraubgewinde 11 erst in die Verschlusskappe eingedrückt wird. Gleichzeitig erfolgt auch eine Umbördelung des unteren Abschnittes des Sicherungsringes 5 um die Bördelkante 14 des Halteringes 3. Es ist ferner ersichtlich, dass der Durchmesser des Sicherungsringes gegenüber dem Durchmesser des Halteringes 3 wesentlich größer ist. Durch die vorgenommene Vergrößerung wird eine Veränderung der Kraftwirkung auf den Sicherungsring 5 von einem Zugmoment auf ein Drehmoment bewirkt. Zusätzlich kann der Perforationsschnitt 9, welcher gleichzeitig die Drehachse jedes Gelenksteges 6 bildet, in der Höhe näher zur Bördelkante gerückt werden, wodurch eine Änderung der Kraftrichtungswirkung verstärkt wird.
Aus 2 ist ferner ersichtlich, dass der Perforationsschnitt 9 vom Haltering 3 weit absteht und damit auch vom Kraftangriffspunkt an der Bördelkante 14.
3 veranschaulicht in einem Kräftediagramm anhand eines verschlossenen Behälters, dass nur 32% der für das Öffnen des Behälters aufzuwendenden Kraft keine Öffnungswirkung besitzen und 68% der aufzuwendenden Kraft in die Richtung zum Aufklappen der Segmentabschnitte 16 wirken. Dies führt dazu, dass die Einschnitte 7 aufreißen, und zwar ohne großen Kraftaufwand. Im Gegensatz dazu sind die Wirkungsrichtungen bei herkömmlichen Verschlüssen völlig andere, wie 6 zeigt. Bei der Krafteinwirkung gehen dort nur 42% bei in etwa gleicher Dimensionierung in Aufreißrichtung.

1: Boden
2: Mantelwand
3: Haltering
4: Schnittkante
5: Sicherungsring
6: Gelenksteg
7: Einschnitt
8: Ringwulst
9: Perforationsschnitt
10: Dichtungseinlage
11: Schraubgewinde
12: Außengewinde
13: obere Kante
14: Bördelkante
15: Stabilisierungswulst
16: Segmentabschnitt

Claims

Verschlusskappe für eine ein Außengewinde aufweisende Behältermündung mit einem die Mündung des Behälters verschließenden Boden (1) und einer von diesem ausgehenden zylindrischen Mantelwand (2) mit einem in das Außengewinde eingreifenden Schraubgewinde (11) und einem am offenen Ende angeformten Ringwulst (8), der einen konischen Haltering (3) am Hals des Behälters übergreift und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Perforationsschnitt (9) sowie einen Sicherungsring (5) mit in diesen in Längsrichtung eingebrachten Einschnitten (7) oder Sollbruchstellen bildende Schwächungsrillen aufweist, welcher Sicherungsring (5) mit dem unteren Wandabschnitt um eine Bördelkante (14) gezogen ist und an der Unterseite des Halteringes (3) anliegt, dadurch gekennzeichnet, – dass die Perforation aus Schlitzen und Gelenkstegen (6) besteht, – dass die Gelenkstege (6) die Verbindung zu dem Sicherungsring (5) bilden, – dass der Drehpunkt der Gelenkstege (6) am Perforationsschnitt (9) einen mittleren Durchmesser aufweist, der mehr als 5% größer ist als der größte Durchmesser des konischen Halteringes (3), – dass am unteren Ende des Ringwulstes (8) auf einer Umlaufbahn die Perforation vorgesehen ist, und – dass der Sicherungsring (5) am Umfang Einschnitte (7) oder Schwächungsrillen aufweist.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft beim Aufreißen der Einschnitte (7) oder Schwächungsrillen durch Abdrehen der Verschlusskappe beim Öffnen der Behältermündung zu mehr als 55% als Drehmoment in Aufklapp- und Aufreißrichtung auf die Einschnitte (7) oder Schwächungsrillen wirkt.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Perforationsschnittes (9) am Ringwulst (8) so viel größer als der Durchmesser der Bördelkante (14) des zu verschließenden Behälters ist, dass die Kraft beim Abdrehen der Verschlusskappe von der Behältermündung gemäß Kräfteparallelogramm zu mehr als 55% als Drehmoment in Aufklapp- und Aufreißrichtung auf die Einschnitte (7) oder Schwächungsrillen wirkt.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhendifferenz des Perforationsschnittes (9) von der Bördelkante (14) so groß gewählt ist, dass die Kraft in Verbindung mit dem mittleren Durchmesser des Perforationsschnittes beim Herunterdrehen der Verschlusskappe von der Behältermündung gemäß Kräfteparallelogramm zu mehr als 55% als Drehmoment in Aufklapp- und Aufreißrichtung auf die Einschnitte (7) oder Schwächungsrillen wirkt.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Einschnitte (7) mindestens drei, vorzugsweise sechs, beträgt.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Perforationsschnittes (9) kleiner ist als der größte Durchmesser des Ringwulstes (8).
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Gelenkstege (6) je Segmentabschnitt (16) zwischen zwei Einschnitten (7) oder Schwächungsrillen variabel ist, jedoch mindestens ein Gelenksteg (6) je Abschnitt vorgesehen ist.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherungsring (5) im oberen Bereich einen umlaufenden angeformten Stabilisierungswulst (15) aufweist.
Verschlusskappe für Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einschnitte (7) oder Schwächungsrillen über die gesamte Höhe des Sicherungsringes (5) erstrecken oder am umlaufenden Stabilisierungswulst (15) enden.
Verschlusskappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus tief gezogenem Metall, insbesondere Aluminium, besteht.
Verschlusskappe nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubgewinde (11) vor dem Aufschrauben auf das Außengewinde (12) des Gießhalses in die Mantelwand (2) eingeprägt ist.
Verschlusskappe nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringwulst (8) und der Sicherungsring (5) aus der Mantelwand herausgeformt sind und das Schraubgewinde (11) beim Verschließen der Behältermündung im Nachformverfahren angedrückt und an das Außengewinde (12) des Gießhalses angepasst ist und der Sicherungsring (5) um die untere Kante des Halteringes (3) gebördelt ist.
Verschlusskappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Boden (1) eine flexible Dichtungseinlage (10) aufweist.
Verschlusskappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Halbfertigfabrikat eine Verkaufseinheit ist.