DE3100629A1

DE3100629A1 - Unversehrbare spritzgussverschlusskappe aus kunststoff

Info

Publication number: DE3100629A1
Application number: DE19813100629
Authority: DE
Inventors: George Victor Toledo Ohio Mumford
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1980-05-19
Filing date: 1981-01-12
Publication date: 1982-01-14
Also published as: GB2076381A; MX152081A; JPS6258350U; AU522088B2; IT8148442A0; IT1142500B; KR830006086A; NZ196847A; FR2482565B1; FR2482565A1; GB2076381B; US4322009A; AR224942A1; ES265592U; JPS56161953A; KR860000319B1; CH650466A5; ZA8166B; BR8103060A; DE3100629C2

Description

Beschreibung;

ünversehrbare Verschlüsse wurden von den Verpackern von Nahrungsmitteln, Getränken und Alkoholika in den letzten Jahren sehr viel eingesetzt, um dem Endverbraucher anzuzeigen, ob der Verschluß der Verpackung bereits einmal abgenommen wurde. Eine Verschlußkappe, die auf den Hals des Behälters aufgeschraubt wird, ist besonders für Versehrung empfindlich. Jede einen Supermarkt durchwandernde Person könnte schnell einen solchen Behälter aufnehmen, den Verschluß entfernen, einen Teil des Inhalts an sich nehmen und den Verschluß wieder aufsetzen. Das Problem der Unversehrtheit ist bei Nahrungsmitteln, nichtalkoholischen sowie alkoholischen Getränken weit verbreitet. Allgemein gilt, daß je teurer das Produkt ist, umso wahrscheinlicher ist es, daß der Behälter versehrt werden kann.

Um die Unversehrtheit zu erhalten, wurde bisher für Enghalsbehälter eine Aluminiumverschlußkappe verwendet. Diese Kappe weist einen zylinderförmigen Mantel auf, in dessen Mittelteil der Seitenwand eine Reihe von sich am Umfang erstreckenden Schlitzen geschnitten wird. Die Seitenwand des Mantels wird dann an den Behälterhals durch Einwalzen oder Ausformen in einer Wellmaschine des Gewindes in der Seitenwand des Verschlusses aufgebracht, wobei gleichzeitig der äußerste untere Teil des Abschnittes oder Feldes verformt wird, um mit einer darunter angeordneten sich über den Umfang erstreckenden äußeren Profilrippe am Flaschenhals in Eingriff zu kommen, wodurch das untere Feld oder der untere Abschnitt mit dem Behälter verriegelt wird. Jeder spätere Versuch, den Verschluß durch Abschrauben vom Behälterhaie zu ent-

130062/0436 "⁵"

fernen, führt zu einer Trennung der überbrückungen oder Stege, welche die nicht aufgeschnittenen Teile des Mantelfeldes darstellen, die nach dem vorstehend erwähnten Schneidvorgang übrigbleiben.

Es wurde auch versucht, die gleiche Konstruktion bei einem gepreßten KunststoffVerschluß anzuwenden. Alle diese früheren Versuche gingen in die Richtung, die gepreßten Schlitze und Stege den Verschluß während des ursprünglichen Preßvorgangs für den Verschluß unter der Erwägung auszuformen, daß eine Fertigung des gesamten Verschlusses in einem Arbeitsgang der billigere Weg wäre. Dies war jedoch nicht richtig. Um eine durch Stege im gepreßten Verschluß getrennte Reihe von ringförmigen Schlitzen auszubilden, muß eine sehr komplizierte Preßform geschaffen werden, wodurch sich die Preßkosten zur Herstellung dieser Verschlüsse erheblich verteuern. Außerdem schwanken Größe und Stärke der Stege erheblich, infolge von Änderungen, die dem Preßverfahren des Verschlusses innewohnen, wenn versucht wird, sehr kleine Kunststoffsegmente auszubilden, die größere Abschnitte miteinander verbinden, wodurch sich erhebliche Schwankungen der Scherfestigkeit der so erzeugten Stege ergaben. Wenn schließlich herkömmliche Verschlußmaschinen verwendet würden, so müßten die Stege genügend groß sein, um nicht abzubrechen, wenn die Sicherungsprofilrippe während des Aufbringens des Verschlusses über dem,Randwulst des Behälferhalses geschoben wird.

Ein unversehrbarer gepreßter Kunststoffverschluß wird erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß zunächst ein einfacher Ver-

130062/043« ~⁶~

schluß mit einer kreisförmigen Kappe und einer hängenden Seitenwand von gleichmäßiger Dicke gepreßt wird. In der oberen Seitenwand ist ein Innengewinde ausgebildet, welches mit dem Gewindeteil eines Flaschenhalses zusammenwirkt/ während der untere Teil oder Abschnitt einen Sicherungsstreifen bildet. Der Sicherungsstreifen ergibt eine InnenprofiIrippe, die sich unter Axialkraft ausdehnen soll, um damit auf der Halswulst einzurasten, die üblicherweise am Hals der Flasche unterhalb des Gewindes ausgeformt ist. Ein sich über den Umfang erstreckender enger Schlitz wird dann in den Mantel des Verschlusses durch ein Messer geschnitten, das außen an einem Punkt über dem inneren Absatz angesetzt wird. Die radiale Tiefe des Schlitzes in der Verschlußwand ist gleich der Wandstärke des Mantelabschnittes, wobei sich der Schlitz durch die gesamte Wand mit Ausnahme einer Anzahl von über den Umfang verteilten Stellen erstreckt, an denen ein begrenztes bogenförmiges Segment des Schlitzes auf eine geringere Tiefe als die der Wandstärke ausgeschnitten ist und damit mehrere begrenzte Flächen von Verbindungsstegen zwischen den oberen Gewindeteilen des Verschlußmantels und dem unteren Rand bildet. Diese Uberbrückungen oder Stege besitzen gleichmäßige Abmessungen und können leicht durch eine bstimmte auf den Verschluß angebrachte Drehbewegung in Aufschraubrichtung vom Flaschenhals getrennt werden. Der Schlitz ist genügend eng, damit seine gegenüberliegenden Wandabschnitte unter der Axialkraft eng anliegen, die erforderlich ist, damit die Verschlußrippe auf der Halswulst einrastet und damit die Möglichkeit weitgehend ausschaltet, daß die Stege während des Anbringens des Verschlusses brechen.

130062/043«

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Seitenriß eines beim Pressen erzeugten Verschlusses,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch den Verschluß der Fig.1,

Fig. 3 einen schematischen Grundriß des am Mantel des Verschlusses angesetzten Schlitzmessers,

Fig. 4 eine maßstäblich vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils des Schlitzmessers,

Fig. 5 einen Seitenriß des erfindungsgemäßen fertiggestellten geschlitzten Verschlusses,

Fig. 6 einen Senkrechtschnitt durch den Verschluß der Fig. 5, Fig. 7 einen Senkrechtschnitt durch den Verschluß der Fig. 5 nach Aufschrauben auf das Gewinde eines Flaschenhalses,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstabe des Schlitzes des Verschlusses der Fig. 5,

Fig. 9 eine Ansicht wie Fig. 8, jedoch mit Darstellung einer anderen Ausführungsform der Stege im Schlitz,

Fig. 10 eine Darstellung wie die der Fig. 8, jedoch mit einer weiteren Ausführungsform der Stege.

Nach den Fig. 1 und 2 wird mit der Herstellung eines erfindungsgemäßen unversehrbaren Verschlusses dadurch begonnen, daß eine in den Figuren gezeigte sehr einfache Verschlußform gepreßt wird. Der erste PreßVorgang ergibt ein umgekehrtes becherförmiges Element 1 mit einem kreisförmigen Feld oder einer kreisför-

130062/0436

migen Decke 2, an welcher einstückig ein herabhängender Mantel 3 ausgeformt ist. Dieser kann mit einer senkrechten Riffelung 3c versehen sein. Im Oberteil 3a des Mantels 3 ist ein nach innen ragendes Gewinde 4 ausgeformt, das mit einem Außengewinde am Hals des Behälters oder der Flasche zusammenwirkt, auf welchen der Verschluß angebracht werden soll. Der Unterteil 3b des Verschlußmantels 3 weist eine nach innen ragende über den Umfang verlaufende Profilrippe oder einen Absatz 5 auf. Der Absatz 5 ist so bemessen, daß er auf einen sich am Umfang des Flaschenhalses erstreckenden Absatz 12 (Fig. 7) einrastet.

Es ist offensichtlich, daß die einfache Form des vorstehend beschriebenen Verschlusses 1 eine sehr schnelle und wirtschaftliche Produktion im herkömmlichen Spritzgußverfahren gestattet. Die Dichtung des Verschlusses gegenüber dem Flaschenhals bildet einen Teil der Erfindung und kann entweder eine Einlage oder ein einstückig geformter, nach unten ragender ringförmiger Ansatz 2a (Fig. 2 und 7) sein, der zusammen mit der Oberfläche des Flaschenhalses 10 eine Dichtung ergibt. Ein bevorzugter Werkstoff ist Polypropylen, jedoch kann jeder andere Kunststoff mit den gleichen elastischen und Dehnungseigenschaften verwendet werden.

Der nächste Arbeitsgang bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Verschlusses besteht darin, einen Außenschlitz 6 in die unteren Teile des Mantels 3 zu schneiden. Nach Fig. 3 kann dieses Aufschneiden oder Aufschlitzen durch Vorbeidrehen des Verschlußmantels 3 an einer Messerkante 20 erfolgen, in welcher in Abständen Einkerbungen 28 ausgeformt sind. Der Eingriff zwi-

130082/0436 "⁹

sehen dem Verschlußmantel 3 und dem Messer 20 erfolgt so, daß das Messer 20 normalerweise die gesamte Tiefe des Verschlußmantels ausgenommen an den Stellen der Einkerbungen 21 in der Messerkante durchdringt, wobei durch die Einkerbungen ein Steg 7 aus dem Werkstoff unzerschnitten bleibt. Dieser Schneidvorgang kann auf vorhandenen Maschinen durchgeführt werden, die zum Schneiden von Einkerbungen am Umfang in Aluminiumkappen verwendet werden.

Dieser Arbeitsgang ergibt die Endform des in den Fig. 5 und 6 dargestellten erfindungsgemäßen Verschlusses, in welchen die gleichen Bezugszeichen dieselben vorstehend beschriebenen Teile bezeichnen. Es ist ein Schlitz 6 in die Wand des Mantels 3 zwischen dem Gewinde 3a und dem Verriegelungsabsatz 5 eingeschnitten. Der Schlitz 6 erstreckt sich insgesamt durch die Wand des Verschlußmantels 3 mit Ausnahme, daß an mehreren über den Umfang verteilten Stellen eine dünne Materialbrücke 7 belassen wurde, die den Stellen und der Anordnung der im Schneidmesser 20 vorgesehenen Kerben 21 entspricht. Man sieht, daß die Brücken 7 sich radial von der Innenwandfläche des Mantels 3 nach außen zur Oberfläche dieses Mantels erstrecken. Somit sind die Brücken gegen Mißbrauch während der Handhabung und des Transportes vor dem Aufschrauben eines Verschlusses auf einen im Gewinde ver sehenen Flaschenhals 10 (Fig. 7) vollkommen geschützt.

Bei dem in Fig. 8 im vergrößerten Maßstab gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schlitze 6 mit konischem Querschnitt geschnitten, wobei vorzugsweise die obere Wand aufwärtsgezeigt ist, um dem Schneidmesser 20 einen Phasen-

130082/0438 "¹°-

freiwinkel zu bieten. Dann werden die einzelnen Stege 7 geschnitten, so daß ihre nach außen gekehrte Fläche 7a nach oben und nach außen geneigt ist. Das heißt, daß die untere Fläche des Steges 7 gegenüber seiner oberen Fläche erheblich kleiner ist. Die kleinere untere Fläche bedeutet, daß eine Trennung oder Durchbrechung der Stege 7 leichter durchgeführt werden kann, während die geneigte Fläche 7a das Anliegen oder den Stoß der Zwischenteil der waagrechten Wandfläche 6b und der schrägen Wandfläche 6c des Schlitzes 6 erleichtert, wenn eine genügend starke Axialkraft auf den Verschluß aufgebracht wird, um seinen inneren Verriegelungsansatz 5 auf der Sicherungs- oder tialterungswulst 12 des Behälterhalses einrasten zu lassen; dies wird nachstehend näher erläutert.

Durch das Aufschlitzen ergibt sich eine leichte nach innen gerichtete Verformung 7b der Innenwand des Steges 7.

Wenn der Verschluß 1 auf das Gewinde des Flaschenhalses 10 aufgeschraubt wird, bringt jede herkömmliche Verschlußmaschine gleichzeitig eine abwärts gerichtete Kraft auf den Verschluß auf. Die Kombination dieser Kraft mit der Eigenkraft, die durch das Zusammenwirken des Verschlußgewindes 4 mit dem Gewinde 11 des Flaschenhalses entsteht, drückt den innen hervorragenden Halterungs- oder Sicherungsabsatz 5 des Verschlusses über den Sicherungsring 12 des Flaschenhalses 10. Dies erfolgt gerade ehe das Gewinde des Verschlusses auf dem Gewinde des Flaschenhalses 10 voll aufsitzt.

130062/043·

Jeder Versuch, den Verschluß durch Aufbringung eines Drehmomentes in einer Richtung, in welcher er vom Gewinde des Flaschenhalses gelöst wird, bewirkt eine Durchtrennung der Stege 7 und damit eine eindeutige Anzeige dafür, daß am Verschluß gespielt wurde und dieser versehrt wurde.

Die überaus dünne Ausgestaltung des Schlitzes 6 in der Verschlußwand bietet eine Sicherheit, daß der Querschnitt der Stege 7 sehr klein gehalten werden kann, ohne die Übertragung der Axialkraft an den unteren Mantelteil 3b zu beeinträchtigen, daß die Eigenelastizität des Kunststoffes dieses Abschnittes 3b Teile der sich gegenüberliegende Wände 6b und 6c des Schlitzes 6 bei der Montage des Verschlusses zum Aufeinanderliegen bringt, wodurch auch die gesamte Axialkraft zum Einrasten des Sicherheitsabsatzes 5 des Verschlusses auf dem Schließwulst 11 zur Wirkung kommt, während gleichzeitig die Drehung des Verschlußteils mit dem Absatz 5 nicht von den Stegen 7 aufgenommen werden muß. Daraus ergibt sich, daß die Stege 7 sehr klein gehalten werden können und damit leicht zu zerstören sind, wenn versucht wird, den Verschluß von der Flasche durch eine herkömmliche Linksdrehung zu entfernen.

Vorzugsweise werden Schlitze mit einer Maximalhöhe in der Größenordnung von 0,005 bis 0,03 Zoll (ca. 0,127 bis 0,76 mm) ausgeformt. Der Querschnitt der kleinen Fläche der Stege 7 liegt in der Größenordnung von 0,0013 Zoll² (ca. 0,0083887 cm²). Die Anzahl der Stege erhöht sich mit dem Durchmesser des Verschlusses 1. Für eine Verschlußkappe von 28 mm Durchmesser für FIa-

130062/0436

sehen mit alkoholIschen Getränken werden 6 bis 10 Stege vorgezogen .

Wenn die Erfindung auf eine Verschlußkappe mit einem verhältnisdicken

mäßig Mantel angewandt werden soll, dann kann die in Fig. 9 gezeigte Ausführung des Steges verwendet werden. Der Schlitz 16 erstreckt sich vollständig über die Seitenwand 13 des Verschlusses, doch die Stege 17 ragen radial aus der Innenwand 13a heraus bis zu einem Mittelteil des Schlitzes 16 und enden radial an der Außengrenze der Seitenwand 13. Auch dieses Auslegung gestattet es, daß Teile der geschlitzten Wände 16a und 17a aufeinanderliegen, wenn auf die Kappe Axialdruck angewandt wird, um den Sieherungsabsatz auf dem Behälterwulst 12 einrasten zu lassen.

Wenn die Erfindung auf eine Kappe mit einem verhältnismäßig dünnen Mantel angewandt werden soll, so kann die in Fig. 10 gezeigte Ausführungsform des Steges verwendet werden. Der Schlitz 26 erstreckt sich wieder über die gesamte Seitenwand 23 des Verschlusses, jedoch die Stege 27 ragen radial von der Innenseite 23a dieser Seitenwand bis zu ihrer Außenseite. Außerdem sind die Stege 27 nicht konisch ausgeformt, sondern nehmen den gesamten Raum zwischen den entgegengesetzten Wänden des Sitzes 26 ein. Dieses Konstruktion gestattet es trotzdem, daß die Zwischenteile der Schlitze 26 als Stoß aufeinanderliegen, wenn Axialdruck auf die Kappe während des Aufschraubens auf den Behälter angewandt wird, um den Sicherungsabsatz auf dem Behälterwulst 12 einrasten zu lassen.

Außer den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind

130062/CK36 ~¹³"

noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

130062/0436

Claims

Patentanwälte Dipl. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz Dipl. Ing. E. Graalfs Dipl. Ing. W. Wohnort Dr.-Ing. W. Döring MozartstraSe Γ 3 8OCO Münchon '-"! Owens-Illinois P.O. Box 1035 Anwaltsakte M-5365 Toledo, Ohio 43666 (USA) 8. Januar 1981 ünversehrbare Spritzgußverschlußkappe aus Kunststoff Patentansprüche

1./ünversehrbare KunststoffVerschlußkappe für einen Flaschenhals mit Gewinde und einem am Umfang angeordneten großen Wulst unter dem Gewinde, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstückige Spritzgußkappe (1) mit einem kreisförmigen Dekkelteil (2) sowie einem abwärts ragenden ringförmigen Mantel

(3) versehen ist, daß im Mantel (3) ein oberes Innengewinde

(4) ausgeformt ist, das mit dem Gewinde des Flaschenhalses (10) zusammenwirkt und ein unteres Band (5) einen Innenabsatz (5) bildet, der auf dem Behälterwulst (12) einrastet, um den Verschluß (1) am Flaschenhals (10) zu verriegeln, und, daß ein am Umfang angeordneter Schlitz (6) in den Mantel (3) über den Innenabsatz (5) durch ein von außen angesetztes Messer (20) ausgeformt ist, wobei die radiale Tiefe des

130062/0436

Schlitzes (6) gleich ist der Wandstärke des Mantels (3) mit Ausnahme an mehreren um den Umfang verteilten Stellen (21), an denen ein begrenztes Bogensegment (7) im Schlitz (6) eine geringere Tiefe aufweist als die Wandstärke, um dadurch Stege (7) von begrenzter Fläche zwischen dem Oberteil des Mantels (3) und dem unteren Band (5) zu bilden, sowie dadurch, daß die Stege (7) durch eine Drehbewegung des Oberteils (3) in Aufschraubrichtung der Kappe (1) vom Flaschenhals (10) zerbrochen werden können.

2. Unversehrbarer Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Höhe des Schlitzes (6) und die Flächen der Stege (7) in ihrem Verhältnis so bemessen sind, daß Teile der Schlitzwandung (6) unter der Axialkraft aufeinanderliegen, die erforderlich ist, damit der Absatz (5) auf dem Behälterwulst (12) einrastet.

3. Unversehrbarer Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ober- und Unterwand des Schlitzes (6) im Winkel zueinander so angeordnet sind, daß sich an der Außenfläche des Mantels (3) der größte Abstand ergibt.

4. Unversehrbarer Verschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Unterteils der einzelnen Stege (7) kleiner ist als die des Oberteils und, daß die nach außen gekehrte Wand der einzelnen Stege

(7) nach oben und außen schräg verläuft.

130082/0436

5. ünversehrbarer Verschluß nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Außengrenze der einzelnen Stege (7) innerhalb des ümfangs des Mantels (3) endet.

6. ünversehrbarer Verschluß nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7) den gesamten Raum zwischen der Ober- und der Unterwand des Schlitzes (6) ausfüllen.

130062/0436