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Verschlußvorrichtung für Gefäße und
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Behälter, insbesondere Flaschen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Verschlußvorrichtung für Gefäße und Behälter, insbesondere Flaschen, nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 25 19 384) bildet
die flache Unterseite der starkwandigen Querwand der Kappe mit der oberen Abschlußfläche
des Offnungswandbereiches des Behälters einen ersten Dichtungsbereich. Ein zweiter
Dichtungsbereich besteht zwischen der Innenfläche des Innenwulstes des Außenflansches
der Kappe und dem Außenwulst des Öffnungswandbereiches. Da bei Innenüberdruck im
Behälter wie er beispielsweise bei mit kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten gefüllten
Flaschen vorliegt, der Gasdruck bestrebt ist, die Kappenwandungen vom Offnungswandbereich
des Behälters abzuheben, ergibt sich insbesonder bei höheren Drücken, wie sie bei
höheren Temperaturen entstehen können, keine zuverlässige Abdichtung. Dies gilt
nicht nur für den ersten Dichtungsbereich, sondern auch für den zweiten Dichtungsbereich,
wenngleich der Arretierungsring in seiner Verschlußstellung über eine von ihm einwärts
gedrückte Außenwulst in der Führungsfläche des Außenflansches der Kappe den Innenwulst
einwärts zu drücken bestrebt ist. Der Arretierungsring
ist an seiner
Innenseite mit einer umlaufenden Nut versehen, in die der Außenwulst des Außenflansches
der Kappe in der Freigabestellung des Arretierungsringes eingreift, um in dieser
Freigabestellung eine Einwärtsverlagerung des Außenflansches der Kappe mit dem Innenwulst
aufzuheben. Dies kompliziert ebenso wie die Ausbildung des Außenwulstes am Außenflansch
der Kappe die Herstellung der Verschlußvorrichtung, bei der es weiterhin außerordentlich
schwierig ist, die Kappe und den Arretierungsring zusammenzufügen.
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Der Sicherungsteil ist ein gesonderter Ringkörper, der auf der Führungsfläche
des Außenflansches der Kappe angebracht werden muß, bevor dann der Arretierungsring
ebenfalls mit der Kappe vereinigt wird. In der nach dem Aufbringen des Arretierungsringes
von diesem eingenommene n Verschlußstellung erhält der Innenwulst am Außenflansch
der Kappe seine Einwärtsverformung, so daß die Verschlußvorrichtung nur schwer auf
dem bffnungswandbereich des Behälters anbringbar ist. Wird der Sicherungsring, der
eine Teilschlitzung und eine abstehende Grifflasche zum leichteren Aufreissen besitzt,
entfernt und der Arretierungsring in Freigabestellung hochgeschoben, so bietet die
Verschlußvorrichtung weder eine flüssigkeitsnoch eine gasdichte Abdichtung dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschluß
vorrichtung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die aus lediglich ZWe1 einfachen,
preiswert herstellbaren Teilen besteht, die unter Einschluß des Sicherungsteils
leicht und einfach und ohne Beschädigung oder Zerstörung der Teile zu einer Verschiußeinheit
vor deren Einsatz für den Behälterverschluß zusammenfügbar sind, bei der die Verschlußeinheit
schnell und leicht und mit geringem Vorrichtungsaufwand als Original verschluß auf
dem Offnungswandbereich von Behältern anbringbar ist und bei der neben einer Sicherstellung
einer einwandfreien Abdichtung unter allen in der Praxis auftretenden Druck- und
Temperaturverhältnissen eine leichte Handhabbarkeit durch einen Benutzer beim erstmaligen
Öffnen sowie bei allen nachfolgenden Wieder verschließ- und -öffnungsvorgängen gegeben
ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Verschlußvorrichtung nach der Erfindung
in erster Linie gekennzeichnet durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1
angegebenen Merkmale. Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche
2 bis 15 verwiesen.
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Die erfind-ungsgemäße Ausbildung schafft erstmals eine für den praktischen
Gebrauch geeignete Verschlußvorrichtung, die sowohl als herstellerseitiger Originalverschluß,
als auch als vom Benutzer wiederverwendbarer Zweitverschluß einsetzbar ist, bei
nur geringem Gewicht
und geringen Abmessungen in ihren Eigenschaften
denen eines Kronenkorkens weit überlegen ist und die bei Gestehungskosten nur unwesentlich
über denen eines Kronenkorkens im Vergleich mit Schraubverschlüssen wesentlich billiger
ist sowie sogar diese in ihren Eigenschaften weitgehend übertrifft.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der
Erfindung näher veranschaulicht ist. Im einzelnen zeigen: Fig. 1 in einer teilweise
aufgebrochenen Halbansicht eine auf dem Offnungswandbereich eines Behälters in Vollverschlußstellung
angebrachte Verschlußvorrichtung nach der Erfindung im Querschnitt, Fig. 2 eine
Darstellung ähnlich Fig. 1 mit einer in Vorverschlußstellung befindlichen Verschlußvorrichtung
nach Entfernen des Sicheru gsteils.
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Die Verschlußvorrichtung 1 dient zum Verschluß von Gefäßen und Behältern
aller Art, insbesondere aber von Flaschen, wie sie für Bier, Mineralwasser, Erfrischungsgetränke
etc. Verwendung finden, die aufgrund ihres Kohlensäuregehalts einen Innenüberdruck
hervorrufen.
Voraussetzung für die Anwendbarkeit ist ein die im Querschnitt in der Regel kreisförmige
Behälteröffnung umgebender Offnungswandbereich, der mit einem Außenwulst versehen
ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Halsteil einer Flasche 1 ist der die
Behälteröffnung 8 umgebende dffnungswandbereich mit 2, dessen Innenfläche mit 3
und dessen Außenwulst mit 4 bezeichnet.
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Die Verschlußvorrichtung besteht im einzelnen aus einer Kappe 5, einem
Arretierungsring 6 und einem Sicherungsteil 7.
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Die Kappe 5 besteht aus elastischem, im Bedarfsfalle lebensmittelechtem
Kunststoff, z.B. LD (Low Density)-Polyäthylen od. dgl. Auch der Arretierungsring
6 besteht aus einem Kunststoff, jedoch einem solchen hoher Steifigkeit, z.B. HD
(High Density)-Polyäthylen od. dgl. Aus gleichem Material besteht auch der Sicherungsteil
7, der mit dem Arretierungsring 6 ein integrales Bauteil bildet. Alle Teile werden
im Spritzgußverfahren hergestellt.
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Die Kappe 5 besitzt eine im wesentlichen ebene, die Behälteröffnung
8 und den öffnungswandbereich 2 des Behälters 1 übergreifende Querwand 9, einen
den Offnungs
wandbereich 2 des Behälters umgreifenden Außenflansch
10 und einem koaxial zu diesem gelegenen Innenflansch 11.
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Die AuBenflächen des Außen- und des Innenflansches 10,11 der Kappe
5 gehen scharfkantig und die Innenflächen beider Flansche mit einer Abrundung 12
mit geringem Bogenradius in die Unterseite der Querwand 9 der Kappe über.
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Der Außenflansch 10 und der Innenflansch 11 der Kappe 5 haben eine
etwa gleiche, geringe Wanddicke, welche die der Querwand 9 der Kappe nur geringfügig
unterschreitet.
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Der untere Rand des Innenflansches 11 der Kappe 5 ist von einer sich
nach oben hin konisch erweiternden Anschrägung 13 gebildet, welche spitzwinklig
von der Innenfläche des Innenflansches ausgeht und zugleich die Unterseite einer
Dichtungsrippe 14 bildet. Die oberseitige Begrenzung der Dichtungsrippe 14 wird
von einer sich nach unten hin konisch erweiternden Anschrägung 15 gebildet, die
entlang einer scharfkantigen Dichtungsaußenlinie mit der Unterseite der Dichtungsripp
zusammentrifft. Entlang dieser Dichtungsaußenlinie liegt die Dichtungsrippe 14 an
der Innenfläche 3 des öffnungswandbereiches 2 des Behälters 1 dichtend an, wobei
der Dichtungsandruck mit steigendem Innenüberdruck im Behälter 1 ansteigt. Der Abstand
der Dichtungsrippe 14 von der Unterseite der Querwand 9 ist so gewählt, daß auch
in der in Fig. 2 veranschaulichten Vorversehlußstellung der Kappe 5 auf dem Behälter
1 die Dichtungsaußenlinie
noch in Eingriff mit der Innenfläche
des Öffnungswandbereiches 2 steht.
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Der Außenflansch 10 der Kappe weist außenseitig eine axiale Führungsfläche
16 auf, die oben von der Unterseite 17 der radial über den Außenflansch überstehenden
Querwand 9 und unten von der Oberseite 19 eines umlaufenden, nach außen vorspringenden
Sperransatzes 18 begrenzt ist, der nahe dem freien Ende des Außenflansches 10 angeordnet
ist. An dem unteren Ende des Außenflansches 10 ist eine sich nach unten in konisch
verjüngende und oberseitig in die Umfangsfläche des Sperransatzes 18 übergehende
Anschrägung 20 vorgesehen, deren Fußpunkt etwa auf einer gedachten Verlängerung
der Führungsfläche 16 des Außenflansches 10 liegt. Innenseitig ist der Außenflansch
10 mit einem ersten Innenwulst 21 versehen, der eine untere, sich nach oben hin
konisch verjüngende Begrenzungsfläche 22, eine obere, sich nach unten hin konisch
verjüngende Begrenzungsfläche 23 und eine diese beiden Begrenzungsflächen absatzlos
verbindende, innere gerundete Übergangsfläche 24 aufweist. Die innere Kulminationslinie
dieser Übergangsfläche 24 hat einen Durchmesser, der den Außendurchmesser des Außenwulstes
4 des Offnungswandbereichs 2 erheblich unterschreitet, jedoch so bemessen ist, daß
sie mit dem unter dem Außenwuls 4 befindlichen Einziehungsbereich an der Außenseite
des
öffnungswandbereiches 2 nicht Eingriff gelangt.
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Der Innendurchmesser des Außenflansches 10 entspricht dem Maximal-Durchmesser
des Außenwulstes 4.
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An seinem unteren Ende ist der Außenflansch 10 der Kappe 5 mit einem
zweiten Innenwulst 25 versehen, der eine gleichmäßig ballig gerundete, vom unteren
inneren Begrenzungsrand des Außenflansches 10 ausgehende Konturlinie 26 aufweist.
Der kleinste Durchmesser des zweiten Innenwulstes 25 ist kleiner als der Außendurchmesser
des Außenwulstes 4 des öffnungswandbereiches 2, jedoch etwas größer als der der
inneren Rulminationslinie der Übergangsfläche 24 des ersten Innenwulstes 21.
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Der erste und der zweite Innenwulst 21,25 des Außenflansches 10 der
Kappe 5 sind derart im Abstand übereinander angeordnet, daß in der Vorverschlußstellung
der Kappe gemaß Fig. 2 die beiden Innenwulste ober-bzw. unterseitig mit dem Außenwulst
4 des <iffnungswandbereiches 2 des Behälters 1 in Eingriff stehen. Der Ausgangspunkt
27 der oberen Begrenzungsfläche 23 des ersten Innenwulstes 21 befindet sich in einem
solchen Abstand zur Unterseite der Querwand 9 der Kappe 5, daß in der in Fig. 1
veranschaulichten Vollverschlußstellung der Kappe mit dem Außenwulst 4 des Öffnungswandbereiches
2 des Behälters 1 arretierend hintergreifendem ersten Innenwulst 21 die Unterseite
der Querwand 9 der Kappe 5
in dichtem Abstand frei ober-halb der
oberen Abschluß fläche 28 des öffnungswandbereiches 2 des Behälters 1 gelegen ist.
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Der Arretierungsring 6 weist eine mit der Führungsfläche 16 des Außenflansches
10 der Kappe 5 im Durchmesser übereinstimmende Innenseite 29, eine radiale Oberseite
30 und eine zu dieser parallel gerichtete Unterseite 31 auf. An gegenüberliegenden
Außenseiten besitzt er gegenläufig vorspringende Handhaben 32, die durch eine im
wesentlichen ovalförmige Gestaltung der Außenkonturlinie des Arretierungsringes
6 gebildet sind.Als Übergang von seiner Oberseite 30 zu seiner Innenseite 29 weist
der Arretierungsring 6 eine sich nach unten hin konisch verjüngende Anschrägung
6' auf, die bei einem von unten nach oben hin gerichteten Aufsetzen des Arretierungsringes
6 auf den Außenflansch 10 der Kappe 5 mit der Anschrägung 20 zusammenwirkt.
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Das Sicherungsteil 7 besteht aus einer ringförmig verlaufenden Abreißlasche
33, die verhältnismäßig dünnwandung ausgebildet ist und einen Innendurchmesser aufweist,
der im wesentlichen dem Außendurchmesser des Sperransatzes 18 am Außenflansch 10
der Kappe 5 entspricht. Die ringförmige Abreißlasche 33 ist vorzugsweise lediglich
über eine Anzahl von einzelnen, über den Umfang verteilt angeordneten Verbindungsstegen
34 mit der Oberseite 30 des Arretierungsringes 6 verbunden
und
verläuft ansonsten mit ihrer abgeschrägten Unterkante 35 frei im Abstand oberhalb
der Oberseite 30 des Arretierungsringes 6. Diese Verbindungsstege 34 sind im Bereich
ihres Überganges in die Oberseite 30 des Arretierungsringes 6 außenseitig mit einer
Schwächungskerbe 36 versehen, welche das Durchtrennen der Verbindungsstege 34 beim
Auf- und Abreißen der Abreißlasche 33 erleichtert. Statt dessen kann die Abreißlasche
33 grundsätzlich auch entlang ihrem gesamten unteren Rand mit der Oberseite 30 des
Arretierungsringes 6 verbunden sein, in welchem Falle eine umlaufende Schwächungskerbe
vorzusehen ist, um das Abreißen zu erleichtern.
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Die Abreißlasche 33 weist einen sich über ihre gesamte Höhe erstreckenden
axialen Trennschlitz 37 auf und bildet somit zwei Enden 38,39. Ein an den Trennschlitz
37 angrenzender Verbindungssteg 34 hält unmittelbar das Ende 38 der Abreißlasche,
während auf der anderen Seite des Trennschlitzes 37 der diesem nächstliegende Verbindungssteg
in einem Abstand zurückversetzt angeordnet ist, der das Ende 39 der Abreißlasche
33 als Griffzunge freiläßt.
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Nachdem die Kappe 5 einerseits und der Arretierungsring 6 mitsamt
Sicherungsteil 7 andererseits getrennt hergestellt sind, werden beide Teile durch
ein mühelos durchführbares Ineinanderschieben zu der in Fig. 1
veranschaulichten
Verschlußeinheit vereinigt. Diese bildet einen Originalverschluß, der in der Stellung
der Teile gemäß Fig. 1 von oben auf den öffnungswandbereich 2 des Behälters 1 nach
dessen herstellerseitigen Befüllung in jene Vorverschlußstellung aufgesetzt wird,
wie sie Fig. 2 für die Kappe 5 veranschaulicht. Infolge der elastischen Verformbarkeit
des Außenflansches 10 der Kappe 5 übergleitet dabei der zweite Innenwulst 25 bei
nur geringem, abwärts gerichtetem Druck den Außenwulst 4 des dffnungswandbereiches
2. Gleichzeitig tritt auch der Innenflansch 11 mit seiner Dichtungsrippe 14 zu die
Behälteröffnung 8 ein und gelangt bereits abdichtend mit der Innenfläche 3 des öffnungswandbereiches
2 in Eingriff. Wird nun auf die ebene Oberseite der Querwand 9 der Kappe 5 und zweckmäßig
zugleich auf der Oberseite 30 des Arretierungsringes 6 mit Hilfe eines geeignet
geformten Druckwerkzeugs ein abwärts gerichtet Verschließdruck aufgebracht, so gelangt
die Verschlußvorrichtung 5,6,7 in ihre Vollverschlußstellung gemäß Fig. 1. Zum Öffnen
des Behälters 1 kann nun ohne Werkzeug von Hand die vom Ende 39 der Abreißlasche
33 gebildete Griffzunge erfaßt und die Abreißlasche vollständig entfernt wer-den.
Bis dahin sichert die Abreißlasche 7 den Arretierungsring 6 in seiner Verschlußstellung
gemäß Fig. 1 und damit die Verschlußvorrichtung als Ganzes gegen ein Abnehmen vom
Behälter 1. Für jeden Benutzer ist somit klar ersichtlich, daß bei vorhandener Abreißlasche
33 der
Behälter keine Öffnung erfahren hat.
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hell nun der Benutzer die Verschlußvorrichtung abnehmen, so schiebt
er den Arretierungsring 6 in die in Fig. 2 veranschaulichte obere Freigabestellung,
wonach durch Fingerdruck gegendie Unterseite 31 des Arretierungsringes 6 im Bereich
der Handhaben 32 die Verschlußvorrichtung mühelos nach oben hin abgedrückt werden
kann Besteht nach Entnahme z.B. nur eines Teils der im Behälter 1 enthaltenen Flüssigkeit
für den Benutzer das Bedürfnis eines Wiederverschlusses, so kann er die Verschlußvorrichtung
leicht in die in Fig. 2 dargestellte Vorverschlußstellung bringen, in der bereits
eine sichere Abdichtung gegeben ist. Ein Abwärts schieben des Arretierungsringes
6 in seine untere Verschlußstellung ist nicht erforderlich, es sei denn, daß der
Innenüberdruck im Behälter 1, z.B.
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wegen erhöhter Temperaturen oder wegen starkem Kohlensäureversatz
od. dgl., so hoch ist, daß sich die Verschlußvorrichtung nicht allein in der Vorverschlußstellung
gemäß Fig. 2 auf dem Behälter 1 hält. Im Falle zu erwartender höherer Innenüberdrücke
genügt in aller Regel für alle üblichen Getränkeflüssigkeiten zur Fixierung der
Verschlußvorrichtung auf dem Behälter 1 ei Herabschieben des Arretierungsringes
6 bei in Vorverschlußstellung gemäß Fig. 2 befindlichz Kappe 5.
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Darüber hinaus ist der Benutzer jedoch auch in der Lage, bei der in
Fig. 2 wiedergegebenen Stellung der Teile durch nur verhältnismäßig geringe Kraft
erforderndes Herabdrücken die Verschlußvorrichtung in die Vollverschlußstellung
der Kappe gemäß Fig. 1 zu bringen und dann gegebenenfalls auch den Arretierungsring
6 wieder in seine untere Verschlußstellung zu verschieben. Alsdann ist ein Verschluß
des Behälters gegeben, dessen Sitz festigkeit und dessen Abdichtwirkung dem der
Verschlußvorrichtung in ihrer Vollverschlußstellung gemäß Fig. 1 entspricht.
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Der Arretierungsring 6 hat eine axiale Höhe die nur etwa 40% der axialen
Höhe der Führungsfläche 16 des Außenflansches 10 der Kappe .5 entspricht. Dadurch
befindet sich die Unterseite 31 des Arretierungsringes 6 in der oberen Freigabgestellung
gemäß Fig. 2 in einem gewissen Abstand oberhalb des Ausgangspunktes 27 der oberen
Begrenzungsfläche 23 des ersten Innenwulstes 21, so daß der zwischenliegende Wandbeleich
rh des Außenflansche 10 eine leichte Auswärtsverformung und ein müheloses Ubergleiten
über den Außenwulst 4 des Offnungswandbereiches 2 erlaubt. In der unteren Verschluß
stellung verläuft die Oberseite 30 des Arretierungsringes 6 etwa in Höhe der inneren
Kulminationslinie der Ubergangsfläche 24 des ersten Innenwulstes 21, so daß begünstigt
durch den Abstand der Innenfläche der Abreißlasche 34 von der Führungsfläche 16
des Außenflansches 10, sich
10 die Wandung des Außenflansches/beim
Verschließvorgang in dem Bereich oberhalb des Arretierungsringes 6 nach außen verwölben
kann, um ein elastisches Auswärtsverlagern des ersten Innenwulstes 21 beim Übergleiten
des Außenwulstes 4 zu erleichtern. Dieses Übergleiten wird zugleich durch die untere
schräggestellte Begrenzu-ngsfläche 22 des ersten Innenwulstes 21 begünstigt, Einer
entgegengesetzt gerichteten Abnahmebewegung setzt der erste Innenwulst 21 jedoch
einen solchen Widerstand entgegen, daß eine solche von Hand praktisch nicht ausführbar
ist.
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Wie dargestellt endet die Abreißlasche 7 in einem gewissen Abstand
unterhalb der Unterseite 17 der überstehenden Querwand 9. Daduch kann der Arretierungsring
6 bei seinem Aufschieben auf den Außenflansch 10 der Kappe 5 in eine um einen entsprechenden
Abstand höher gelegene Stellung oberhalb der Verschlußstellung gemäß Fig. 1 hochgeschoben
werden, so daß beim fabrikmäßigen Aufsetzen der Verschlußeinheit gemäß Fig. 1 der
zweite Innenwulst 25 den Außenwulst 4 des Öffnungswandbereiches 2 unter elastischer
Auswärtsverformung übergleiten kann, ohne bei dieser elastischen Auswärtsverformung
durch den Arretierungsring 6 behindert zu sein. Auch wenn sich bei einem fabrikmäßigen
Aufsetzvorgang der Arretierungsring 6 in seiner unteren Verschlußstellung befindet,
so kann sich der Arretierungsring 6 doch ein geringes Stück aufwärts bewegen, wenn
bei
Auswärtsverformung des zweiten Innenwulstes 25 und damit des unteren Endbe3iches
des Außenflansches 10 die Begrenzungsfläche 19 des Sperransatzes 18 auf die Unterseite
31 des Arretierungsringes 6 eine aufwärts gerichtete Schiebekraft ausübt. Bei der
dargestellten Ausführung der Verschlußvorrichtung, deren Gewicht bei Abstimmung
auf Bier-, oder Mineral- oder Cola-Flaschen etc. nur etwa 3g beträgt, liegt der
zweite Innenwulst 25 innenseitig an der Außenseite des öffnungsrandbereiches des
Behälters 1 an und bildet so eine Sicherung gegen Zutritt von Schmutz in den Bereich
zwischen den beiden Innenwulsten. Dadurch ist sichergestellt, daß auch der obere
Randbereich 28 stets sauber bleibt und keiner Vorsäuberung bedarf.