DE202007012885U1

DE202007012885U1 - Verschluss

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Publication number: DE202007012885U1
Application number: DE202007012885U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2017-09-01
Also published as: CA2664442C; MX2009003498A; DE102006047023B4; RU2449933C2; WO2008040602A8; EP2084076B1; CN101600626A; HUE029816T2; WO2008040602A1; US20110139746A1; EP2084076A1; RU2009114677A; AU2007304401B8; PT2084076T; BRPI0719271A2; TN2009000118A1; UA97254C2; DK2084076T3; CA2664442A1; AU2007304401A8

Abstract

Verschluss (1) zum Verschließen eines Mündungsstücks (10) eines Behälters, insbesondere zum Verschließen des Mündungsstücks (10) einer Flasche, umfassend
– einen Verschlusskörper, der eine Stirnwand (3), eine Seitenwand (2), einen Übergangsbereich (4) zwischen der Stirnwand (3) und der Seitenwand (2), und eine zentrale Achse (A) aufweist, und
– wenigstens eine als Zunge (9) ausgebildete Außendichtung, die sich von der Seitenwand (2) und/oder vom Übergangsbereich (4) zur zentralen Achse (A) des Verschlusskörpers hin erstreckt, wobei die Zunge eine zur Anlage am Mündungsstück (10) ausgebildete Dichtfläche aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zunge (9) flexibel und derart ausgebildet ist, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses (1) am Mündungsstück (10) des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite (10c) und/oder der Außenkante (10b) und/oder der Oberseite (10a) des Mündungsstücks (10) anlegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Anmeldung betrifft einen Verschluss zum Verschließen eines Mündungsstücks eines Behälters, insbesondere zum Verschließen des Mündungsstücks einer Flasche, umfassend

– einen Verschlusskörper, der eine Stirnwand, eine Seitenwand, einen Übergangsbereich zwischen der Stirnwand und der Seitenwand und eine zentrale Achse aufweist,
– wenigstens einen ringförmigen, sich von der Stirnwand erstreckenden Vorsprung zum Zusammenwirken mit der Oberseite des Mündungsstücks zur Erfüllung einer Dichtfunktion, und
– wenigstens eine als Zunge ausgebildete Außendichtung, die sich von der Seitenwand und/oder vom Übergangsbereich zur zentralen Achse des Verschlusskörpers hin erstreckt, wobei die Zunge eine zur Anlage am Mündungsstück ausgebildete Dichtfläche aufweist.

STAND DER TECHNIK
Aus dem Stand der Technik sind Verschlusskappen aus Kunststoff zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, beispielsweise von Kunststoffflaschen (z.B. PET-Flaschen), bekannt.
Einen wichtigen Bestandteil der Verschlusskappen stellt die Dichtung dar. Diese soll in erster Linie eine sichere Dichtungsfunktion gewährleisten, andererseits jedoch ein problemloses Öffnen und Verschließen des Behälters nicht erheblich behindern. Dies ist nicht nur unter dem Aspekt einer bequemen Handhabung durch den Verbraucher, sondern auch unter dem Aspekt zu sehen, dass ein maschinelles Verschließen nach dem Befüllen der Flaschen mit möglichst geringem Aufwand und ohne Ausfälle erfolgen soll.
Bekannte, herkömmliche Dichtkonzepte sind beispielsweise in der WO 1999/44896 A2 aufgezeigt. Die beschriebenen Dichtungen weisen dabei insbesondere keilförmige oder wulstartige Dichtlippen in verschiedenen Anordnungen auf, deren freie Enden im Verschlusszustand den Flaschenhals kontaktieren. In einer Ausführungsform ist eine der Dichtlippen zungenartig lang ausgebildet und liegt, zwischen der Stirnwand des Verschlusses und der Oberseite des Mündungsstücks der Flasche eingeklemmt, mit hoher Anpresskraft praktisch auf der gesamten Oberseite des Flaschenhalses auf. Um durch den hohen Anpressdruck und die große Kontaktfläche hervorgerufene Probleme beim Öffnen und Verschließen der Flasche zu vermeiden, sind dem Kunststoffmaterial (beispielsweise PP, PE, PET), aus dem die einstückige Verschlusskappe besteht, Schmierstoffe (Gleitmittel) wie Behenamid oder Erucamid zugesetzt.
Auf diese Weise werden zwar das Öffnen und insbesondere ein maschinelles Verschließen der Flaschen erleichtert. Die zugesetzten Additive haben die Eigenschaft, an die Oberfläche zu wandern, bei kohlensäurehaltigen Getränken die Oberflächenspannung zu reduzieren und Kohlensäure in Form von Gushing freizusetzen. Außerdem bestehen beim Zusatz bekannter Additive gesundheitliche Bedenken im Hinblick auf die Verbraucher.
Ausgehend davon sollte vermehrt auf den Zusatz von Additiven, die als Schmierstoffe wirken, verzichtet werden. Es ist davon auszugehen, dass diese Zusätze in naher Zukunft vom Gesetzgeber verboten werden. Diese Maßnahme führt jedoch bei den herkömmlichen Dichtkonzepten zu den oben bereits angesprochenen Problemen, insbesondere beim Öffnen und Verschließen der Verschlüsse.
Zudem ist man dazu übergegangen, aufgrund steigender Rohstoffpreise und gesteigertem Umweltbewusstsein (Entsorgung von Verschlusskappen) den Materialaufwand für die Verschlusskappen immer weiter zu reduzieren. Zum Einen erfordert dies jedoch die Entwicklung von Dichtungskonzepten, bei denen die Dichtungskomponenten mit weniger Material auskommen. Zum Anderen muss dafür gesorgt werden, dass aufgrund des verringerten Materialeinsatzes weniger robuste Verschlusskappen problemlos geöffnet und verschlossen werden können. Je schwacher nämlich die Struktur einer Verschlusskappe insgesamt ist, desto schwieriger wird es, Verschlusskappen bereitzustellen, die zwar einerseits leicht zu öffnen und zu verschließen sind, andererseits jedoch eine gewohnt sichere Dichtungsfunktion gewährleisten.
Die Druckschrift DE 4425675 A1 zeigt eine Verschlusskappe mit einer langen sich nach innen erstreckenden Außendichtungslippe, die am Ende des Verschlussvorgangs zwischen die Oberseite des Flaschenhalses und die Stirnseite der Kappe gepresst wird. Dabei treten hohe Reibungskräfte auf.
Die Druckschrift EP 1 117 596 B1 zeigt eine Reihe von Dichtkonzepten für Flaschenverschlüsse. Dabei ist entweder eine lange Außendichtung vorgesehen, die beim Verschließen an die Stirnseite der Verschlusskappe angepresst wird. Alternativ dazu ist eine relativ kurze Zunge vorgesehen, die derart ausgebildet und dimensioniert ist, dass sie im aufgeschraubten Zustand vorgespannt mit ihrer Spitze an der Stirnfläche der Flaschenmündung anliegt.
TECHNISCHE AUFGABE
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kunststoffverschluss bereitzustellen, der mit verringertem Materialverbrauch herstellbar ist, eine sichere und zuverlässige Dichtungsfunktion gewährleistet, und auch ohne die Zugabe von Schmierstoffen in das Kunststoffmaterial problemlos geöffnet und verschlossen werden kann.
TECHNISCHE LÖSUNG
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Verschlusses nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Der erfindungsgemäße Verschluss zum Verschließen eines Mündungsstücks eines Behälters, insbesondere zum Verschließen des Mündungsstücks einer Flasche, umfasst

– einen Verschlusskörper, der eine Stirnwand, eine Seitenwand, einen Übergangsbereich zwischen der Stirnwand und der Seitenwand und eine zentrale Achse aufweist, und
– wenigstens eine als Zunge ausgebildete Außendichtung, die sich von der Seitenwand und/oder vom Übergangsbereich zur zentralen Achse des Verschlusskörpers hin erstreckt, wobei die Zunge eine zur Anlage am Mündungsstück ausgebildete Dichtfläche aufweist. Die Zunge ist flexibel und derart ausgebildet, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses am Mündungsstück des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite und/oder der Außenkante und/oder der Oberseite des Mündungsstücks anlegt.

In der vorliegenden Erfindung wird die Außendichtung in besonderer Weise ausgebildet, nämlich als Zunge oder Lippe, die sich beim Anbringen des Verschlusses an der Behälteröffnung einer Flasche an die Außenseite und/oder Außenkante und/oder Oberseite des Flaschenhalses anlegt, ohne einen erheblichen Druck auf die Flasche während des Öffnungs- oder Verschlussvorgangs auszuüben. Allerdings wird im Verschlusszustand die Oberseite des Flaschenhalses gar nicht oder nur ein kleiner Anteil der Oberseite des Flaschenhalses von der Außendichtung kontaktiert. In der Verschlussposition steht die Zunge sowohl ohne als auch mit äußerer bestimmungsgemäßer Krafteinwirkung und Verformung niemals mit dem Vorsprung (zumindest mit dem höchsten der Vorsprünge) in Kontakt. Das heißt, der Vorsprung liegt direkt auf der Oberseite des Mündungsstücks auf. Das freie Ende der Zunge ist vom Vorsprung stets, insbesondere nach dem Verschließen der Flasche, beabstandet angeordnet. Zwischen dem Vorsprung und der Zunge entsteht so eine Luftkammer. Die Luftkammer ermöglicht eine einfachere Einhaltung von Toleranzen (beispielsweise bei üblichen Abweichungen der Maße der PET-Flasche von 1/10–2/10 mm vom Sollwert). Mit anderen Worten gleicht die Luftkammer Abweichungen aus, da die Position der Zunge entlang der Oberfläche des Mündungsstücks nicht kritisch ist, und die Zunge relativ frei am Mündungsstück anliegt.
Während bei herkömmlichen Verschlüssen eine sich von der Stirnwand erstreckende Struktur während des Verschlussvorgangs die Zunge an die Oberseite des Flaschenhalses anpresst, liegt bei der vorliegenden Erfindung das freie Ende der Zunge in der Verschlussposition relativ lose, d.h. ohne eine von der Oberseite des Mündungsstücks unmittelbar ausgeübte Kraft in einem Zwischenraum zwischen der Oberseite des Mündungsstücks und der Stirnwand. Der gesamte Reibungswiderstand, den die Zunge auf das Mündungsstück ausübt, ist auf ein elastisches Verbiegen der Zunge (bei gleichzeitig flächiger Auflage der Zunge) zurückzuführen, nicht dagegen, wie im Stand der Technik, auf ein Einquetschen der Zunge zwischen der Mündungsstückoberseite und der Stirnwand der Verschlusskappe. Vielmehr liegt das freie Ende der Zunge im Verschlusszustand relativ frei zwischen den genannten Komponenten. Die Zunge stützt sich mit dem freien Ende an der Stirnwand ab. Die Dichtfläche ist in dieser Position von der durch die Außenkante des Mündungsstücks ausgeübten Kraft leicht elastisch durchgebogen. Auf diese Weise wird ein sicherer Verschluss bewerkstelligt. Zudem ist die erfindungsgemäße Außendichtung nicht wesentlich vorgespannt, so dass sich tatsächlich eine Kontaktfläche zwischen dem Flaschenhals und der Zunge ausbilden kann.
Eine weitere Funktion des Zwischenraums zwischen der Zunge und dem Vorsprung in der Verschlussposition besteht darin, einen Spielraum für eine Bewegung der Zunge entlang der Oberfläche des Mündungsstücks zu bieten. Die Zunge kann sich, z.B. bei einer Verformung der Verschlusskappe durch eine Veränderung des Innendrucks in der Flaschenmündung, entlang der Oberfläche und an der Oberfläche des Mündungsstücks flächig anliegend im Zwischenraum bewegen, so dass ein Festklemmen und Verspannen der Zunge bei einer Änderung der Bedingungen verhindert wird. Die Zunge kann sich im Prinzip an den Vorsprung heran oder von diesem weg bewegen, ohne in der Verschlussposition je mit dem Vorsprung in Kontakt zu sein.
Den Anschlag des Verschlusses beim Verschließen bestimmt demnach alleine der Vorsprung, der beim Verschließen direkt mit der Oberseite des Mündungsstücks in Kontakt tritt. Dies unterscheidet die Dichtung von herkömmlichen Dichtungen, die einen erheblichen Widerstand und damit eine hohe Reibung beim Verschließen und beim Öffnen der Flasche, insbesondere beim Verschließen und beim Öffnen von Kunststoffflaschen, beispielsweise PET-Flaschen, ausüben. Zum einen war es bisher aufgrund des Einsatzes von Schmiermitteln im Verschlusskappenmaterial unproblematisch, lange Außendichtungen mit großen Kontaktflächen auszubilden, die praktisch die gesamte Oberseite der Flaschenmündung mit großem Anpressdruck kontaktieren. Die große Kontaktfläche ist zwar für eine besonders sichere Abdichtung geeignet, führt jedoch bei herkömmlichen Konstruktionen auch zu hoher Reibung beim Öffnen und Verschließen des Verschlusses, insbesondere bei bestimmten Materialzusammensetzungen.
Zum anderen ist die Zunge erfindungsgemäß dünn und damit relativ flexibel ausgebildet. Die Dichtfläche ist als wenigstens eine Teilfläche der sich in Längsrichtung erstreckenden (insbesondere nach unten zur Mündung hin gerichteten) Außenfläche der Zunge gebildet. Sie passt sich an die Oberfläche und die Kontur der Oberfläche des Mündungsstücks flexibel und flächig an bzw. legt sich an diese an. Man könnte auch sagen, dass sich die Außendichtung formschlüssig an den Flaschenhals anlegt. Der Widerstand wird jedoch durch die geringe Stärke (Dicke) der Zunge und die dadurch erhaltene Flexibilität (gegenüber einer herkömmlichen stark ausgebildeten Zunge) so reduziert, dass insbesondere ein maschinelles Verschließen der Flasche problemlos erfolgen kann.
Bei herkömmlichen Dichtungskonzepten weisen dagegen bekannte Keildichtungen aufgrund ihrer größeren Stärke eine geringere elastische Verformbarkeit auf und üben daher einen größeren Widerstand und größere Reibung beim Öffnen und Verschließen der Flasche (eine gleich große Dichtfläche zugrunde gelegt) aus.
Durch die geringe Anpresskraft der äußeren Dichtungslippe am Flaschenhals wird bei der vorliegenden Erfindung ein komfortables Verschließen und Öffnen der Flasche auch ohne Gleitmittel ermöglicht. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass eine größere Kontaktfläche (und eine bessere Abdichtung) realisiert werden kann, ohne die Reibung beim Öffnen und Verschließen erheblich zu erhöhen.
Außerdem wird durch die kürzere und dünnere äußere Dichtungslippe Kunststoffmaterial eingespart. Die Dichtung ist zudem für den Einsatz bei Verschlusskappen mit dünneren Wandstärken geeignet, da die Dichtung auch bei weniger stabilen (und damit gegenüber großen inneren Spannungen empfindlicheren) Verschlüssen leicht zu öffnen und zu verschließen ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform überschreitet die Zunge entlang ihrer Erstreckungsrichtung eine Stärke (d) von 6/10 mm nicht.
Die Stärke wird im Übrigen, wie der Fachmann dies auch verstehen würde, für den Bereich der Zunge von ihrer Wurzel bis zu ihrer Spitze bestimmt, also in dem Bereich, in dem sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Zunge, im Wesentlichen in der Erstreckungsrichtung der Zunge, frei verlaufen. Die Stärke wird im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung bestimmt.
Die Stärke der Zunge nimmt vorzugsweise in der Erstreckungsrichtung kontinuierlich zu ihrem freien Ende hin ab. Die Zunge kann am Ansatzpunkt eine Stärke (d) zwischen 0,15 mm und 0,60 mm aufweisen. Etwa in der Mitte der Zunge beträgt die Stärke 0,05 mm bis 0,4 mm. Die Zunge unterschreitet vorzugsweise eine Länge von maximal 2,50 mm, insbesondere von 2,25, insbesondere von 2,1 mm. Die minimale Länge der Zunge beträgt 1,75 mm, insbesondere 2,00 mm.
Der Verschluss weist in einer bevorzugten Ausführungsform wenigstens einen sich von der Stirnwand erstreckenden Vorsprung zum Zusammenwirken mit der Oberseite des Mündungsstücks zur Erfüllung einer Dichtungs- und/oder Anschlagfunktion auf. Die Zunge weist eine Länge derart auf, dass sie bei am Mündungsstück angebrachtem Verschluss außer Kontakt mit dem bzw. den Vorsprüngen steht. Der Vorsprung kann entweder ringförmig geschlossen oder segmentiert sein (Anschlagfunktion). Der Vorsprung kann jedoch auch durch andere Anschläge ergänzt oder ersetzt sein.
Der Abstand zwischen der Innenseite der Seitenwand und dem Vorsprung ist vorzugsweise größer als der Abstand zwischen der Innenseite der Seitenwand und dem freien Ende der Zunge.
Der oder die Vorsprünge können als Schultern, Dichtungslippen o. ä. an der Innenseite des Deckenteils bzw. der Stirnwand ringförmig angeordnet sein. Sie erstrecken sich von der Stirnwand nach unten in Richtung der Mündung. Durch die Beabstandung des freien Endes der Zunge bleibt stets ein Freiraum zwischen dem freien Ende der Zunge und dem bzgl. der Zunge radial nach innen versetzen Vorsprung bestehen. Ein Abstand besteht zumindest in sofern, dass der Vorsprung (oder wenigstens einer der Vorsprünge) nicht mit der Zunge zusammenwirkt und eine Kraft auf diese ausübt. Vielmehr steht er bei verschlossener Flasche direkt in Kontakt mit dem Flaschenhals.
Die Zunge erstreckt sich, insbesondere ohne äußere Krafteinwirkung, im Wesentlichen parallel zur Stirnwand. Dies gilt insbesondre für die Unterseite der Zunge, die sich beim Verschließen der Flasche beispielsweise an die Außenwand der Flaschenmündung flexibel anlegt.
Der Verschluss wird bevorzugt als Schraubverschluss mit einem Innengewinde ausgebildet sein.
Der Verschluss umfasst insbesondere einen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat. Der Verschluss kann aus dem entsprechenden Kunststoff oder einer Mischung dieser oder anderer üblicherweise eingesetzter Kunststoffe bestehen.
Dem Kunststoff sind vorzugsweise keine Additive zugeführt, die als Schmierstoff, Gleitmittel bzw. Schmiermittel wirken. Die Dichtung ist für diesen speziellen Einsatzfall besonders geeignet, da sie durch ihre konstruktive Auslegung die Reibungskräfte beim Öffnen oder Verschließen einer Flasche reduziert, und somit auf Schmierstoffe im Verschlusskappenmaterial verzichtet werden kann. Beispielsweise wird durch das flexible Anlegen der Zunge außen an der Flasche kein Druck zwischen der Oberseite der Flaschenmündung und der Zunge erzeugt wie bei ähnlichen bekannten Verschlüssen. Der Verschluss kann einstückig ausgebildet sein.
Der Verschluss kann wenigstens eine Innendichtung aufweisen, die zur Anlage an der Innenseite des Mündungsstücks eines Behälters ausgebildet ist. Insbesondere weist diese Innendichtung einen Vorsprung an ihrer Außenseite auf, der während des Verschließens mit dem Flaschenhals in Kontakt gerät. Die Innendichtung wird dabei elastisch nach Innen gedreht. Im Bereich des freien Endes, ausgehend vom Vorsprung, verjüngt sich die Innendichtung kontinuierlich.
Der Verschluss ist bevorzugt in einem Spritzgussverfahren hergestellt.
Die Zunge ist insbesondere flexibel und derart ausgebildet, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses am Mündungsstück des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite und/oder der Außenkante des Mündungsstücks anlegt, und sich das freie Ende der Zunge oberhalb des Mündungsstücks radial in die Richtung der zentralen Achse des Verschlusses zwischen der Oberseite des Mündungsstücks und der Stirnwand des Verschlusses erstreckt. Die Zunge kontaktiert die Stirnwand und die Außenseite und/oder die Außenkante des Mündungsstücks, ist jedoch prinzipiell noch frei bewegbar angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich das freie Ende der Zunge im Verschlusszustand relativ frei beweglich zwischen der Oberseite des Mündungsstücks und der Stirnwand des Verschlusses. Sie ragt also radial nach innen in den zwischen der Stirnwand und der Oberseite der Flaschenmündung gebildeten Spalt. Eine Anlage an der Flaschenmündung und an der Stirnseite der Kappe wird ausschließlich durch die Flexibilität und die Lage der Zunge bewerkstelligt. Ein Einklemmen der Zunge zwischen der Stirnwand und der Flaschenmündung wird dagegen vermieden bzw. durch die Konzeption des Verschlusses verhindert. Die Zunge erhält ihre Verschlussposition alleine durch ihre Lage, in die sie im Verschlusszustand gebracht worden ist, und ihre Flexibilität.
Vorzugesweise erstreckt sich das freie Ende der Zunge relativ frei beweglich zwischen der Oberseite des Mündungsstücks und der Stirnwand des Verschlusses.
In einer anderen Ausführungsform ist die Zunge flexibel und derart ausgebildet ist, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses am Mündungsstück des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite (und/oder der Außenkante des Mündungsstücks anlegt, und sich das freie Ende der Zunge nach oben im Wesentlichen senkrecht in Richtung der Stirnwand erstreckt. Die Zunge wird also von der Flaschenmündung nach oben gedrückt, und legt sich praktisch über ihre gesamte Länge an die Flaschenmündung an. Die Zunge kann jedoch auch bei vollständig verschlossener Flasche (Verschlusszustand) senkrecht relativ zur Stirnwand angeordnet sein, jedoch über die Flaschenmündung hinausragen und unter Umständen auch die Stirnwand leicht kontaktieren.
Insbesondere kann das freie Ende der Zunge im Verschlusszustand jedoch auch ohne Kontakt mit der Stirnwand angeordnet sein.
Aus den genannten Gründen sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen alleine und in Kombination besonders geeignet, um die im Stand der Technik auftretenden Probleme zu lösen. Zudem soll Schutz auch für eine mit dem erfindungsgemäßen Verschluss verschlossene Flasche, insbesondere aus Kunststoff, insbesondere eine mit dem Verschluss verschlossene PET-Flasche, beansprucht werden.
Im Übrigen soll auch das im Rahmen dieser Anmeldung beschriebene Verschlussverfahren beansprucht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Verschlusskappe im Querschnitt; und
2 die Verschlusskappe aus 1, angebracht an einer Flaschenmündung, im Querschnitt.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Verschlusskappe 1, die einstückig aus einem bekannten Kunststoffmaterial wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET, PETP), oder dergleichen hergestellt ist.
Der Körper der Verschlusskappe 1 weist eine Seitenwand 2 und eine sich über dem Übergangsbereich 4 daran anschließende Stirnwand 3 auf. Der Übergangsbereich 4 stellt einen Verbindungsbereich zwischen der Seitenwand 2 und der Stirnwand 3 dar. An der Innenseite der Seitenwand 2 ist ein Innengewinde 5 zum Aufschrauben der Verschlusskappe 1 auf ein korrespondierendes Außengewinde eines Flaschenhalses oder eines Mündungsstücks eines Behälters ausgebildet. Vom freien Ende der Seitenwand 2 nach unten erstreckt sich ein Garantieband 6, das eine Sicherheits- und Garantiefunktion erfüllt. Die Dichtungsfunktion wird durch Dichtungsmittel 7, 8, 9 erfüllt.
Die Dichtungsmittel 7, 8, 9 bestehen aus einer Innendichtung 7, die als eine sich von der Stirnwand 3 senkrecht nach unten erstreckende Lamelle ausgebildet ist. An der Außenseite der Innendichtung 7 ist etwa mittig bzgl. ihrer Erstreckungsrichtung ein Wulst bzw. Vorsprung 7a ausgebildet. Unterhalb des Vorsprungs 7a verjüngt sich die Lamelle 7 zu ihrem freien Ende 7b hin. Die Außenseite 7c der Innendichtung 7 verläuft dabei zu ihrem freien Ende hin im Wesentlichen trichterförmig nach innen in Richtung einer zentralen Achse A. Ferner erstreckt sich von der Stirnwand 3 nach unten ein ringförmiger Vorsprung 8.
Darüber hinaus umfassen die Dichtungsmittel 7, 8, 9 eine Außendichtung 9, die in Form einer Zunge bzw. einer keilförmigen Lippe ausgebildet ist. Sie erstreckt sich nahe dem Übergangsbereich 4 von der Seitenwand 2 ausgehend im Wesentlichen parallel zur Stirnwand 3 in Richtung einer zentralen Achse A des Verschlusses 1. Die Außendichtung 9 ist über den gesamten Umfang an der Innenseite der Seitenwand 2 angeformt.
Erfindungsgemäß ist die Zunge 9 relativ kurz, also mit geringer freier Länge l, ausgebildet. Die freie Länge l ist jedenfalls so dimensioniert, dass die Zunge 9, sobald sie von unten her in die Richtung bzw. die Nähe der Stirnwand 3 gedrückt wird, nicht an den ringförmigen Vorsprung 8 der Dichtungsmittel 7, 8, 9 heranreicht. Die im Rahmen der Erfindung zulässige Länge hängt selbstverständlich auch vom Abstand a zwischen der Stirnwand 3 und dem freien Ende der Zunge 9 ab. Der Fachmann weiß jedenfalls, wie er die Länge der Zunge im Zusammenspiel mit den anderen Parametern wählen muss, dass die Zunge im Verschlusszustand nicht an den Vorsprung 8 heranreicht. Die freie Länge l kann dabei beispielsweise 2,00 mm betragen.
Außerdem ist die Zunge 9 sehr dünn ausgebildet. Sie weist beispielsweise in ihrem Ansatzpunkt eine Stärke d zwischen 0,15 mm bis 0,60 mm auf, die sich zum freien Ende hin kontinuierlich auf Werte zwischen 0,05 mm und 0,4 mm verringert (z.B. in etwa in der Mitte der Zunge).
Der Winkel zwischen der Unterseite und der Oberseite der Zunge 9 bestimmt im Wesentlichen den von der Zunge 9 auf den Flaschenhals ausgeübten Druck während des Verschließvorgangs. Dieser Winkel wird bei der vorliegenden Erfindung zwischen 5° und 15° gewählt, um beim Verschließen einen passenden Druck zu erzeugen. Die Unterseite der Zunge 9 ist im Wesentlichen flach ausgebildet und verläuft – im unverschlossenen Zustand – im Wesentlichen parallel zur Stirnwand der Verschlusskappe.
Die 2 zeigt die Verschlusskappe 1 aus der 1, wobei die Verschlusskappe 1 in einem Verschlusszustand an einem Mündungsstück 10 eines Behälters, beispielsweise einer PET-Flasche, angebracht ist. Im vorliegenden Fall ist der Verschluss 1 ein Schraubverschluss mit einem Innengewinde 5, das auf ein korrespondierendes Außengewinde 11 des Mündungsstücks 10 aufgeschraubt ist.
Die Dichtungsmittel 7, 8, 9 dichten den Innenraum des Behälters gegenüber der äußeren Umgebung ab. Dazu liegt im Verschlusszustand der Wulst oder Vorsprung 7a der Innendichtung 7 im oberen Bereich des Mündungsstücks 10 an dessen Innenseite an. Da das Mündungsstück 10 beim Verschlussvorgang die Innendichtung 7 leicht nach Außen drückt bzw. dreht, liegt der Vorsprung 7a im Verschlusszustand sicher an der Innenwand des Mündungsstücks 10 an.
Der ringförmige Vorsprung 8 steht im in der 2 dargestellten Verschlusszustand mit der Oberseite 10a des Mündungsstücks 10 in Kontakt.
Die Zunge 9 der Außendichtung ist durch ihre Dimensionierung und Flexibilität dahingehend ausgebildet, dass sie während des Verschlussvorgangs vom Mündungsstück 10 nach oben gedrängt wird, dabei jedoch auf die Oberseite 10a bzw. die Außenkante 10b des Mündungsstücks 10 nur einen geringen Widerstand/Druck ausübt. Sie ist insbesondere so flexibel ausgebildet, dass sie sich mit einer ausreichenden Kontaktfläche, jedoch geringem Widerstand während des Verschlussvorgangs an die Außenkante 10b des Mündungsstücks 10 anlegt. Die Zunge 9 kann flexibel verbogen werden und liegt so flächig mit ihrer Unterseite am Flaschenhals 10 an, d.h. die Zunge 9 ist über ihre gesamte Länge so leicht verbiegbar, dass sie sich – unter dem beim Verschließen von der Oberkante des Flaschenhalses entstehenden Drucks – praktisch flexibel verformt und an die Kontur des Mündungsstücks 10 im Bereich der Außenkante 10b und der Außenseite 10c anschmiegt. Dabei entsteht ein geringer Anpressdruck, die Zunge 9 legt sich im Radius an.
Bei genauer Betrachtung der 2 wird deutlich, dass die Zunge 9 im Verschlusszustand überhaupt nicht an der zur Stirnwand 3 parallelen Oberseite 10a des Mündungsstücks 10 anliegt, sondern relativ frei im Freiraum zwischen der Oberseite 10a des Mündungsstücks 10 und der Innenseite der Stirnwand 3 an letzterer anliegt. Ein Druck auf die Außenkante 10b zur Gewährleistung der Verschlussfunktion wird im Wesentlichen durch ein elastisches Verbiegen der Dichtungslippe 9 in deren Verschlussposition gewährleistet.
Auf diese Weise ist es möglich, auch ohne Schmier- bzw. Gleitmittel in der Verschlusskappe 1 und/oder im Mündungsstück 10 des Behälters ein Verklemmen der Verschlusskappe 1 auf der Behältermündung 10 beim Öffnen des Behälters zu verhindern. Außerdem wird das Verschließen im Vergleich zu Verschlusskappen mit relativ langen Dichtlippen, die einen hohem Widerstand ausüben und größere Reibung erzeugen, vereinfacht.
Der Länge nach erstreckt sich, wie ebenfalls aus der 2 deutlich wird, die Zunge 9 im Verschlusszustand über einen Bereich an der Außenkante 10b des Mündungsstücks 10, jedoch nicht oder (nicht dargestellt) nur über eine geringe Strecke (gemessen an der Wandstärke des Mündungsstücks 10) entlang der Oberseite 10a des Mündungsstücks 10. Auch dadurch wird die Reibung beim Öffnen und Verschließen der Flasche gegenüber Verschlusskappen mit Dichtungen mit langer Lippe, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, kontrollierbar. Die Zunge 9 kann bevorzugt auch zur Anlage nur entlang der Außenseite 10c des Mündungsstücks konzipiert sein. Das freie Ende der Zunge ragt nicht zwangsläufig zwischen die Stirnseite 3 und die Flaschenoberseite 10a. Das freie Ende der Zunge kann auch gar nicht oder in nur geringem Maß radial nach innen über die Oberseite 10a des Mündungsstücks 10 in Richtung Stirnseite 3 oder Vorsprung 8 ausgerichtet sein, während der Vorsprung 8 als Anschlag wirkt. Es ist auch möglich, dass die Zunge die Stirnseite nur leicht oder gar nicht berührt, also im Verschlusszustand unterhalb der Außenkante 10b der Flaschenmündung 10 endet. Hinsichtlich Schwankungen im Flaschendurchmesser (d.h. radial) wird durch den Einsatz der Verschlusskappe 1 eine hohe Flexibilität unter geringen Anforderungen an Toleranzen erreicht. Die Verschlusskappe 1 kann für unterschiedliche Mündungsdurchmesser verwendet werden, wobei je nachdem die Zunge mehr oder weniger weit über die Oberfläche 10a bzw. in den Zwischenraum außerhalb des Vorsprungs 8 ragt.
Die Zunge 9 kann je nach Anforderung beliebig lang gewählt werden, jedoch nur bis zu einer Länge, so dass die Zunge 9 im Verschlusszustand nicht an den Vorsprung 8 heran reicht. Auf diese Weise entsteht zwischen dem freien Ende der Zunge 9 und dem Vorsprung 8 ein Freiraum, in dem die Zunge 9 relativ frei positionierbar, an der Oberfläche 10a, 10b, 10c des Mündungsstücks 10 anliegend, angeordnet ist. Dies ermöglicht zum einen eine einfachere Einhaltung von Toleranzen bei der Konstruktion des Verschlusses 1 und der entsprechenden Flasche. Außerdem treten, wenn der Innendruck steigt und eine Kraft auf die Olive des Verschlusses 1 ausgeübt wird, Verbiegungen der Verschlusskappe und damit Hebelkräfte auf. Diese können durch eine Bewegung der Zunge 9 entlang der Oberfläche des Mündungsstücks, sei es entlang der Außenfläche 10c, der kante 10b und/oder der Oberfläche 10a beim vorliegenden erfindungsgemäßen Dichtungskonzept ausgeglichen werden. Es wird aus der 2 auch deutlich, dass im Verschlusszustand ein Zwischenraum zwischen dem Übergangsbereich 4 und der Zunge 9 ausgebildet ist. Auch dieser Zwischenraum bietet eine Möglichkeit, Fertigungstoleranzen (z.B. 1/10 mm) bei der Herstellung der Flaschenmündung und des Verschlusses auszugleichen.
Der Abstand s zwischen der Innenseite der Seitenwand 2 und dem Vorsprung 8 ist im vorliegenden Fall größer als der Abstand zwischen der Innenseite der Seitenwand 2 und dem freien Ende der Zunge 9. Insgesamt soll zwischen dem ringförmigen Vorsprung 8 und der Zunge 9 im Verschlusszustand ein Freiraum bestehen bleiben, so dass im verschlossenen Zustand ein möglichst geringer Kontaktwiderstand durch die Dichtmittel 7, 8, 9 zwischen der Verschlusskappe 1 und der Behältermündung 10 entsteht. Die Kontaktfläche zwischen der Zunge 9 und der Behältermündung 10 wird gegenüber dem Stand der Technik reduziert, ohne von einem flächigen Kontaktbereich abzurücken.
Außerdem verfügt die Zunge 9 in Verschlussrichtung hohe Flexibilität, so dass sie ohne großen mechanischen Widerstand in Richtung Stirnseite 3 bewegt werden kann.
Das Dichtungskonzept eignet sich auch für Verschlüsse mit reduziertem gewicht d.h. mit reduziertem Materialeinsatz, da die geringeren Reibungskräfte zu einer geringeren Belastung des Verschlusses beim Öffnen und Verschließen führen.

Claims

Verschluss (1) zum Verschließen eines Mündungsstücks (10) eines Behälters, insbesondere zum Verschließen des Mündungsstücks (10) einer Flasche, umfassend – einen Verschlusskörper, der eine Stirnwand (3), eine Seitenwand (2), einen Übergangsbereich (4) zwischen der Stirnwand (3) und der Seitenwand (2), und eine zentrale Achse (A) aufweist, und – wenigstens eine als Zunge (9) ausgebildete Außendichtung, die sich von der Seitenwand (2) und/oder vom Übergangsbereich (4) zur zentralen Achse (A) des Verschlusskörpers hin erstreckt, wobei die Zunge eine zur Anlage am Mündungsstück (10) ausgebildete Dichtfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (9) flexibel und derart ausgebildet ist, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses (1) am Mündungsstück (10) des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite (10c) und/oder der Außenkante (10b) und/oder der Oberseite (10a) des Mündungsstücks (10) anlegt.
Verschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (9) am Ansatzpunkt eine Stärke (d) zwischen 0,15 mm und 0,60 mm aufweist.
Verschluss (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (9) eine maximale Stärke (d) in Erstreckungsrichtung der Zunge (9) zwischen 0,3/10 mm und 5/10 mm aufweist.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Stärke (d) der Zunge (9) in Erstreckungsrichtung kontinuierlich zu ihrem freien Ende hin abnimmt.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (9) eine Länge (l) von 2,50 mm, insbesondere von 2,25 mm, insbesondere von 2,10 mm, unterschreitet.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss wenigstens einen sich von der Stirnwand (3) erstreckenden Vorsprung (8) zum Zusammenwirken mit der Oberseite (10a) des Mündungsstücks (10) zur Erfüllung einer Dichtungs- und/oder Anschlagfunktion aufweist, und die Zunge (9) eine Länge (l) derart aufweist, dass sie bei am Mündungsstück angebrachtem Verschluss (1) außer Kontakt mit dem bzw. den Vorsprüngen (8) steht.
Verschluss (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (s) zwischen der Innenseite der Seitenwand (2) und dem Vorsprung (8) größer ist als der Abstand zwischen der Innenseite der Seitenwand (2) und dem freien Ende der Zunge (9).
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zunge (9) ohne äußere Krafteinwirkung im Wesentlichen parallel zur Stirnwand (3) erstreckt.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (1) als Schraubverschluss mit einem Innengewinde (5) ausgebildet ist.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss einen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, umfasst.
Verschluss (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kunststoff keine Additive zugeführt sind, die als Schmierstoff bzw. Schmiermittel wirken.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (1) einstückig ausgebildet ist.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (1) wenigstens eine Innendichtung (7) aufweist, die zur Anlage an der Innenseite des Mündungsstücks (10) eines Behälters ausgebildet ist.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (1) in einem Spritzgussverfahren hergestellt ist.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Zunge (9) flexibel und derart ausgebildet ist, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses (1) am Mündungsstück (10) des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite (10c) und/oder der Außenkante (10b) des Mündungsstücks (10) anlegt, und sich das freie Ende der Zunge (9) oberhalb des Mündungsstücks radial in die Richtung der zentralen Achse des Verschlusses (1) zwischen der Oberseite (10a) des Mündungsstücks (10) und der Stirnwand (3) des Verschlusses (1) erstreckt.
Verschluss (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet dass sich das freie Ende der Zunge (9) relativ frei beweglich zwischen der Oberseite (10a) des Mündungsstücks (10) und der Stirnwand (3) des Verschlusses (1) erstreckt.
Verschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Zunge (9) flexibel und derart ausgebildet ist, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses (1) am Mündungsstück (10) des Behälters flächig an die Kontur der Außenseite (10c) und/oder der Außenkante (10b) des Mündungsstücks (10) anlegt, und sich das freie Ende der Zunge (9) nach oben im Wesentlichen senkrecht in Richtung der Stirnwand (3) erstreckt.
Verschluss (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet dass das freie Ende der Zunge (9) im Verschlusszustand ohne Kontakt mit der Stirnwand (3) angeordnet ist.
Verschluss (1) zum Verschließen eines Mündungsstücks (10) eines Behälters, insbesondere zum Verschließen des Mündungsstücks (10) einer Flasche, umfassend – einen Verschlusskörper, der eine Stirnwand (3), eine Seitenwand (2), einen Übergangsbereich (4) zwischen der Stirnwand (3) und der Seitenwand (2) und eine zentrale Achse (A) aufweist, – wenigstens eine als Zunge (9) ausgebildete Außendichtung, die sich von der Seitenwand (2) und/oder vom Übergangsbereich (4) zur zentralen Achse (A) des Verschlusskörpers hin erstreckt, wobei die Zunge eine zur Anlage am Mündungsstück (10) ausgebildete Dichtfläche aufweist, – wenigstens eine Innendichtung (7) mit einem Wulst (7a), der im Verschlusszustand im oberen Bereich des Mündungsstücks (10) an dessen Innenseite anliegt, und – wenigstens einen ringförmigen, sich von der Stirnwand (3) erstreckenden Vorsprung (8) zum Zusammenwirken mit der Oberseite (10a) des Mündungsstücks (10) zur Erfüllung einer Dicht- und/oder Anschlagsfunktion, wobei der Verschluss (1) einstückig ausgebildet ist, und einen Kunststoff, insbesondere Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (9) flexibel und derart ausgebildet ist, dass sich die Dichtfläche beim Anbringen des Verschlusses (1) am Mündungsstück (10) des Behälters flexibel verbiegt und flächig an die Kontur der Außenseite (10c) und/oder der Außenkante (10b) des Mündungsstücks (10) anlegt, die Zunge (9) in ihrer Erstreckungsrichtung eine Stärke (d) von 5/10 mm nicht überschreitet, und der Winkel zwischen der Unterseite und der Oberseite der Zunge (9) zwischen 5° und 15° beträgt.