DE3687904T2

DE3687904T2 - Plastikverschluss mit mechanischer sicherung.

Info

Publication number: DE3687904T2
Application number: DE8686903967T
Authority: DE
Inventors: Charles N Hannon
Original assignee: Individual
Current assignee: HANNON CHARLES N SCARSDALE N Y US
Priority date: 1986-06-02
Filing date: 1986-06-02
Publication date: 1993-08-05
Anticipated expiration: 2006-06-03
Also published as: DE3687904D1; JPH01500656A; EP0269618B1; EP0269618A1; EP0269618A4; ATE86202T1; JPH0755714B2; WO1987007579A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Plastikverschlüsse mit verbesserter Dichtungseinrichtung, um Behälter abzudichten, die Inhalte haben können, die imstande sind, einen Druck zu erzeugen, der viel höher ist als der Umgebungsdruck. Insbesondere betrifft sie Kunststoffverschlüsse mit Originalitätssicherungsanordnungen und die Herstellung solcher Verschlüsse.

Der Stand der Technik

Zur gegenwärtigen Zeit ist einer der geläufigsten Typen von Verschlüssen für große Getränkebehälter (etwa zwei Liter) aus Aluminiumblech hergestellt und ist Aufrollverschluß genannt wegen der Art, wie er am Behälter angebracht ist. Der Hals des Behälters hat eine Wulst, die sich an einem Bereich nach außen erstreckt, der um etwa zwei Zentimeter vom äußersten Ende des Halses entfernt ist, und der eine Schulter bildet, die dem Körper des Behälters zugewandt ist. Zwischen der Wulst und dem äußersten Ende des Halses befindet sich ein Gewinde, das einen kurzen Abstand vor der äußersten Ende unterbrochen ist.
Ein Aufrollverschluß wird dadurch gebildet, daß man eine Scheibe aus einem Aluminiumblech ausstanzt und die Scheibe so formt, daß ihr mittiger Teil eben bleibt und im wesentlichen dieselbe Abmessung aufweist wie das Ende des Halses eines Behälters der soeben beschriebenen Art, während ihr Umfangsabschnitt in eine im wesentlichen zylindrische Ausbildung umgeformt wird, die einstückig am Umfang des mittleren Teils angebracht bleibt und einen inneren Durchmesser aufweist, der etwa gleich ist dem äußeren Teil des Gewindes und der Wulst am Hals des Behälters. Der Formgebungsvorgang erzeugt auch zwei gerändelte Bänder, die Griffflächen liefern, um die Entfernung des Verschlusses zu erleichtern, nachdem er an einem Behälter im Abfüllungsvorgang angebracht wurde.
Die Bezeichnung "Aufrollen" ist abgeleitet vom Vorgang der Anbringung, wobei der Verschluß in der soeben beschriebenen Form am Ende des Halses eines gefüllten Behälters angebracht ist, wobei sich der zylindrische Teil des Verschlusses nach unten bis über den mit Gewinde versehenen Teil des Halses erstreckt. Der mittlere Teil wird kräftig gegen das Ende des Halses gedrückt und der Verschluß und der Behälter werden als eine Einheit um ihre gemeinsame Achse gedreht, während Rollen, die um etwa parallel zur Behälterachse angeordnete Achsen rotieren, gegen die gegenüberliegenden Seiten des zylindrischen Teils dieses Bereiches nahe der Schnittstelle zwischen dem Teil und dem flachen mittleren Teil angedrückt werden. Die Querschnittsform der Rollen ist etwa dieselbe wie die des Tales im Gewinde am Hals des Behälters, und der radial einwärts gerichtete Druck von den Rollen her, wenn sie längs des Tales des rotierenden Behälters abrollen, verformt den zylindrischen Teil des Verschlusses, so daß er mit dem Gewinde des Behälters übereinstimmt.
Das unterste Ende des Zylindrischen Teils erstreckt sich bis unter die Wulst der Flasche und wird ebenfalls dem einwärts gerichteten Verformungsdruck von Rollen unterzogen, die die Kante des untersten Endes veranlassen, eng über die Schulter des axialen Endes der Wulst zu passen, die dem Körper des Behälters zugewandt ist. Dieses einwärts gedrückte Ende des Verschlusses würde verhindern, daß der Verschluß vom Behälter abgeschraubt wird, wäre nicht die Tatsache, daß zu irgendeinem Zeitpunkt bei der Formung des Verschlusses der zylindrische Teil von Klingen eingeschnitten wird, um Umfangsschlitze zu bilden, die das unterste Ende nahezu von jedem Abschnitt des zylindrischen Teils abtrennen, der zu einem wendelförmigen Gewinde verformt wird. Das resultierende, einwärts gedrückte Ende, das teilweise vom Gewindeteil abgetrennt ist, wird die "Originalitätssicherung" ("pilfer-proof") genannt, weil sie verhindert, daß der Inhalt des Behälters entwendet wird oder daß damit hantiert wird, ohne eine deutliche Anzeige zu hinterlassen, daß der Behälter geöffnet wurde. Der Gewindeteil des Verschlusses, an welchem die Originalitätssicherung angebracht ist, wird Mantel des Verschlusses genannt. Die schmalen Teile, die die Originalitätssicherung mit dem Mantel verbinden, werden Brücken genannt, und sie werden durch die Enden der Schlitze definiert, die durch die einschneidenden Klingen gebildet sind.
Ein Weg, daß die Originalitätssicherungen das Hantieren anzeigen kann, liegt darin, daß man die Brücken so schmal oder schwach macht, daß sie mühelos durch die Zugkraft abgebrochen werden können, die erzeugt wird, wenn sich der Mantel nach oben bewegt, wenn der Verschluß aufgeschraubt wird. Während dieser Entfernung des Hauptteils des Verschlusses haftet die einwärts verformte Kante dieser Art der Originalitätssicherung fest an der nach unten gewandten Schulter der Wulst am Hals des Behälters. Die abgetrennte Originalitätssicherung fällt dann am Hals weiter nach unten und gibt eine deutliche Warnung, daß der Verschluß entfernt wurde, oder daß zumindest damit hantiert wurde.
Eine andere Art einer Originalitätssicherung, wie sie im US-Patent 3 824 921 (Hannon) dargestellt ist, weist Längsschlitze auf, die ihre einwärts gewandte Kante schwächen. Wenn ein Verschluß mit einer solchen Originalitätssicherung abgeschraubt wird, dann veranlaßt der nach oben gerichtete Druck die Kerben, so auf zureißen, daß die Abschnitte der einwärts gekehrten Kanten nach außen als Ergebnis der Verdrängungswirkung mittels der Schulter an der Wulst schwenken können und somit deutlich anzeigen, daß am Verschluß hantiert wurde. Die Brücken in einem solchen Aufbau sind kräftig genug, daß sie nicht brechen, bevor die Kerben reißen.
Einer der unterstellten Vorzüge des Aufrollverschlusses ist es, daß er ohne Hilfe eines mechanischen Öffners entfernt werden kann, wie er etwa erforderlich ist, um die Kronenverschlüsse alter Art (die bei manchen Behältern noch immer benutzt werden) zu entfernen. Dieser Vorteil kann jedoch nur dann erreicht werden, wenn das Gewinde, das im Mantel ausgebildet ist, tief genug eingedrückt ist, um die Erzeugung einer genügend kräftigen Längskraft durch die gegenseitige Wirkung zwischen diesem Gewinde und dem Behältergewinde zu ermöglichen, um die Originalitätssicherung entsprechend der Art der Originalitätssicherung abzutrennen oder abzureißen. Unglücklicherweise sind die Gewinde an den Verschlüssen nicht stets tief genug ausgebildet, und gelegentlich wird ein Verschluß mit einem zu flachen Gewinde explosionsartig vom Behälter abspringen und ernsthaft die Person verletzen, die versucht, den Verschluß abzuschrauben. Solche Gelegenheiten sind selten, aber nicht selten genug, und aus Gründen der Sicherheit sollte eine Meßvorrichtung jener Art verwendet werden, wie sie im US-Patent 4,135,306 (Charles N. Hannon) beschrieben ist, um die Aufrollverschlüsse zu vermessen.
Ein anderer unterstellter Vorteil eines Aufrollverschlusses ist seine Fähigkeit, auf dem Behälter zurückgeschraubt zu werden, um in der Flüssigkeit im Behälter die Versetzung mit Kohlenstoff zu erhalten. Unglücklicherweise und trotz der Tatsache, daß ein Ring oder eine Scheibe aus Kunststoff üblicherweise als Dichtung oder Zwischenlage an der Unterseite des ebenen mittleren Teil des Verschlusses benutzt wird, ist es schwierig, den Verschluß wieder kräftig genug zurück- bzw. anzuschrauben, um wieder eine gasdichte Abdichtung zwischen dem Verschluß und dem Behälter herzustellen.
Mehrere Jahre lang wurden Versuche unternommen, um befriedigende Verschlüsse durch Abformen von thermoplastischem Material zu bilden, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen oder einem Kopolymer oder anderem thermoplastischen Material, und zwar mit einer Ausbildung, die einen Behälter abdichtet und wieder abdichtet. Eine Anzahl von Arten solcher Kunststoffverschlüsse wurde vorgeschlagen und einige von ihnen haben Originalitätssicherungen umfaßt. Wie bei den aufgerollten Originalitätsverschlüssen umfassen die Kunststoff-Originalitätsverschlüsse einen Ring, eine Greifeinrichtung zum zuverlässigen Ergreifen des Behälters und irgendeinen abgeschwächten Bereich, der abreißt, wenn der Verschluß das erste Mal vom Behälter entfernt wird. Wenn mit dem Verschluß bis zu einem Ausmaß hantiert wurde, das den Inhalt des Behälters nachteilig beeinflussen kann, dann wird der geschwächte Bereich abgerissen sein und somit auf zweierlei Weise anzeigen, daß eine solche Hantierung stattgefunden hat: das Abreißen an einer oder mehreren Stellen liefert einen deutlichen Beweis des Hantierens, und die Tatsache, daß, nachdem der geschwächte Bereich zerrissen wurde, der Verschluß merklich leichter entfernt werden kann, liefert einen fühlbaren Beweis.
Im allgemeinen fallen Originalitätssicherungen aus Kunststoff unter die eine oder die andere zweier Kategorien. In der einen Kategorie besteht die Originalitätssicherung oder mindestens der Ring aus einem Material, das als Ergebnis der erfolgten Erwärmung schrumpft, was erfordert, daß die gefüllten Behälter, auf die solche Verschlüsse aufgesetzt sind, durch eine Art Heizeinrichtung hindurchlaufen, wie etwa einen Heiztunnel. Wenn alles ordnungsgemäß funktioniert, dann schrumpft die Originalitätssicherung rund um den Hals des Behälters unterhalb der Wulst. Einige der Originalitätssicherungen dieser Kategorie sind so angeordnet, daß alle die Brücken abgerissen werden, wenn der Hauptteil des Verschlusses aufgeschraubt wird, was die Originalitätssicherung als einen aussagekräftigen Ring am Hals des Behälters läßt. Andere der wärmegeschrumpften Kategorie sind mit einer Längsnut ausgebildet, die den Ring so schwächt, daß er reißt, wenn der Verschluß abgeschraubt ist und wenn die meisten der Brücken ebenfalls reißen. Allerdings ist eine der Brücken 180º von der Längsnut entfernt stärker ausgebildet als die anderen Brücken, um die teilweise abgetrennte Originalitätssicherung am Mantel angebracht zu halten.
Originalitätssicherungen, die von der Wärmeschrumpfung abhängen, haben einen großen Nachteil, weil Heiztunnel teuer sind und in der Abfüllanlage Platz einnehmen. Zusätzlich muß die Wärmemenge sorgfältig gesteuert werden, um den Ring hinlänglich schrumpfen zu lassen, ohne den Hauptteil des Verschlusses oder den Behälter oder die Inhalte des Behälters zu schädigen.
Die andere allgemeine Kategorie von Originalitätssicherungen und die Art, womit sich diese Erfindung befaßt, wird als mechanische Art der Originalitätssicherung bezeichnet, weil ihre Form und ihre Federfähigkeit es veranlassen, in sperrenden Eingriff mit dem Behälter zu treten. Wie wärmeaufgeschrumpfte Originalitätssicherungen wurden auch mechanische Originalitätssicherungen vorgeschlagen, bei denen der geschwächte Bereich eine Vielzahl schlanker Brücken ist, die den Ring an der unteren Kante des Mantels anbringen. Die Greifeinrichtung besteht aus einer Anzahl von Vorsprüngen, die einstückig mit dem Ring abgeformt sind und so angeordnet sind, daß sie nach innen und oben zur Oberseite des Verschlusses hin Vorspringen.
In manchen mechanischen Originalitätssicherungen sind die Vorsprünge nicht so geformt, daß sie von der Wulst radial nach außen bewegt werden können, wenn der Verschluß auf einem Behälter aufgebracht wird. Als Ergebnis müssen entweder die Vorsprünge kompressibel genug sein, um durch den Druck zwischen dem Ring und der Wulst am Hals des Behälters flachgedrückt zu werden, während der Verschluß aufgesetzt wird, oder es muß sich der Ring dehnen. Jedes dieser Erfordernisse macht es schwierig, den Verschluß auf einem Behälter anzubringen und macht es wegen derselben Federfähigkeit möglich, es der Originalitätssicherung zu gestatten, vom Behälter ohne die erforderliche sichtbare Beschädigung am geschwächten Bereich während der Entfernung entfernt zu werden.
In anderen Arten der mechanischen Originalitätssicherungen wurde der Kunststoffring als getrennter Gegenstand abgeformt und dann an einen getrennt abgeformten Verschluß angeschweißt oder mechanisch mit diesem in gegenseitigen Sperreingriff gebracht, der auf einem Behälter aufgebracht werden kann. Ein solcher Zweiteiliger Aufbau macht erforderlich, daß der Verschluß in einem Vorgang abgeformt wird und dann gesondert mit der Originalitätssicherung in einem zweiten Vorgang zusammengebaut wird, was die Kosten des Gesamtprodukts erheblich erhöht.
In noch anderen Arten von Originalitätssicherungen sind die Vorsprünge als Teil des Ringes abgeformt, aber sie sind nicht so abgeformt, daß sie sowohl nach oben als auch nach innen weisen, und müssen in diese Lage umgeklappt werden, nachdem die Verschlüsse mit solchen Originalitätssicherungen geformt wurden. Der Umklappschritt ist ein Sekundärvorgang, der der Herstellung zusätzliche Kosten verleiht, und mindestens in manchen Fällen sind Vorsprünge, die dünn genug und flach genug sind, um umgeklappt zu werden, doch nicht stark genug, um sicherzustellen, daß sie sich nicht wieder zurückklappen, statt die Brücken abzureißen, wie sie es eigentlich tun sollten.
Eines der schwierigsten Probleme beim Abformen einer Greifeinrichtung, die sich nach innen und unter einem Winkel zur inneren Oberfläche der Oberseite des Verschlusses hin erstreckt, ist es, die Verschlüsse aus einer Form zu entnehmen, in welcher die Greifeinrichtung in Form von Haken vorliegt, von denen jeder eine unzugängliche Oberfläche aufweist, die insgesamt nach oben und außen weist. Ein Vorschlag, der in der Vergangenheit gemacht wurde, ist es, für jeden solchen Haken ein gesondertes äußeres Formteil vorzusehen, das nach innen durch den Ring selbst hineinragt, um die unzugängliche Oberfläche abzuformen. Jedes dieser Formteile in einer so komplizierten Anordnung muß gesondert in seiner radialen Richtung beispielsweise durch Nockeneinwirkung zurückgezogen werden, um die Entfernung des geformten Verschlusses zu ermöglichen, nachdem das Verschlußmaterial aus Elastomer sich verfestigt hat.
Kunststoffverschlüsse können hinlänglich verformbar gemacht werden, um das Erfordernis einer Dichtung auszuschließen, aber manche Abfüller wollen noch immer die Zwischenlage, so daß Kunststoffverschlüsse in Glücksspielen genauso wie Aufrollverschlüsse benutzt werden können. Wenn zusätzlich der gesamte Verschluß und seine mechanische Originalitätssicherung aus einer einzigen Art Kunststoff geformt werden sollen, ist es zum leichteren Abreißen des geschwächten Bereichs erwünscht, daß der Kunststoff verhältsmäßig spröde ist und nicht weich und zäh. Es kann jedoch verhältnismäßig sprödes thermoplastisches Material, selbst wenn es noch einige seiner elastomeren Eigenschaften zurückbehält, nicht ohne Mühe verformbar genug gemacht werden, um als seine eigene Dichtung gegenüber dem Ende des Halses des Behälters zu dienen, und die Verwendung einer gesonderten Zwischenlage bei einem solchen Verschluß macht es leichter, befriedigende Abdichteigenschaften zu erreichen und gleichzeitig eine befriedigende Tätigkeit zum Aufzeigen des Hantierens zu erreichen.
Da es für Verschlüsse wesentlich ist, ist mit vorliegenden Flaschen benutzbar zu sein, muß die Ausbildung des Halsabschnitts, die in allgemeinem Gebrauch steht, bei der Anordnung der Ausbildung der Originalitätssicherung in Betracht gezogen werden. Eine typische Flasche hat einen Hals mit einem Außengewinde, das sich von einem Punkt nahe dem Ende über einen kurzen Abstand zum Hauptkörper des Behälters hin erstreckt und an oder nahe einer Wulst endet, die sich radial nach außen so weit oder üblicherweise noch ein weniger weiter erstreckt als der äußerste Teil des Gewindes. Die Wulst hat eine Schulter, die sich zur Achse des Halses hin nach innen erstreckt und das Ende der Wulst festlegt, das dem Hauptkörper des Behälters zugewandt ist. Von den meisten, wenn nicht allen, Originalitätssicherungen erwartet man, daß sie sich unter der Schulter einhaken oder zusammenziehen.
An vielen Flaschen gibt es einen Flansch, der sich vom Hals aus etwa an der Stelle nach außen erstreckt, wo der Hals beginnt, in den Hauptkörper des Behälters überzugehen. Der Axialabstand zwischen der Schulter, der Wulst und dem Flansch begrenzt die maximale axiale Länge des Rings der Originalitätssicherung, und obwohl manche Behälter keinen solchen Flansch haben, ist es im Handel erwünscht, Verschlüsse anzuordnen, die einander so ähnlich wie möglich sind und somit einen Flansch aufnehmen, selbst wenn kein Flansch vorliegt. Es ist somit wesentlich, die Haken an der Originalitätssicherung so auszubilden, daß sie an der Kante des Rings angebracht sind, die vom Hauptteil des Verschlusses abgelegen ist, und so, daß sie sich sowohl nach oben zur Oberseite des Verschlusses als auch nach innen zur Achse bis zu einem solchen Bereich erstrecken, daß dann, wenn der Verschluß auf den Behälter aufgeschraubt wird, die Spitze eines jeden Hakens an oder nur sehr wenig unter der Schulter der Wulst liegt, so daß der Verschluß nicht nennenswert abgeschraubt werden kann, ohne eine große axiale Kraft infolge des Drucks der Haken an der Schulter zu erzeugen.
Ein Beispiel einer Anordnung aus dem Stand der Technik ist offenbart in der europäischen Patentanmeldung 0049876. Bei dieser Anordnung aus dem Stand der Technik weist der Mantelabschnitt, der einen Teil der Originalitätssicherung bildet, einen beträchtlich größeren Durchmesser als der tatsächliche Verschlußdeckel auf und ist somit im wesentlich konzentrisch zur Kappe, statt auf sie ausgerichtet zu sein. Dies führt in den geschwächten Bereichen der Originalitätssicherung dazu, daß sie im wesentlichen horizontal liegen, wenn sie das obere Ende des Mantels mit dem unteren Ende der Kappe verbinden. Diese Ausbildung führt zu bestimmten Nachteilen in Verbindung mit der Herstellung der Verschlußanordnung.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung umfaßt dementsprechend einen abgeformten, einstückigen Kunststoffverschluß zur gasdichten Anbringung an einem Behälter, der einen Körper, einen mit einem Gewinde versehenen Hals, der sich vom Körper aus erstreckt, und eine Wulst aufweist, die sich vom Hals aus zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Körper nach außen erstreckt und eine Schulter aufweist, die dem Körper zugewandt ist und sich von der Schnittstelle mit dem Hals nach außen zum äußeren Teil der Wulst erstreckt, wobei der Verschluß der Art angehört, die die folgenden Merkmale aufweist:
ein Endteil;
einen insgesamt zylindrischen Mantel, der einstückig mit dem Endteil abgeformt ist und sich vom Endteil weg erstreckt, wobei der Mantel ein Innengewinde zum Eingriff mit dem Hals aufweist; und
einen Originalitätsverschluß (pilfer-proof), der einstückig mit dem Verschluß an der Kante des Mantels angeformt ist, die vom Endteil abgelegen ist, mit den folgenden Merkmalen:
ein Ring;
eine Einrichtung, die mindestens einen Bereich des Originalitätsverschlusses aufweist, der schwächer ist als unmittelbar benachbarte Bereiche des Originalitätsverschlusses, um durch die Kraft, die hierauf beim Entfernen des Verschlusses vom Behälter ausgeübt wird, sichtbar abgerissen zu werden,
der Mantel ist axial auf das Endteil ausgerichtet;
mehrere Haken zum Eingriff mit der Schulter, wenn der Verschluß vom Behälter abgeschraubt wird, wobei jeder der Haken die folgenden Merkmale aufweist:
ein Hauptabschnitt in Form des Sektors einer insgesamt kegelstumpfförmigen Hülle, der eine insgesamt nach innen gerichtete Oberfläche aufweist, die sich in Längsrichtung zwischen einer ersten gekrümmten Kante mit größerem Krümmungsradius am einen axialen Ende der Hülle und einer zweiten gekrümmten Kante mit einem kleineren Krümmungsradius am entgegengesetzten axialen Ende der Hülle erstreckt, wobei die kegelstumpfförmige Gestalt jeden Sektor im wesentlichen beständig gegenüber der Biegung in Abhängigkeit von einer Druckkraft macht, die in Längsrichtung längs der Hülle ausgeübt wird und eine geringere Größe aufweist als die Druckkraft, die hierauf mit ausreichender Größe ausgeübt werden muß, um den geschwächten Bereich abzureißen, wobei sich jeder der Sektoren von der Kante des Rings, die vom Mantel abgelegen ist, nach innen und unter einem Winkel zum Endteil erstreckt, und wobei die konvexe Oberfläche eines jeden Sektors insgesamt nach außen zu einem jeweiligen Abschnitt der einwärts gewandten Oberfläche des Rings gewandt ist, und
eine Scharniereinrichtung, die einstückig mit der ersten gekrümmten Kante des jeweiligen Sektors und mit einem Teil jener Kante des Rings, die vom Mantel abgelegen ist, abgeformt ist, wobei die Scharniereinrichtung die erste Kante des jeweiligen Sektors an den Ring anfügt, die Scharniereinrichtung hinlänglich im Hinblick auf den Ring flexibel ist, um es dem jeweiligen Sektor zu gestatten, im wesentlichen nur zum entsprechenden Abschnitt der einwärts gewandten Oberfläche des Rings zu schwenken, der jeweilige Abschnitt der einwärts gewandten Oberfläche des Rings zur Achse einen Abstand aufweist, der nicht wesentlich größer ist als der Radius des äußeren Teils der Wulst plus die Dicke der kegelstumpfförmigen Hülle, und wobei jeder der Haken in eine solche Lage geschwenkt werden kann, daß seine insgesamt nach innen gewandte Oberfläche einen Abstand zur Achse aufweist, der im wesentlichen mindestens ebenso groß ist wie der äußere Teil der Wulst.
Der geschwächte Bereich, normalerweise eine Anzahl von Brücken, ist so vorgesehen, daß der Ring entweder vom Hauptteil des Verschlusses abgerissen werden kann, wenn dieser abgeschraubt wird, oder der Ring auseinandergerissen und teilweise vom Mantel abgerissen werden kann, oder der Ring in Längsrichtung in sichtbaren Rissen zerrissen werden kann, während er am Verschlußmantel als eine Vielzahl gesonderter Klappen angebracht bleibt. Im letztgenannten Fall ist es wesentlich, daß die nach außen gewandte Fläche des Ringes so glatt ist, daß jeglicher Längsriß, der vorgenommen wird, wenn der Verschluß entfernt wird, deutlich sichtbar sein wird.
Die Haken sind im wesentlichen kegelstumpfförmig, was sie in Längsrichtung verhältnismäßig steif macht, so daß sie sich nicht in Abhängigkeit von der Druckkraft umklappen, wie sie auf sie ausgeübt wird, wenn der Verschluß vom Behälter abgeschraubt wird. Statt dessen greifen sie sperrend unter die Wulst am Hals des Behälters ein und schwenken um eine Achse, die durch die Schnittstelle zwischen der nach unten gewandten Schulter an der Wulst und der benachbarten Fläche des Halses festgelegt ist. Die Enden der Haken, die am Ring angebracht sind, halten gegenüber der Kraft fest, die durch den Ring übertragen wird, wenn sich der Verschluß an dem mit Gewinde versehenen Hals des Behälters nach oben bewegt. Dadurch, daß man eine oder mehrere Längsnuten an der Innenoberfläche des Rings vorsieht, ist der Ring von der Innenseite her so geschwächt, daß er in Längsrichtung reißen wird und somit anzeigt, daß der Verschluß entfernt wurde. In einer Alternativlösung können die einstückig abgeformten Brücken zur Anbringung des Ringes am Mantel schwach genug sein, um als Ergebnis der Zugkraft in ihnen infolge des Entfernens des Verschlusses zu reißen.
Um es dem Haken zu ermöglichen, sich hinter die Wulst zu bewegen, wenn der Verschluß während des Abfüllungsvorganges aufgebracht wird, müssen die Haken eine gewisse Flexibilität senkrecht zu ihrer Längsabmessung aufweisen. Wenn jedoch der Ring mit Längs-Schwächungsnuten ausgebildet ist, würde eine weiche Beschaffenheit an der falschen Stelle den Ring daran hindern, längs diesen Nuten infolge des Entfernens des Verschlusses zu reißen und würde somit dem Zweck der Originalitätssicherung zuwiderlaufen. Der Ring, der mindestens etwas elastomer ist, wird ein wenig flexibel sein, und obwohl die Haken sich während der Entfernung des Verschlusses nicht umklappen dürfen, werden sie ein wenig nachgeben, wenn der Verschluß das erste Mal auf den Behälter aufgeschraubt wird. Der Ring hat an dem Bereich, der jedem Haken zugewandt ist, eine Innenfläche, die radial gegenüber der Achse des Verschlusses einen Abstand nach außen aufweist, der ausreicht, um es dem jeweiligen Haken zu gestatten, gegen diesen oder nahe diesem Teil der Innenoberfläche angelegt zu werden, wenn der Haken über die Wulst hinweg nach unten gedrückt wird. Sowohl die auswärts gewandte Stirnfläche des Hakens, d. h. die Oberfläche, die von der Achse des Verschlusses abgewandt ist, als auch der Abschnitt des Ringes, der hinsichtlich der auswärts gewandten Oberfläche des Hakens benachbart ist, sind als Rotationsflächen so gekrümmt, daß die Form, in denen der Originalitätssicherungsabschnitt ausgebildet wird, gedreht werden kann, um den Verschluß zur Entfernung freizusetzen. Dies gestattet es, daß die Form im Aufbau einfach ist, mit einem Mindestausmaß der Bewegung ihrer Teile relativ zueinander, um es zu ermöglichen, daß der abgeformte Verschluß entnommen wird.
Wie die Erfindung durchgeführt wird, wird nun lediglich beispielsweise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine Seitenansicht des mit Gewinde versehenen Halses einer Art eines Behälters ist, mit dem der Verschluß dieser Erfindung benutzt werden kann.
Fig. 2 die Ansicht eines Querschnitts des Behälterhalses der Fig. 1 und eines Verschlusses ist, der gemäß dieser Erfindung hergestellt ist.
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Verschlusses ist, der gemäß der Erfindung gebildet ist.
Fig. 4 eine Ansicht des Verschlusses der Fig. 3 von unten her ist.
Fig. 5 eine Vergrößerte Ansicht eines Querschnitts eines Fragments des Verschlusses in Fig. 2 ist.
Fig. 6 ein Querschnitt eines modifizierten Ausführungsbeispiels des Verschlusses in Fig. 2 ohne eine Zwischenlage ist.
Fig. 7 bis 9 Querschnitte von Fragmenten der Originalitätssicherung in Fig. 3 in verschiedenen Lagen relativ zu einem Behälter Zeigen.
Fig. 10 ein Querschnitt eines Fragments eines anderen Ausführungsbeispiels einer Originalitätssicherung ist, der zerrissen wurde.
Fig. 11 eine Perspektivansicht von Haken ist, die in die Originalitätssicherungen der Fig. 7 bis 10 aufgenommen sind.
Fig. 12 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Verschlusses ist, wie jener, der teilweise in Mol-%10 gezeigt ist.
Fig. 13 ein Querschnitt des Verschlusses in Fig. 12 längs der Schnittlinie 13-13 ist.
Fig. 14 eine ähnliche Ansicht eines Querschnitts eines anderen Ausführungsbeispiels des Verschlusses ist.
Fig. 15 die Ansicht eines Querschnitts einer Form zum Abformen eines Verschlusses mit einer Originalitätssicherung gemäß der Erfindung ist.
Fig. 16 bis 20 aufeinanderfolgende Stadien bei der Entfernung eines Verschlusses aus der Form in Fig. 15 zeigen.
Fig. 21 eine Explosionsdarstellung in Perspektivansicht der Form in Fig. 15 ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt in erster Linie den Hals 11 und einen sehr kleinen Teil des Hauptkörpers 12 eines Behälters 13. Zwischen dem Hals und dem Körper befindet sich ein sich radial auswärts erstreckender Flansch 14, der es leichter macht, Behälter zu halten, die mit einem solchen Flansch versehen sind. Nicht alle Behälter sind so versehen; sie werden bei den meisten Glasbehältern jener Art nicht verwendet, die benutzt wird, um beispielsweise nichtalkoholische Getränke abzufüllen, aber sie werden häufig bei Kunststoffbehältern benutzt, nicht nur deswegen, weil sie von einem Mechanismus benutzt werden, der den Hals hält, wenn der Körper 12 aus einer Vorform blasgeformt wird.
Unmittelbar oberhalb des Flansches 14 befindet sich ein Halsabschnitt 16 mit einem im wesentlichen kleineren Durchmesser und oberhalb dessen befindet sich eine Wulst 17, die eine Hauptfläche 18 und eine untere Fläche 19 aufweist. Die Hauptfläche ist in der Form kegelstumpfförmig, während die untere Oberfläche eine Schulter bildet, die dem Flansch 14 zugewandt ist. Im Vergleich mit der Oberfläche 18 ist die Oberfläche 19 sehr viel radialer, obwohl sie nicht notwendigerweise genau so sein muß. Die Oberfläche 19 kann an den meisten Behältern genauer als kegelstumpfförmig angesehen werden, obwohl mit einem viel größeren eingeschlossenen Winkel als die Oberfläche 18. Im einzelnen beträgt der eingeschlossene Winkel der Oberfläche 19 etwa 130º bis 160º, obwohl solche Zahlen nicht als Einschränkungen für die vorliegende Erfindung angesehen werden sollen. Die Ringbreite der Schulter 19 beträgt typischerweise etwa 1,14 mm.
Oberhalb des eingeengten Endes der Wulst 17 befindet sich ein Gewindeabschnitt 21 des Halses 11. Der äußerste Teil 22 des Gewindes weist etwa denselben Durchmesser auf wie das benachbarte Ende der Wulst 17 und ist kleiner als der Durchmesser am größten Bereich 23 gerade über der Schulter 19. Typischerweise besteht das Gewinde aus weniger als zwei wendelförmigen Umdrehungen und es endet an einer Stelle 24 einen kurzen Abstand vom Ende 26 des Halses entfernt. Zwischen der Stelle 24 und dem Ende 26 ist die Außenoberfläche des Halses näherungsweise zylindrisch, obwohl die genaue Form ein wenig davon abhängt, ob der Behälter aus Kunststoff oder Glas geformt ist.
Glas kann nicht in demselben Genauigkeitsgrad wie Kunststoff geformt werden. Das meiste des Halses eines Glasbehälters ist in einer Form gestaltet, die längs einer Mittelebene durch die Achse des Halses geteilt ist. Es gibt nahezu stets eine sichtbare Teilungslinie 27 an der Außenoberfläche des Halses, und wenn diese Linie bis zum Ende 26 fortgesetzt ist, dann würde es die geringe Ungleichmäßigkeit schwierig machen, den Behälter gasdicht abzudichten. Demzufolge ist ein drittes Teil, das aus einem ununterbrochenen Ring 28 besteht, üblicherweise am Ende des Halses ausgebildet und einstückig im geschmolzenen Zustand an die beiden Teile 29a und 29b unmittelbar oberhalb der Stelle 24 angefügt. Der Ring 28 weist einen geringfügig kleineren Durchmesser auf als der Durchmesser der Teile 29a und 29b, obwohl die auswärts gewandten Oberflächen der Teile 29a und 29b sowie die benachbarten Oberflächen des Ringes so angesehen werden können, als bildeten sie eine kurze zylindrische Fläche am Ende des Halses 11.
In Kunststoffbehältern liegt nicht stets ein gesonderter Ring 28 vor, und die Formlinie 27, die nahezu unsichtbar ist, kann sich bis zum Ende 26 fortsetzen. Die äußeren Oberflächen der Teile 29a und 29b bilden in solchen Behältern eine zylindrische Oberfläche mit nahezu keinerlei Versetzung der Art, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Behälter 13 in Mol-%1, der mit einem Kunststoffverschluß 30 abgedeckt ist, der gemäß dieser Erfindung aufgebaut ist. Der Verschluß ist als ein einteiliger Aufbau aus einem geeigneten thermoplastischen Material abgeformt, wie etwa Polyethylen oder Polypropylen oder einem Kopolymer. Der Hauptabschnitt des Verschlusses umfaßt ein Oberteil oder Endteil 31 und einen Mantel 32 mit einem einstückig angeformten inneren Gewinde 33, das mit dem Außengewinde 21 übereinstimmt.
An der unteren Kante des Mantels 32 befindet sich eine Originalitätssicherung 34, die folgende Merkmale aufweist: einen Ring oder ein Band 35; eine Anzahl einwärts gerichteter Haken 36a bis 36c, die an die untere Kante 37 des Ringes durch einstückig angeformte Scharnierabschnitte 38a und 38b angefügt sind; und ein Bereich 39, der den Ring an den Mantel 32 anfügt. Die Dicke des Ringes kann so abgeformt sein, daß sie größer ist als die Dicke der Scharnierabschnitte 38a und 38b, so daß die Scharnierabschnitte leichter flexibel sind als der Ring und somit das Brechen oder Reißen des Ringes 35 vermeiden, wenn der Verschluß auf den Hals 11 aufgeschraubt wird. Es ist ferner auch erwünscht, daß die Scharnierabschnitte 38a und 38b flexibler sind als die jeweiligen Haken 36a und 36b in radialer Richtung, so daß die Haken verhältnismäßig gerade bleiben, wenn der Verschluß vom Behälter abgeschraubt wird. Dies wird detaillierter noch nachfolgend beschrieben.
An der Oberseite der Innenfläche des Mantels 32 unmittelbar neben der unteren Oberfläche 40 der Oberseite befindet sich eine ringförmige Stufe 41, die in den zylindrischen Bereich an der Außenfläche des Ringes 28 nahe dem Ende des Halses des Behälters eingreift. Die radial innenliegende Oberfläche der Stufe 41 bildet eine seitliche Dichtung, um dazu beizutragen, die Verbindung zwischen dem Verschluß und dem Behälter gasdicht zu machen. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 befindet sich eine verhältnismäßig weiche Zwischenlagenscheibe oder Dichtung 42, um dazu beizutragen, den Behälter gasdicht abzudichten.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Verschlusses 30. Die äußere Oberfläche des Mantels 32 ist gerändelt oder mit Stegen versehen, um eine gute Grifffläche zu liefern. Der Verhältnismäßig dünnwandige Abschnitt 39 ist ferner durch mehrere Öffnungen 44a-44d geschwächt, die schmale Brücken 50a-50d jeweils unmittelbar über den Haken 36a-36d bilden, und breite Brücken 50e-50h hierzwischen, und an der einen Kante einer jeden der Öffnungen 44a-44d befindet sich oberhalb der einen Kante ein jeweiliger der Haken 36a-36c. In diesem Ausführungsbeispiel sind die geschwächten oder, genauer gesagt, längsverlaufenden Nuten oder Kerben in die Innenoberfläche des Ringes 35 eingeformt. In Fig. 3 sind nur zwei dieser Nuten 45a und 45b gezeigt, und sie sind auf die Kanten des Hakens 36d ausgerichtet. An keiner Stelle ist die Tiefe dieser Nuten so groß wie die radiale Dicke des Ringes 25. Es ist jedoch möglich, die Nuten 45a und 45b sowie ähnliche Nuten neben den anderen Haken 36a und 36b auszubilden, so daß die Nuten sich gänzlich durch den Ring über einen Teil der axialen Länge des Ringes erstrecken und hierbei den Ring noch weiter schwächen. Ein solcher durchgehender Schnitt sollte dank der größeren Nuttiefe bevorzugt von der Oberseite des Ringes nach unten über einen Teil des Weges zu dessen Ende erfolgen, das vom Hauptabschnitt des Verschlusses 32 abgelegen ist.
Fig. 4 ist eine Ansicht des Verschlusses 30, längs seiner Achse von dem Ende aus gesehen, an welchem die Originalitätssicherung 34 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel befinden sich gemäß der Darstellung vier Haken 36a- 36d, die rund um die Achse mit gleichem Winkelabstand angeordnet sind. Ihre radial innersten Enden 46a-46d liegen mit etwa demselben Abstand zur Achse vor wie der innerste Teil der Stufe 41 und sind so gekrümmt, daß sie konzentrisch zur Achse des Verschlusses verlaufen. Somit haben die Enden 46a-46d einen kleineren Krümmungsradius als die Scharnierabschnitte 38a-38d. Theoretisch könnte sich in einem Verschluß mit vier Haken jeder Haken über einen umschlossenen Winkel von so viel wie 45º erstrecken. Dies würde es ermöglichen, daß alle die Haken in einer Form ausgebildet werden, die einen inneren Teil aufweist, der um 45º um die Achse drehbar ist. Der so gedrehte Teil könnte dann axial aus dem inneren Teil des Verschlusses herausgezogen werden. Wie gesehen werden kann, erstrecken sich die Nuten 45a und 45b neben dem Haken 36d, die Nuten 45c und 45d neben dem Haken 36a und die entsprechenden Nuten 45e und 45f neben dem Haken 36c sowie 45g und 45h neben dem Haken 36b alle tief in den Ring 35 hinein, um ihn wesentlich zu schwächen, so daß er mühelos in Segmente zerrissen werden kann, wie noch später beschrieben wird.
Die Innenfläche 40 der Oberseite des Verschlusses ist besser in der vergrößerten Querschnittsansicht der Fig. 5 gezeigt. Unmittelbar neben der Stufe 41, die eine seitliche Dichtung zusammen mit dem zylindrischen Abschnitt am Ende des Halses 11 bildet, befindet sich eine ringförmige Aussparung 47 in der Oberfläche 40. Diese Aussparung ist in typischer Weise 0,25 mm tief und etwa 0,25 mm breit und hat einen äußeren Durchmesser von etwa 24,5 mm bis 25 mm, gleich dem inneren Durchmesser der Stufe 41. Konzentrisch zur Aussparung 47 befindet sich eine ringförmige Rippe 48, die leicht, d. h. um etwa 0,25 mm, gegenüber der Oberfläche 40 übersteht und in typischer Weise einen V-förmigen Querschnitt aufweist. Ihr Zweck ist es, dazu beizutragen, die Zwischenlage 42 in ihrer Lage zu verankern. Konzentrisch zur Aussparung 47 befindet sich eine andere ringförmige Aussparung 49, die etwa dieselbe Querschnittstiefe und -breite aufweist wie die Aussparung 47 in der Oberfläche 40 und die einwärts gegenüber der Aussparung 47 einen Abstand von etwa der Wandstärke, d. h. etwa 1,65 mm, des Endringes 28 am Ende des Behälters aufweist.
Fig. 5 zeigt auch die Zwischenlage 42, die etwa 0,76 mm dick ist, in den Verschluß 30 eingesetzt, aber noch nicht von der Ringfläche am Ende des Halses des Behälters zusammengedrückt. Der Verschluß 30 ist gemäß der Darstellung auf den Hals 11 aufgeschraubt, und wenn dieser Vorgang fertiggestellt ist, dann wird die Endwand 26, die eine abgerundete Ringfläche bildet, die Zwischenlage gegen die Fläche 40 zusammendrücken, und die nach unten stehende Rippe 48 wird in die Zwischenlage ausreichend hineinfassen, um sie gegen jede radial einwärts erfolgende Verschiebung der Zwischenlage zu verankern, die infolge einer Extrusionskraft zwischen der Oberfläche 26 und dem benachbarten ringförmigen Teil der Oberfläche 40 stattfinden könnte. Die Aussparungen 47 und 49 ermöglichen es dem elastomeren Verschlußmaterial, in einem gewissen Grad aus dem Weg gequetscht zu werden, und zwar genügend, um zur Bildung einer gasdichten Abdichtung über das Ende 26 des Behälters hinweg beizutragen.
Fig. 6 zeigt einen ähnlichen Verschluß 30a, der nicht dazu bestimmt ist, zusammen mit einer Zwischenlage benutzt zu werden und deshalb keine ringförmige Rippe 48 aufweist. Im Verschluß 30a ermöglichen die Ringnuten 47 und 49, daß zwischen ihnen eine geringe radiale Ausbeulung des ringförmigen Teils des Verschlußmaterials stattfindet, das den ringförmigen Teil des Endteils 31 bildet. Dies verbessert die selbstdichtende Wirkung des Elastomerverschlusses 30a.
Fig. 7 zeigt die Haken 36a, wie sie zur Innenoberfläche des Ringes 35 durch die Wulst 17 nach hinten geklappt sind, wenn sich der Verschluß 30 nach unten in Richtung des Pfeiles 51 bewegt, wenn der Verschluß auf den Behälter 12 aufgeschraubt wird. Die Dicke des Hakens beträgt etwa 0,76 mm, wie es auch die Dicke des Ringes 35 ist. Bevorzugt findet nahezu die gesamte flexible Verformung im Scharnierbereich 38a statt, wenn sich der Haken hinter den größten Teil 23 der Wulst 17 hinwegbewegt. Damit der Haken genügend Platz hat, um sich aus dem Weg der Wulst nach hinten wegzuklappen, sollte die Innenfläche 52 des Ringes 35 einen Radius aufweisen, der größer ist als der Teil 23 der Wulst, und zwar mindestens im wesentlichen um die Dicke des Hakens 36a.
Fig. 8 zeigt den Verschluß 30 voll in seiner Lage, wobei der Haken 36a in seine Normallage zurückgesprungen ist, in welcher er sich im wesentlichen gerade vom Scharnierabschnitt 38a zum Ende 46a hin erstreckt und nach innen und oben zum Endteil 31 (in dieser Figur nicht gezeigt) des Verschlusses gerichtet ist. In dieser Lage greift der Haken unter die nach unten gewandte Schulter 19 ein. Die Tatsache, daß der Radius mindestens jenes Abschnitts der Innenfläche 52 des Ringes 35, der hinsichtlich des Hakens 36a benachbart ist, größer ist als der Radius des größten Bereiches 23 der Wulst 17, und zwar um ein Maß T, das mindestens so groß ist wie die Dicke t des Hakens 36a, ist dadurch dargestellt, daß in diesem Fall gezeigt ist, daß T größer ist als t.
Die Länge des Hakens vom Scharnierbereich 38a zum Ende 46a kann durch die Vektorkombination seiner Radialkomponente und seiner Axialkomponente gemessen werden. Die Radialkomponente ist groß genug, um das Ende 46a gut unter die Schulter 19 und bevorzugt dicht an die Schnittstelle 53 der Schulter 19 mit dem Halsabschnitt 16 zu bringen, während die axiale Komponente näherungsweise gleich, aber bevorzugt geringfügig kleiner ist als der axiale Abstand zwischen dem Flansch 14 und der Schulter 19.
Es ist wesentlich, daß der Haken 36a nicht gegen die Oberfläche 52 durch die verdrängende Wirkung der Schulter 19 geklappt wird, wenn sich der Verschluß 30 nach oben bewegt, wenn er vom Behälter entfernt wird. Eine solche Verdrängungstätigkeit kann dadurch verhindert werden, daß man den Haken 36a so formt, daß der eingeschlossene Winkel des Kegels, von dem der Haken 36a ein Sektor ist, mindestens so groß ist wie 180º minus dem eingeschlossenen Winkel des Kegels, der die im wesentlichen kegelstumpfförmige Oberfläche der Schulter 19 bildet. Wenn dieser Einschränkung gefolgt wird, dann wird der Haken 36a die Schulter 19 mindestens senkrecht und bevorzugt unter einem Winkel schneiden, der das Ende 46a zur Schnittstelle 53 zwischen dem Halsabschnitt 16 und der Schulter hin verdrängt. Wenn somit der eingeschlossene Winkel der etwas kegelstumpfförmigen Fläche der Schulter 19 130º beträgt, dann sollte die kegelstumpfförmige Fläche, von welcher der Haken 36a ein Sektor ist, einen Neigungswinkel von 50º oder bevorzugt mehr, beispielsweise 60º, aufweisen. Dies ist äquivalent zur Aussage, daß der Schnittwinkel des Hakens 36a und des zylindrischen Rings 35 näherungsweise 25º bis 30º betragen sollte.
Fig. 9 zeigt den Verschluß 30, wie er vom Behälter entfernt wird. Weil der Haken unter der Schulter 19 eingreift und verhältnismäßig unflexibel ist, verglichen mit dem Scharnier am Schnitt 38a, veranlaßt die Aufwärtsbewegung des Hauptteiles des Verschlusses 30 das Ende 46a des Hakens 36a, in Anlage gegen die Schnittstelle 53 einzugreifen. Die Länge des Hakens von diesem Ende her, an welchem der Scharnierabschnitt 38a angeordnet ist, ist länger als die radiale Abmessung der Schulter 19, und ist deshalb lang genug, um die untere Kante 37 des Rings 35 nach außen zu heben.
Die ursprüngliche, gesperrte Lage des Hakens 36a ist in gestrichelten Linien gezeigt, während die Lage nach dem Abreißen des Ringes 35 längs der Nuten 45c und 45d den Haken 36a entlang in Fig. 9 in ausgezogenen Linien gezeigt ist. Je länger der Haken 36a vom Scharnierabschnitt 38a bis zum Ende 46a ist, desto weiter wird das Segment des Ringes zwischen den Nuten 45c und 45d nach außen gedrückt, und desto größer wird somit die Zugkraft sein, um den Ring an den Nuten 45c und 45d zu Zerreißen. Natürlich werden alle Haken 36b-36d (Fig. 4) gleichzeitig derselben Schwenkbewegung unterzogen, wie es gezeigt ist, daß der Haken 36a in Fig. 9 unterzogen ist, und hierbei in der Zusammenwirkung die gesamte Zugspannung im Ring 35 erhöhen.
Der Ring reißt längs der Nuten 45 (Fig. 4), weil das Material dort nur etwa 0,25 mm dick ist. Da die Kerben an der Innenoberfläche ausgebildet sind, werden die resultierenden Risse im Ring an der Außenseite durchaus sichtbar sein. Nachdem der Ring an den Nuten 45 abgerissen wurde, kann der Verschluß 30 mit den abgerissenen Originalitätsverschlußsegmenten, die noch immer durch jeweilige Abschnitte des Bereichs 39 angebracht sind, vollkommen vom Behälter entfernt werden und können später wieder aufgeschraubt werden. Wenn das vorgenommen ist, dann können die Haken 36 wiederum in die Schulter eingreifen, wenn aber der Ring 35 erst einmal zerrissen ist, dann ist sehr viel weniger Drehmoment erforderlich, um später den Verschluß 30 zu entfernen. Die geringere Kraft, die erforderlich ist, um den Verschluß abzuschrauben, würde auch anzeigen, daß der Verschluß bereits vorher einmal entfernt wurde. Der Ring 35 ist an der unteren Kante des Mantels 32 angebracht, der etwa 1,27 mm dick ist, durch den dünnen, flexiblen Abschnitt 39, der die Brücken 50 bildet und der etwa 0,38 mm dick sein kann.
Der Ring 35a in Fig. 10 hat keine Kerben wie die Kerben 45. Dagegen ist der Bereich 39 dünn genug und schwach genug, um zu reißen, wenn der Verschluß 30b vom Behälter 13 entfernt wird. Dies beläßt den Ring 35a am Hals des Behälters, wobei er den Halsbereich 16 umgibt. Selbst wenn der Verschluß 30b wieder zurück- und aufgeschraubt wird, wird die Trennung zwischen dem Ring und dem Mantel 32 deutlich sichtbar sein.
Fig. 11 zeigt vier Haken 36a-36b gesondert von irgendeinem anderen Teil des Verschlusses, um die Tatsache darzustelllen, daß sie im wesentlichen Segmente einer kegelstumpfförmigen Hülle sind. Ihre kegelstumpfförmige Krümmung in Richtung des Pfeiles 54 festigt sie in hohem Umfang in Längsrichtung in Richtung des Pfeiles 55, um ihr Abknicken unter der Druckkraft zu verhindern, die in Richtung des Pfeiles 55 ausgeübt wird.
Fig. 11 macht es auch deutlich, daß der Krümmungsradius der Enden 46a-46d, die auf dem Kreis 56 liegen, kleiner ist als der Krümmungsradius der Enden in den Scharnierbereichen 38a-38d, die längs des größeren Kreises 57 liegen, da der Radius des Kreises 57 geringfügig größer ist als der Radius des Kreises 56. Dies bedeutet nicht, daß die gesamte Oberfläche, die jede der Enden 46a-46d festlegt, in einer einzigen Ebene liegen muß, obwohl dies die Art ist, in welcher sie in der Figur dargestellt sind. Es führt jedoch die Ausbildung der Enden 46a-46d so, daß sie koplanar sind, zur größtmöglichen Berührung zwischen diesen Enden und der Schulter 19, wie beispielsweise in Mol-%8 gezeigt.
Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht des Verschlusses 30b, von dem ein Fragment in Fig. 10 gezeigt ist. Um den Ring 35a vom Mantel 32 so leicht wie möglich abgetrennt zu haben, sind Öffnungen 58, die den Bereich 39 in Brücken 59 unterteilen, größer ausgebildet als die Öffnungen 44a-44d in Fig. 3. Eine der Brücken 59a-59d ist unmittelbar auf jeden der Haken 136a-136d ausgerichtet, wie in Fig. 13 dargestellt. Die Brücken 59a-59d umfassen das dünne Kunststoffmaterial, das die Enden der Öffnungen 58 festlegt, und fügt den Ring 35a an den Mantel 32. Dadurch, daß man diese Brücken sehr schlank ausbildet, beispielsweise etwa 0,38 mm · etwa 0,76 mm, können sie mühelos abgerissen werden, wenn der Verschluß 30b von einem Behälter abgeschraubt wird.
Die Fig. 13 und 14 zeigen unterschiedliche Hakenausbildungen. Die Seiten 61a und 61b des Hakens 136a (und die entsprechenden Seiten eines jeden der anderen Haken 136b- 136d) in Fig. 13 sind im wesentlichen durch radiale Ebenen festgelegt, die von der Achse des Verschlusses 30b ausgehen. Andererseits hat der Verschluß 30c in Fig. 14 dieselbe Art von Haken 36a-36d, wie beispielsweise in Fig. 11 gezeigt. Die Seiten 62a und 62b des Hakens 36a (und die entsprechenden Seiten eines jeden anderen Hakens 36b-36d) werden von im wesentlichen parallelen Ebenen festgelegt. Als Ergebnis können die Haken 136a-136d einen größeren eingeschlossenen Winkel α am Scharnierabschnitt 138 aufweisen als die Haken 36a-36d. Der Grund ist der, daß dieser Haken teilweise von einem Formabschnitt festgelegt ist, und es muß, wie noch später beschrieben wird, eine Relativdrehung vorliegen, um diesen Formabschnitt aus dem Bereich hinter jedem Haken bis zu dem Raum zwischen benachbarten Haken herauszubringen, um den neuerdings geformten Verschluß aus der Form herauszuziehen. Die besondere Breite der Ecken der Haken 36a-36d in Fig. 14 bedeutet, daß der Raum zwischen jedem Paar von Haken begrenzter ist als es der Fall bei Haken 136a-136d in Fig. 13 der Fall ist.
Es ist auch angemessen, zu vermerken, daß jeder Haken sowohl in Fig. 13 als auch in Fig. 14 einen Mittelwinkel α einschließt, der seinen Scheitel auf der Verschlußachse hat, wobei der Winkel nicht wesentlich kleiner ist als 33º und nicht größer als die Anzahl der Grade, die gleich ist 180, geteilt durch die Anzahl der Haken. Somit, wenn nur zwei Haken 36a und 36b oder 136a und 136b vorliegen, können sie einen maximalen Winkel α von 90º einschließen. Wenn es fünf Haken gibt, dann kann jeder einen Winkel einschließen, der so groß ist wie 36º. Wenn der eingeschlossene Winkel zu klein ist, wird eine unzulängliche Festigkeit der Haken infolge der Begrenzung dieser kegelstumpfförmigen Krümmung vorliegen.
Fig. 14 zeigt auch ein anderes Ausführungsbeispiel des Ringes 35b der Originalitätssicherung, wobei eine der Brücken, die Brücke 63, wesentlich breiter ist und deshalb auch stärker ist als die anderen Brücken 65. Es sollte vermerkt werden, daß es mehr Brücken 65 in Fig. 14 gibt als die Anzahl der Brücken 59a-59d in Fig. 13, und daß zwei Brücken 65 über jedem Haken 36a-36d vorliegen. Bevorzugt befindet sich eine der Brücken 65 über jeder Kante eines jeden Hakens. Diametral den Brücken 63 gegenüberliegend ist ein Schlitz 64 angeordnet, der den Ring 35b schwächt und es ermöglicht, daß er mühelos auseinandergerissen wird, wenn der Verschluß von einem Behälter abgeschraubt wird. Deshalb wird der abgerissene Ring 35b von der verbleibenden Brücke 63 herabbaumeln, was es ganz deutlich macht, daß der Verschluß vom Behälter entfernt wurde.
Die Fig. 15 bis 21 zeigen eine Form, um die Verschlüsse der vorausgehenden Figuren herzustellen. Die äußeren Bestandteile der Form, wie in Fig. 15 gezeigt, können aus zwei äußeren Hauptabschnitten bestehen: einem oberen und unteren Abschnitt 66a und 66b, wie gezeigt, um die gesamten Außenflächen einer Hälfte des Verschlusses 30 zu bilden. Nach dem Abformen des Verschlusses kann der obere Abschnitt 66a axial wegbewegt werden. Der untere Abschnitt wird in eine linke und eine rechte Halbschale geteilt, welche dann durch die entgegengesetzte seitliche Bewegung abgetrennt werden können. Die Öffnungen im dünnen Bereich 39 können durch mehrere getrennte Teile gebildet werden, von denen lediglich das Teil 67 gezeigt ist, das im Hinblick auf die Achse in Seitenrichtung beweglich ist. Als eine Alternativlösung können in einer Form zur Bildung des Verschlusses 30b in den Fig. 12 und 13, der nur eine einzige Brücke für jeden Haken aufweist, die Teile 67 auch starr an der jeweiligen Halbschale befestigt sein, vorausgesetzt, die Querschnittsform der Brücken (beispielsweise der Brücken 59a-59d in Fig. 13) hat keine Wiedereintrittsflächen, um eine solche lineare Bewegung der Teile 67 zu behindern, d. h. Flächen, die nicht unmittelbar von rechts oder von links "sichtbar" sind. Als eine weitere Alternative kann die äußere Schale auch in mehr als zwei Teile aufgeteilt sein.
Innerhalb der Schale 66 und unter Festlegung der Innenoberflächen des Verschlusses 30 befinden sich drei innere Formteile 68-70. Das obere Teil 68 legt in erster Linie das Gewinde 33 und die anderen Innenoberflächen des Hauptteils des Verschlusses 30 fest, und die zwei unteren Teile 69 und 70 legen die Innenflächen der Originalitätssicherung 34 fest.
Fig. 21 zeigt die axial gesonderten Teile 68-70, wie sie nach dem Ausziehen des Verschlusses 30 aus der Form sein würden. Das obere Teil 68 weist einen Mittelzapfen bzw. eine Mittelachse 72 auf, die sich durch ein Loch 73 im Teil 69 erstreckt. Das letztgenannte hat vier flügelartige Vorsprünge 74a-74d, die insgesamt auswärts gerichtete, kegelstumpfförmige, konvexe Flächen der Haken festlegen und auch einwärts gewandte Abschnitte der Oberfläche 52 (Mol-%15) des Rings 35 festlegen, die hinsichtlich der jeweiligen Haken benachbart sind. Die insgesamt auswärts gewandte Oberfläche 76a eines der Haken 36a ist in Fig. 16 gezeigt.
Fig. 21 zeigt auch das Teil 70, wie es in Form eines kurzen Rohres mit Aussparungen 77a-77d vorliegt. Die Flächen 78a-78d an den Vorsprüngen bilden Teile der Oberfläche 52 des Rings 35, und Flächen 79a-79d des Rohres 70 bilden den Rest der Innenoberfläche 52 des Ringes. Während der Krümmungsradius der Oberflächen 79a-79d größer sein kann als der Krümmungsradius der Oberflächen 78a-78d, werden sie bevorzugt doch denselben Krümmungsradius aufweisen. Die Oberflächen 79a-79d können keinen Radius aufweisen, der wesentlich kleiner ist als jener der Oberflächen 78a-78d.
Die Flächen 80a und 80d in den Aussparungen 77a und 77d bilden die insgesamt einwärts gewandten Flächen, wie etwa die Fläche 81a des Hakens 36a in Fig. 15. Die Flächen 80a und 80b sowie ähnliche Flächen in den Aussparungen 77c und 77d können eine kegelstumpfförmige Krümmung aufweisen, aber wenn der Winkel, der von den Haken eingeschlossen wird, die in diesen Aussparungen ausgebildet sind, nicht so groß ist, dann brauchen die Flächen 80a und 80b nicht kegelstumpfförmig gekrümmt sein.
Fig. 16 zeigt den Verschluß 30, wobei die äußere Schale 66 in Fig. 15 entfernt ist. Der nächste Schritt beim Herausziehen des Verschlusses aus der Form ist es, das Teil 70 vom Verschluß 30 und die Teile 68 und 69 durch geradlinige Relativbewegung zu trennen, die gleichwertig ist der Bewegung des Teils 70 in Richtung des Pfeiles 84, wie in Mol-%17 gezeigt. Danach bewegt die relative Drehbewegung zwischen dem Verschluß 30 und dem Teil 69 in Richtung der Pfeile 82 und 83, wie in den Fig. 18 und 19 gezeigt, die Vorsprünge 74a-74d von hinter den Haken heraus. Es ist diese Drehbewegung, die erforderlich macht, daß die verschiedenartigen Oberflächen der Haken 36a-36d und der benachbarten Teile der Oberfläche 52 Rotationsflächen sein müssen.
Schließlich werden der Verschluß und das Teil 68 durch eine relative Linearbewegung gemäß dem Pfeil 85 oder durch eine wendelförmige Bewegung getrennt, die auch das Teil 68 in derselben Richtung bewegt. Zu diesem Zweck ist die untere Fläche 86 des Teils 68 konisch geformt, mit einem Scheitelwinkel, der kleiner ist als die Ergänzung des Scheitelwinkels der Haken 36. Wenn somit die Haken einen Scheitelwinkel von 60º aufweisen, muß der Scheitelwinkel der Oberflächen 86 kleiner sein als 120º. Dies ermöglicht es der Oberfläche 86, die Haken aus dem Weg zu verdrängen, und gestattet die Abwärtsbewegung des Teils 68.
Eine Rippe 87 ist im Formteil 70 gezeigt. Diese Rippe wäre erforderlich, um einen der Schlitze 45 zu bilden, wenn der Verschluß, der abgeformt wird, der Verschluß 30 in Fig. 4 wäre. Tatsächlich müßte man eine solche Rippe nahe jeder Seite einer jeden Aussparung 77a-77d haben, um diese Art eines Verschlusses zu bilden. Es sind jedoch keine solchen Rippen erforderlich, um den Verschluß 30 der Fig. 12 und 13 zu bilden. Eine ähnliche Rippe inmitten zweier der Aussparungen 77a-77d wäre erforderlich, um den Schlitz 64 in Fig. 14 abzuformen.

Claims

1. Abgeformter, einstückiger Plastikverschluß (30) zur gasdichten Anbringung an einem Behälter (13), der einen Körper (12), einen mit einem Gewinde versehenen Hals (16), der sich vom Körper aus erstreckt, und eine Wulst (17) aufweist, die sich vom Hals aus zwischen dem Gewindeabschnitt und dem Körper nach außen erstreckt und eine Schulter (19) aufweist, die dem Körper zugewandt ist und sich von der Schnittstelle mit dem Hals nach außen zum äußeren Teil der Wulst erstreckt, wobei der Verschluß der Art angehört, die die folgenden Merkmale aufweist:

(1) ein Endteil (31);

(2) einen insgesamt zylindrischen Mantel (32), der einstückig mit dem Endteil abgeformt ist und sich vom Endteil weg erstreckt, wobei der Mantel ein Innengewinde (33) zum Eingriff mit dem Hals (16) aufweist; und

(3) einen Originalitätsverschluß (pilfer-proof) (34), der einstückig mit dem Verschluß (30) an der Kante des Mantels (32) angeformt ist, die vom Endteil (31) abgelegen ist, mit den folgenden Merkmalen:

(a) ein Ring (35);

(b) eine Einrichtung (44), die mindestens einen Bereich des Originalitätsverschlusses aufweist, der schwächer ist als unmittelbar benachbarte Bereiche des Originalitätsverschlusses, um durch die Kraft, die hierauf beim Entfernen des Verschlusses vom Behälter ausgeübt wird, sichtbar abgerissen zu werden,

(c) der Mantel (32) ist axial auf das Endteil (31) ausgerichtet;

(d) mehrere Haken (36) zum Eingriff mit der Schulter, wenn der Verschluß vom Behälter abgeschraubt wird, wobei jeder der Haken (36) die folgenden Merkmale aufweist:

(i) ein Hauptabschnitt in Form des Sektors einer insgesamt kegelstumpfförmigen Hülle, der eine insgesamt nach innen gerichtete Oberfläche aufweist, die sich in Längsrichtung zwischen einer ersten gekrümmten Kante mit größerem Krümmungsradius am einen axialen Ende der Hülle und einer zweiten gekrümmten Kante mit einem kleineren Krümmungsradius am entgegengesetzten axialen Ende der Hülle erstreckt, wobei die kegelstumpfförmige Gestalt jeden Sektor im wesentlichen beständig gegenüber der Biegung in Abhängigkeit von einer Druckkraft macht, die in Längsrichtung längs der Hülle ausgeübt wird und eine geringere Größe aufweist als die Druckkraft, die hierauf mit ausreichender Größe ausgeübt werden muß, um den geschwächten Bereich abzureißen, wobei sich jeder der Sektoren von der Kante des Rings (35), die vom Mantel (32) abgelegen ist, nach innen und unter einem Winkel zum Endteil (31) erstreckt, und wobei die konvexe Oberfläche eines jeden Sektors insgesamt nach außen zu einem jeweiligen Abschnitt der einwärts gewandten Oberfläche des Rings gewandt ist, und

(ii) eine Scharniereinrichtung (38), die einstückig mit der ersten gekrümmten Kante des jeweiligen Sektors und mit einem Teil jener Kante des Rings (35), die vom Mantel (32) abgelegen ist, abgeformt ist, wobei die Scharniereinrichtung (38) die erste Kante des jeweiligen Sektors an den Ring anfügt, die Scharniereinrichtung (38) hinlänglich im Hinblick auf den Ring (35) flexibel ist, um es dem jeweiligen Sektor zu gestatten, im wesentlichen nur zum entsprechenden Abschnitt der einwärts gewandten Oberfläche des Rings (35) zu schwenken, der jeweilige Abschnitt der einwärts gewandten Oberfläche des Rings (35) zur Achse einen Abstand aufweist, der nicht wesentlich größer ist als der Radius des äußeren Teils der Wulst (17) plus die Dicke der kegelstumpfförmigen Hülle, und wobei jeder der Haken (36) in eine solche Lage geschwenkt werden kann, daß seine insgesamt nach innen gewandte Oberfläche einen Abstand zur Achse aufweist, der im wesentlichen mindestens ebenso groß ist wie der äußere Teil der Wulst (17).

2. Verschluß nach Anspruch 1, worin jeder der Haken (36) einen Mittelwinkel einschließt, der seinen Scheitel auf der Achse des Verschlusses hat, nicht wesentlich kleiner ist als 30º und nicht größer ist als die Gradzahl, die gleich ist 180/N, wobei N die Anzahl der Haken ist.

3. Verschluß nach Anspruch 2, worin jeder der Haken (36) einen Winkel einschließt, der größer ist als 30º und kleiner ist als etwa 40º, und daß vier der genannten Haken Vorliegen.

4. Verschluß nach Anspruch 1, worin die Bogenbreite einer jeden Scharniereinrichtung (38) etwa gleich ist der Bogenbreite des jeweiligen Sektors.

5. Verschluß nach Anspruch 4, worin die Dicke einer jeden Scharniereinrichtung (38) nicht wesentlich größer ist als die mittlere Dicke des jeweiligen Sektors.

6. Verschluß nach Anspruch 1, worin

der Behälter (13) einen Flansch (14) mit Achsabstand zur Schulter (19) aufweist, der sich vom Hals (16) aus zwischen der Wulst (17) und dem Körper (12) nach außen erstreckt; und

der Ring (35) in Form eines kurzen zylindrischen Bandes vorliegt, das eine axiale Länge aufweist, die etwa gleich ist dem axialen Abstand zwischen der Schulter (19) und dem Flansch (14) am Hals (16) des Behälters (13).

7. Verschluß nach Anspruch 6, worin die maximale Axialkomponente der Länge eines jeden der Sektoren zwischen seinen Endkanten etwa gleich ist dem axialen Abstand zwischen der Schulter (19) und dem Flansch (14) am Hals des Behälters (13).

8. Verschluß nach Anspruch 1, worin der geschwächte Bereich mehrere dünne Brücken aus Elastomermaterial aufweist, die einstückig zwischen dem Mantel (32) und dem Ring (35) eingeformt sind.

9. Verschluß nach Anspruch 1, worin mindestens eine der genannten geschwächten Bereiche für jeden Haken (36) vorliegt und jeder geschwächte Bereich eine im wesentlichen längsverlaufende Nut (45) im Ring (35) ist.

10. Verschluß nach Anspruch 9, worin jede genannte Nut (45) sich an der einwärts gewandten Oberfläche des Rings (35) befindet.

11. Verschluß nach Anspruch 9, mit einer flexiblen Einrichtung, die den Ring (35) an den Mantel (32) anfügt, um Segmente des Rings schwenkbar zu tragen, nachdem die geschwächten Abschnitte abgerissen wurden.

12. Verschluß nach Anspruch 11, worin die flexible Einrichtung einen dünnwandigen Abschnitt des Kunststoffs aufweist, der einstückig zusammen mit der Kante des Mantels (32) und dem nächstgelegenen Ende des Ringes (35) abgeformt ist.

13. Verschluß nach Anspruch 12, worin der dünnwandige Abschnitt in einzelne Brücken aufgeteilt ist, von denen sich jede zwischen einem jeweiligen Teil der Kante des Mantels (32) und einem jeweiligen der Segmente des Rings (35) erstreckt.

14. Verschluß nach Anspruch 1, worin die maximale Länge von der ersten gekrümmten Kante eines jeden der Sektoren zu dessen zweiter gekrümmter Kante größer ist als der radiale Abstand vom äußersten Teil der Wulst (17) zum benachbarten Teil des Halses (16).

15. Verschluß nach Anspruch 1, worin der geschwächte Bereich eine Vielzahl schlanker Brücken (59) aus dem Kunststoffmaterial aufweist, die einteilig zwischen dem Mantel (32) und dem Ring (35) abgeformt sind, wobei die minimale Querschnittsfläche einer jeden der Brücken (59) wesentlich kleiner ist als die Querschnittsfläche eines jeden der Sektoren, wodurch die Zugkraft, die zum Reißen der Brücken (59) erforderlich ist, kleiner sein wird als die Kraft, die erforderlich ist, um die Sektoren während der Entfernung des Verschlusses vom Behälter (13) umzuklappen.

16. Verschluß nach Anspruch 1, worin die Dicke des Kunststoffmaterials, das jede der Scharniereinrichtungen (38) aufweist, geringer ist als die Dicke des benachbarten Teils eines jeden der jeweiligen Sektoren, wodurch die Flexibilität eines jeden der Haken (36) auf dessen jeweilige Scharniereinrichtung (38) begrenzt ist.