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B_e_s_c_h_r_e_i_b_u_n_g
Die Erfindung bezieht sich auf einen GarantieverSchluß
für einen einen Gewindehals oder andere Befestigungseinrichtungen für den Verschluß aufweisenden Behälter.
Die Verwendung von Garantie- oder Sicherheitsverschlüssen ist allgemein bekannt. Eine besonders gebräuchliche
zugriffsgesicherte Verpackung weist einen solchen Verschluß auf, welcher an einem einen Hals und einen unterhalb
desselben auswärts hervorstehenden Rand aufweisenden Behälter anbringbar ist. Arn unteren Rand der Umfangswand
des Verschlusses ist ein nicht zerreißbares Ringband mittels einer Anzahl von zerreißbaren Rippen befestigt.
Dieser Verschluß wird so am Behälter angebracht, daß das Ringband den hervorstehenden Rand untergreift.
Beim Abnehmen des Verschlusses wird das obere Hauptteil desselben in Axialrichtung bewegt. Das den hervorstehenden
Rand des Behälters untergreifende Ringband vermag dieser Bewegung nicht zu folgen, so daß die es haltenden
Rippen bei Ausübung einer gewissen Axialkraft abreißen, wodurch sich das obere Hauptteil von dem Ringband löst
und vom Behälter abgenommen werden kann. Ein Beispiel für eine solche Zugriffssichere Verpackung ist in der
ÜS-PS 5 458 528 beschrieben.
Eine andere zugriffssichere Verpackung ist in der DT-PS 2 53O 699 beschrieben. Ein bei dieser Verpackung
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verwendeter Verschluß weist ein Ringband auf, welches
beim Anbringen des Verschlusses am Behälter vom Hauptteil des Verschlusses getrennt ist. Bei der Befestigung
des Verschlusses am Behälter kommen mehrere Zungen in Eingriff mit dem Ringband, wodurch dieses dann beim
Abnehmen des Verschlusses vom Behälter zerrissen wird und dadurch zu erkennen gibt, daß der Behälter bereits
geöffnet wurde.
Die vorstehend beschriebenen Verpackungen bzw. Verschlüsse haben sich zwar bewährt, sie weisen jedoch den
schwerwiegenden Nachteil auf, daß nach dem Abnehmen des Hauptteils des Verschlusses vom Behälter ein Ringband
aus Kunststoff od. dergl. an diesem zurückbleibt. Beim Umfüllen des Behälterinhalts in ein Glas od. dergl.
kann das Ringband dann mit in das Glas fallen, so daß es darin gesucht und herausgeholt werden muß, was zu
einer Verunreinigung des Produkts führt. Falls der Benutzer jedoch nicht merkt, daß das Ringband mit in
das Glas od. dergl. gefallen ist, so besteht die Gefahr, daß das Ringband mit verschluckt wird, was schwerwiegende
Polgen für die Gesundheit nach sich ziehen kann.
Angesichts dieses Nachteils schafft die Erfindung eine Zugriffssichere Verpackung mit einem Verschluß, bei
welchem die einen voraufgegangenen Zugriff anzeigenden Teile einstückig mit dem Hauptteil des Verschlusses verbunden
bleiben. Ein solcher Verschluß ist vorzugsweise mit
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oder ohne eine Dichtungseinlage verwendbar.
Insbesondere schafft die Erfindung eine zugriffssichere Verpackung mit einem einen Körper, einen Hals und einen ■
unmittelbar unter diesem auswärts hervorstehenden Rand aufweisenden Behälter, auf welchem ein Verschluß aus
thermoplastischen Werkstoff anbringbar ist. Der Hals des Behälters ist an seinem Umfang mit Befestigungseinrichtungen,
z.B. einem Schraubgewinde versehen, welche bzw. welches mit komplementären Ausbildungen des Verschlusses
zusammenwirkt, so daß dieser abnehmbar am Behälter befestigbar
ist. Der Verschluß hat eine Deckelwand und eine abwärts daran hervorstehende, ringförmige Seitenwand
mit an der Innenseite derselben geformten, den Befestigungseinrichtungen des Behälters komplementären Einrichtungen
zum lösbaren Anbringen des Verechlusses am Behälter. Zum Verschluß gehört ferner ein über eine Anzahl
von in gegenseitigen Abständen angeordneten Rippen einstückig mit der Seitenwand verbundenes Ringband. Die
Rippen sind so lang, daß sich das Ringband nach dem Anbringen des Verschlusses am Behälter unterhalb des
hervorstehenden Rands befindet. Das Ringband weist im wesentlichen gleichförmigen Querschnitt auf und ist mit
Bereichen verringerter Festigkeit geformt. Diese sind jeweils zwischen den Angriffsstellen der Rippen angeordnet.
Die Rippen und das Band sind durch Erwärmung schrumpfbar, so daß das Rangband den hervorstehenden
Rand formschlüssig untergreift. Nach dem Erwärmen haben
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die Bereiche verringerter Festigkeit einen kleineren Querschnitt als die übrigen Bereiche des Ringbands, so
daß sie eine entsprechend verringerte Zerreißfestigkeit aufweisen.
Die Einrichtungen für die Befestigung des Verschlusses am Behälter sind vorzugsweise als einander komplementäre
Schraubgewinde ausgeführt. Um einen dichten Abschluß zu erzielen, kann der Verschluß ein an der Innenseite der
Deckelwand sitzendes Dichtungsplättchen oder einen an der Deckelwand abwärts hervorstehenden Ringrand aufweisen,
welcher in den Behälterhals hineinragt und diesen flüssigkeitsdicht verschließt.
Der erfindungsgemäße Verschluß ist vorzugsweise aus Polypropylen, Polyäthylenterephthalat oder Polyäthylen
hoher Dichte geformt.
Die DT-Patentanmeldung P 30 06 773.3 beschreibt einen
Verschluß mit einem wenigstens eine Sollbruchstelle aufweisenden Ringband, welches über mehrere Rippen mit der
Umfangsviand des Verschlusses verbunden ist. In der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform
hat das Ringband mehrere einen kleineren Querschnitt als die übrigen Bereiche aufweisende Bereiche, welche
die Sollbruchstellen darstellen. Beim erfindungsgemäßen Verschluß sind die Sollbruchstellen dagegen nicht im
Ringband vorgeformt. Die Querschnittsverkleinerung in diesen Bereichen ist also nicht vorgeformt, sondern
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ergibt sich erste bei der Erwärmung des Ringbands nach
dem Anbringen des Verschlusses am Behälter. Diese Verkleinerung des Querschnitts durch Erwärmung der Sollbruchstellen
ist wahrscheinlich ein Ergebnis des für die Herstellung des erfindungsgemäßen Verschlusses angewendeten
Verfahrens, wobei die Ausführung der Erfindung jedoch nicht auf diese Annahme beschränkt ist.
Der erfindungsgemäße Verschluß wird im Spritzgußverfahren hergestellt, indem ein geschmolzenes thermoplastisches
Material in einen zwischen einer Matrize und einer Patrize gebildeten Formhohlraum injiziert wird. Das
Material wird vorzugsweise nahe dem Mittelpunkt der Deckelwandung in den Hohlraum injiziert, -so daß es radial
auswärts fließt, um die für die Formung der Deckelwand und anschließend der Umfangswand vorgesehenen Teile des
Hohlraums zu füllen. Anschließend fließt das Material dann durch die für die Formung der Rippen vorgesehenen
Teile des Hohlraums in das für die Formung des Ringbands vorgesehene Teil desselben. Das aus den Hohlraumteilen
für die Rippen austretende Material fließt dann beiderseits der Austrittsstelle in Umfangsrichtung des Hohlraumteils
für das Rangband, bis es mit dem an einer anderen Austrittsstelle austretenden Material zusammentrifft. An
dieser, etwa in der Mitte zwischen den Austrittsstellen liegenden Stelle entsteht durch das Zusammentreffen der
Materialströme eine Art Schweißstelle, aus welcher später
die Schwach- oder Sollbruchstelle entsteht. Die zwischen
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jeweils zwei benachbarten Rippen vorhandenen Schweißstellen sind zwar mit bloßem Auge kaum erkennbar, weisen
jedoch ein von demjenigen der übrigen Bereiche des Ringbands verschiedenes Gefüge auf. Es besteht Grund zur
Annahme, daß das Material an der- Schweißstelle zweierlei Molekulargefüge aufweist. Im inneren Teil der Schweißstelle
liegt wahrscheinlich ein durchgehend gleichförmiges Molekulargefüge vor, welches dadurch zustandekommt,
daß die aus den Hohlraumteilen für die Formung der Rippen austretenden Materialströme in diesem Bereich in
geschmolzenem Zustand zusammentreffen. In den äußeren Bereichen der Schweißstelle liegt jedoch kein durchgehend
gleichmäßiges Molekulargefüge vor, da sich das in diesem Bereich fließende Material durch Berührung
mit der kühleren Formwandung soweit abkühlt, daß es teilweise erstarrt, so daß die Materialströme der äußeren
Bereiche nicht in geschmolzenen Zustand zusammentreffen. Darüber hinaus hat der kühlere Umfangsbereich der Materialströmung
wegen der Reibung mit der Formwandung eine geringere Fließgeschwindigkeit, so daß das im Innenbereich
strömende geschmolzene Material fortlaufend die sich am vorderen Ende des Materialstroms bildende kühlere Haut
durchbricht. Beim Zusammentreffen der Materialströme kommen die an ihren vorderen Enden gebildeten kühleren
Häute in gegenseitige Berührung und werden von dem noch unter dem Einspritzdruck stehenden Material aneinandergepreßt.
Dabei durchbrechen nur kleinere Mengen des
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geschmolzenen Materials aus dem Innenbereich der beiden Ströme die kühleren Häute, um eine stoffschlüssige, homogene
Verbindung zu schaffen. Es ergibt sich also ein ringförmiges Schichtgefüge, bei welchem die äußeren
Schichten ohne molekulare Vernetzung aneinanderstoßen, während die innere Schicht aufgrund des Zusammentritts
der geschmolzenen Materialströme ein homogenes Molekulargefüge aufweist.
Wie vorstehend bereits bemerkt, hat das Ringband für das bloße Auge einen gleichförmigen Querschnitt, bevor es
erwärmt wird. Bei Erwärmung beispielsweise mittels eines heißen Luftstroms beginnt das thermoplastische Ringband
zu schrumpfen und zieht sich unter dem vorstehenden Rand des Behälters zusammen. Dabei werden die nicht molekular
vernetzten äußeren Schichten an den Schweißstellen auseinandergezogen. Im inneren Bereich der Schweißstelle,
in welchem ein durchgehendes Molekulargefüge vorliegt, dehnt sich das Material geringfügig aus, um sich der
Schrumpfung des Ringbands anzugleichen. Im Verein mit den vorstehend beschriebenen Eigenschaften der Schweißstellen
führt diese Dehnung des Materials zur Entstehung von Schwachstellen, deren Querschnittsfläche kleiner
ist als diejenige der übrigen Bereiche des Ringbands. Eine anschließend auf den Verschluß ausgeübte Axialkraft
ist dann bestrebt, das geschrumpfte Ringband über den Rand des Behälters zu ziehen. Da der Durchmesser des
geschrumpften Bands jedoch kleiner ist als der Außen-
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durchmesser des Behälterrands, reißt das Ringband dabei
an den Schwachstellen auf. Das Zerreißen des Ringbands an den Schwachstellen ist deutlich sichtbar, so daß also die
Garantiefunktion des Verschlusses sicher erfüllt ist.
Bei der Erwärmung des Ringbands und der Rippen*müssen
die Behandlungszeit und -temperatur zur Erzielung des gewünschten Ergebnisses zweckmäßig aufeinander abgestimmt
sein. Je höher dabei die Temperatur, um so kürzer ist die Behandlungszeit, und umgekehrt. Bei einer mit hoher
Geschwindigkeit arbeitenden Abfüllanlage, in welcher
etwa 240 bis 600 Flaschen pro Minute gefüllt und verschlossen werden, steht für das Schrumpfen der Rippen
und Ringbänder nur sehr kurze Zeit zur Verfügung. Deshalb werden relativ hohe, zum Schrumpfen des thermoplastischen
Materials ausreichende Temperaturen angewendet, wobei die Behandlungszeit sorgfältig abgestimmt sein muß,
um einerseits eine ausrrichende Schrumpfung zu erzielen, andererseits jedoch Beschädigungen des Verschlusses zu
vermeiden. Erwünscht ist eine Schrumpfung des Ringbands, bei welcher dieses sich unter dem Behälterrand soweit
zusammenzieht, daß sein Durchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Rands, eine Querschnittsverkleinerung
an den Schwachstellen, d.h. an den Schweißstellen eintritt, ohne daß das Ringband aufgrund der Erwärmung
an den Schwachstellen aufreißt, und bei welcher das Lösen des Verschlusses dazu führt, daß die Schwachstellen
bei einer Aufweitung des Ringbands durch den Behälterrand
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über die elastische Streckgrenze des thermoplastischen Materials hinaus gedehnt werden.
Ein an einer schnell arbeitenden Flaschenfüllanlage zweckmäßig anwendbares Verfahren zur Erfüllung der vorstehend
genannten Bedingungen besteht darin, daß ein Heißluftstrom durch einen waagerechten Schlitz hindurch
auf das Ringband des Verschlusses gerichtet wird, wobei die Flaschen beim Durchgang durch den Heißluftstrom in
Drehung versetzt werden. Die Steuerung der Lufttemperatur erfolgt bei Verwendung einer elektrischen Wärmequelle
mittels eines Regeltransformators oder bei Verwendung einer mit Gas oder anderem Brennstoff betriebenen
Wärmequelle mittels geeigneter Ventile. Außerdem wird auch die Geschwindigkeit des Heißluftstroms mittels
Ventilen gesteuert. Die Vorschubgeschwindigkeit der die Flaschen tragenden Transporteinrichtung wird so eingestellt,
daß sich die richtige Behandlungszeit für das Ringband ergibt. Das Einstellen der Temperatur und der
Behandlungszeit in einem System der vorstehend beschriebenen Art bietet kaum nennenswerte Schwierigkeiten. Für
die Erwärmung des Ringbands sind auch andere Verfahren anwendbar, soweit damit die vorstehend genannten Bedingungen
erfüllbar sind.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Verschluß in einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht des Verschlusses nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht der Unterseite des Verschlusses
nach Fig. 1,
Fig. 4 eine Teil-Schnittansicht einer zugriffssicheren Verpackung bei der Erwärmung des Verschlusses
zum Schrumpfen des Ringbands, Fig. 5 eine Seitenansicht der Verpackung nach Fig. 4
mit dem einen Rand des Behälters untergreifenden
Ringband,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Verpackung nach Fig. 4 beim Abnehmen des Verschlusses vom Behälter und
dadurch bewirktem Aufreißen des Ringbands und Fig. 7 eine Teil-Schnittansicht einer zugriffssicheren
Verpackung mit dem in Fig. 1 dargestellten, zusätzlich mit einem Dichtungsrand versehenen
Verschluß.
In Fig. 1 bis 6 der Zeichnung erkennt man einen Verschluß
10, welcher auf einem in Fig. 4 bis 6 dargestellten Behälter JO befestigbar ist. Der Verschluß 10 hat eine
Deckelwand 12 und eine abwärts daran hervorstehende, ringförmige Seitenwand 14, welche in der dargestellten
Ausführungsform eine geriffelte Außenfläche hat. Die geriffelte Außenfläche erleichtert die Ausübung einer
zum Abnehmen und Aufbringen des Verschlusses 10 von dem
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bzw. auf den Behälter 30 notwendigen Drehkraft. Im übrigen
kann die Außenfläche der Seitenwand 14 des Verschlusses 10 jedoch auch glatt oder sonstwie gestaltet
sein. Wie man in Fig. 4 erkennt, hat die Seitenwand 14 an der Innenseite ein Schraubgewinde 24, welches mit
einem Schraubgewinde 38 des Behälters in Eingriff kommt, um den Verschluß 10 auf dem Behälter 30 zu befestigen.
Der Verschluß kann auch auf andere Weise am Behälter befestigt sein, z.B. nach Art eines Bajonettverschlusses,
eines Schnappverschlusses usw..
An der Innenseite der Deckelwand 12 sitzt eine Dichtung 22. Diese kann von beliebiger handelsüblicher Art sein
und dient dem flüssigkeitsdichten Verschluß des Behälters. Am unteren Rand der Seitenwand 14 stehen mehrere
nicht zerreißbare Rippen 16 abwärts hervor. Diese sind an ihren unteren Enden mit einem Ringband 18 verbunden,
welches mehrere Sollbruchstellen 20 von verringerter Festigkeit aufweist. In dem in Fig. 2 und 3 gezeigten
Zustand haben die Sollbruchstellen 20 im wesentlichen die gleiche Querschnittsgröße wie die übrigen Bereiche
des Ringbands 18.
Die Rippen 16 sollen nicht abreißen und sind daher so bemessen, daß sie die bis zum Aufreißen des Ringbands
an den Sollbruchstellen 20 auf sie ausgeübten Zugkräfte aushalten. Aufgrund des Herstellungsverfahrens wechseln
sich die Sollbruchstellen 20 entlang dem Ringband 18 mit den Ansatzstellen der Rippen 16«ab, d.h. die Anzahl
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der Sollbruchstellen ist gleich derjenigen der Rippen
Eine in Fig. 7 dargestellte andere Ausführungsform entspricht
in wesentlichen Teilen, welche mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, der in Fig. 1 bis 6
gezeigten. Zum Unterschied zu dieser weist der in Fig. gezeigte Verschluß keine ebene Dichtung auf, sondern
enthält einen Dichtungsrand 35· Dieser ist von ringförmiger Gestalt und so bemessen, daß er auf dem oberen
Rand des Behälters aufsetzt. Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die in Fig. 7 dargestellte Form des Dichtungsrands
beschränkt. So kann etwa anstelle des einzelnen Dichtungsrands 35 ein doppelter bzw. gespaltener
Dichtungsring vorhanden sein. Ferner kann der Dichtungsrand 35 so geformt sein, daß er nicht auf dem Stirnrand
des Behälters aufsetzt, sondern einen flüssigkeitsdichten Abschluß mit der Innenfläche des Behälterhalses
bildet. Allgemein können die verschiedensten Arten von Dichtungen verwendet werden, solange die Zugriffssicherheit
der Verpackung dadurch nicht beeinträchtigt ist.
Der Behälter 30 kann aus Glas oder einem geeigneten
thermoplastischen Material sein. Er hat vorzugsweise einen abstehenden Kragen 32 zum Festhalten des Behälters
in einer Abfüllanlage. Unterhalb des Schraubgewindes 38 hat der Behälter einen auswärts hervorstehenden Rand 3^»
welcher soweit hervorsteht, daß er in der vorstehend beschriebenen Weise sicher vom Ringband 18 Untergriffen
werden kann. A
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Die Fertigstellung der zugriffssicheren Packung geht in äußerst einfacher Weise vor sich. Nach Verlassen der
Fülleinrichtung gelangt der Behälter an eine Verschließstation, an welcher der Verschluß 10 bis zur Erzielung
eines flüssigkeitsdichten Abschlusses auf den Behälter niedergeschraubt wird. An dieser Stelle verlaufen die
Rippen 16 des Verschlusses im wesentlichen senkrecht, und der Durchmesser des Ringbands 18 ist vorzugsweise
größer als derjenige des Behältergewindes 38, so daß das Aufschrauben des Verschlusses 10 auf den -"ehälter
nicht durch die Rippen 16 oder das Ringband 18 behindert ist.
Nach dem Anbringen des Verschlusses 10 am Behälter werden die Rippen 16 und das Ringband 18 erwärmt. Dies kann,
wie in Fig. 4- dargestellt, mittels aus einer Blasdüse H ausgeblasener Heißluft HA geschehen. Die Rippen 16 und
das Ringband 18 sind relativ dünn gehalten, so daß sie bei anschließender Abkühlung einwärts schrumpfen, bis
das Ringband 18 den hervorstehenden Rand 34- untergreift
(Fig. 4, 5). Das Ringband 18 hat nun einen Durchmesser, welcher beträchtlich kleiner ist als der Außendurchmesser
des Rands 34-· Außerdem weisen di·: Sollbruchstellen
20 nun, wie man in Fig. 5 erkennt, eine verringerte Querschnittsgröße auf.
Zum Abnehmen des Verschlusses 10 vom Behälter 30 wird
der Verschluß 10 in Axialrichtung bewegt, wobei er bestrebt ist, das Ringband 18 über den hervorstehenden
Rand 34- zu ziehen. Die dadurch in Umfangsrichtung des
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Ringbands 18 ausgeübte Zugkraft bewirkt, daß es an wenigstens einer der Sollbruchstellen 20 aufreißt.
Anschließend kann der Verschluß zwar erneut benutzt werden, er trägt jedoch den eindeutigen Beweis, daß die
Packung bereits geöffnet wurde.
Da die Rippen 16 nicht abreißen, bleibt das Ringband am Verschluß 10 hängen und kann beim Ausschütten oder
Umfüllen des Behälterinhalts nicht abfallen. Die Rippen 16 brauchen nicht, wie in der Zeichnung dargestellt,
im wesentlichen rechteckige Querschnittsform zu haben, sie können vielmehr jede zweckmäßige, beispielsweise
eine runde Form aufweisen. Ferner kann auch der vorspringende Rand 3^ des Behälters andere Formen aufweisen,
wobei es lediglich darauf ankommt, daß er, wie vorstehend beschrieben, formschlüssig vom Ringband 18
Untergriffen werden kann.
Ende der Beschreibung
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