DE4207841A1 - Stopfen fuer einen behaelter und verfahren zur herstellung des stopfens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffstopfen für einen Behälter, der insbesondere zur Aufnahme von Tabletten, Dragees oder Sub­ stanzen in Pulver- oder Granulatform bestimmt ist und vorzugs­ weise die Form eines Fläschchens oder eines Röhrchens hat, wobei der Stopfen einen Deckelteil mit einem umlaufenden, abreißbaren Sicherungsring zur Originalitätssicherung des Behälterinhalts aufweist und der Sicherungsring mit schräg nach innen in Rich­ tung des Deckelteils weisenden Laschen versehen ist, die einen nach außen weisenden Ringvorsprung des Behälters untergreifen. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Stopfens, der in einem ersten Schritt im Spritzverfahren ausgebildet wird.

Es sind seit längerem Stopfen bekannt, deren abreißbarer Sicherungsring mit einer im Querschnitt etwa kegelstumpf­ förmigen Wulst einen äußeren Ringvorsprung am Hals eines Behälters untergreift. Diese Stopfen haben den Nachteil, daß sie von dem Behälterhals "abgehebelt" werden können, ohne daß die Sollbruchnaht des Sicherungsrings beschädigt wird, da das Material derartiger Stopfen normalerweise die hierzu erforderliche Flexibilität aufweist. Damit kann bei diesen bekannten Stopfen der Sicherungsring seine Aufgabe der Originalitätssicherung des Behälterinhalts nicht erfüllen.

In der EP 02 02 506 A2 ist bereits ein Stopfen als Behälter­ verschluß offenbart worden, an dessen Sicherungsring schräg nach innen und in Öffnungsrichtung weisende Laschen angeformt sind, die unter einen umgebördelten Rand des Behälters greifen. Hierdurch ist das "Abhebeln" des Stopfens von dem Behälterhals erheblich erschwert, da hierzu geeignete Werkzeuge unter den Sicherungsring eingeführt werden müßten, um die Laschen gegen den Sicherungsring zu drücken, worauf hin dann der Stopfen vom Behälterhals abgenommen werden kann, ohne daß die Sollbruch­ naht des Sicherungsrings beschädigt wird.

Dieser vorbekannte Stopfen erfordert ein aufwendiges Spritzgußwerk­ zeug mit sogenannten Tauchkarren, die die schräg nach oben weisenden Laschen hintergreifen. Dies wirkt sich besonders nachteilig bei der Herstellung von Stopfen unterschiedlicher Durchmesser aus, da hierzu jeweils zugehörige Tauchkarren des Spritzgußwerk­ zeugs erforderlich sind. Die Herstellung dieses Stopfens ist daher mit beträchtlichen Kosten verbunden.

Außerdem sind zwangsläufig im Deckelbereich des vorbekannten Stopfens Aussparungen ausgebildet, die beim Herstellungsprozeß von Tauchkarren durchgriffen werden. Auch wenn diese Aus­ sparungen radial außerhalb der Behälteröffnung liegen, sind sie als nachteilig anzusehen, da durch sie Fremdpartikel an den Halsbereich des Behälters eintreten und diesen ver­ schmutzen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stopfen der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß die vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik vermieden sind. Insbesondere soll der Stopfen den Randbereich der Behälteröffnung vor Verschmutzung bewahren, und es soll die Anwendung aufwendiger Tauchkarren beim Spritzgußwerkzeug vermieden sein.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ver­ fahren zur Herstellung eines derartigen Stopfens anzugeben, welches zudem eine verältnismäßig billige Herstellung von Stopfen unterschiedlicher Durchmesser ermöglicht.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen der Ansprüche 1 und 6 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ab­ hängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Laschen aus Wand­ abschnitten des Sicherungsrings durch Ultraschall freige­ schnitten und schräg nach innen, in Richtung des Deckelteils weisend verlagert bzw. verformt. Hierbei ist unter "freige­ schnitten" entweder die vollkommene Trennung der Laschen ent­ lang zweier oder dreier Randkanten von dem umgebenden Sicherungs­ ring zu verstehen, oder aber zwei oder mehr dieser "freige­ schnittenen" Randkanten der Laschen sind mittels einer dünnen Materialhaut mit den zugehörigen Trennlinien des Sicherungsrings verbunden, was weiter unten näher beschrieben wird. In jedem Fall bleiben die Laschen selbstverständlich mit ihrem unteren Endbereich mit dem Sicherungsring verbunden, d. h. sie sind lediglich entlang zweier in Umfangsrichtung be­ abstandeter Trennlinien und gegebenenfalls entlang einer oberen, hierzu quer verlaufenden Trennlinie aus dem Sicherungs­ ring ausgeschnitten bzw. freigeschnitten.

Erfindungsgemäß werden die Laschen durch Ultraschall aus dem Sicherungsring ausgebildet und nach innen verformt, was schnell und einfach auszuführen ist und mit geringem Aufwand vonstatten geht. Der gesamte Vorgang der Ausbildung der Laschen dauert 0,2 bis 0,3 s, woran sich eine Haltezeit von 0,3 bis 0,5 s anschließt, bis die durch die Ultraschallwellen nach innen "gedrückten" und erweichten Laschen die erforder­ liche Festigkeit erlangt haben.

Die Ausbildung der Laschen mittels Ultraschall erfordert demnach keine aufwendigen Tauchkarren, die gemäß dem weiter oben be­ schriebenen vorbekannten Verfahren durch den Deckelteil des Stopfens geführt werden, um die zu spritzenden Laschen zu hintergreifen. Damit entfällt bei dem erfindungsgemäßen Stopfen das Erfordernis, im Deckelbereich Aussparungen aus­ zubilden, so daß dieser durchgehend geschlossen ist. Dies verbessert nicht nur das Erscheinungsbild des erfindungsge­ mäßen Stopfens, sondern es besteht nicht mehr die Möglichkeit, daß Fremdpartikel durch den Deckelteil an den Behälterhals gelangen können.

Die durch Ultraschall ausgebildeten Laschen sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über eine dünne Materialhaut mit den entsprechenden Trennkanten des Sicherungsrings verbunden, wobei diese Materialhaut mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine definierbare Dicke erhält. Es liegt allerdings auch im Rahmen der Erfindung, daß die Laschen mit den entsprechenden Trennkanten des Sicherungsrings völlig unverbunden sind, d. h., daß hier keine verbindende Material­ haut vorgesehen ist. Wenn durch die so entstandenen Öffnungen Fremdpartikel eintreten sollten, ist dies vollkommen unschäd­ lich, da hierdurch Fremdsubstanzen lediglich in den Bereich unterhalb des nach außen weisenden Ringvorsprungs des Be­ hälters, nicht jedoch in den Bereich der Öffnung des Behälters gelangen können. Außerdem wird der Sicherungsring bei Inge­ brauchnahme des Behälters abgerissen, so daß der erfindungsge­ mäße Stopfen dann vollkommen ohne Durchbrüche ist.

Die Verbindung der schräg nach innen weisenden Laschen mit dem Sicherungsring mittels einer dünnen Materialhaut hat den Vorteil, daß Manipulationen des erfindungsgemäßen Stopfens zu­ sätzlich erschwert sind, da die Materialhaut die Laschen ge­ genüber dem Sicherungsring abstützt so daß die raschen auch durch unter den Sicherungsring eingeführte Werkzeuge nicht so­ weit zurückgebogen werden können, daß der Stopfen ohne Be­ schädigung der Sollbruchnaht "abgehebelt" werden kann. Da die Materialhaut eine exakt einstellbare Dicke haben kann, kann der Versteifungseffekt so ausgelegt werden, daß der Stopfen ohne Schwierigkeiten auf dem Behälter befestigt werden kann, wobei die raschen von dem nach außen weisenden Ringvorsprung des Behälters zurückgedrückt werden.

Im einzelnen kann der erfindungsgemäße Stopfen so ausgestaltet sein, daß der ebene Deckelteil in einen zylindrischen Wandab­ schnitt übergeht, der den oberen Rand der Behälteröffnung übergreift und an dessen Unterkante der Sicherungsrings mittels abreißbarer Stege angesetzt sein kann. In diesem Fall ist es zweckmäßig, daß sich die Laschen bis zur Oberkante des Si­ cherungsrings erstrecken, so daß sie lediglich entlang zweier in Umfangsrichtung beabstandeter, paralleler Trennlinien aus dem Sicherungsring ausgeschnitten bzw. freigeschnitten werden, gegebenenfalls unter Beibehaltung der oben angesprochenen Verbindung mittels einer dünnen Materialhaut.

Der Sicherungsring kann aber auch direkt an dem Deckelteil an­ gesetzt sein, wobei der zylindrische Sicherungsring auch einen rechtwinklig abgewinkelten Kreisringabschnitt haben kann, der mittels einer kreisförmigen Sollbruchnaht von dem Deckelteil getrennt ist bzw. an diesen anschließt. In diesem Fall ist die kreisförmige Sollbruchnaht gegenüber dem zylindrischen Teil des Sicherungsrings radial nach innen versetzt. Wenn der erfindungsgemäße Stopfen mit einer sogenannten Olive im Klemmsitz in dem Behälterhals sitzt, ist hierdurch eine zu­ sätzliche Sicherung gegen ein "Abhebeln" des Stopfens zum Zwecke der Manipulation des Behälterinhalts geschaffen.

Gemäß der Erfindung wird zunächst der Stopfen mit dem ringsum geschlossenen Sicherungsring im Spritzgußverfahren hergestellt, woraufhin sich die Ultraschall-Verformung von Sicherungsring-Wandabschnitten anschließt. Hierbei wird be­ vorzugt, daß ein Metallrohr als Matrize in den Stopfen ein­ geführt wird, wobei sich das Metallrohr innen an den Sicherungsring anlegt. Das Metallrohr hat in seiner Außen­ wand schräg nach innen weisende, in Umfangsrichtung vorzugs­ weise gleichmäßig beabstandete Nuten, in die die aufgeweichten und freigeschnittenen Laschen durch Ultraschall hineingedrückt werden. Hierzu wird jeweils eine Sonotrode an der Außenseite des Sicherungsrings einer Nut gegenüberliegend angeordnet, wobei alle Sonotroden von einer gemeinsamen Energiequelle gespeist werden können.

Das als Matrize dienende innere Metallrohr ermöglicht eine schnelle Ausformung der Laschen mit einer wirkungsvollen Energieübertragung. Die Laschen erhalten dabei exakt die Form, die durch die Nuten in der Außenwand des Metallrohres vorge­ geben ist.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist vorgesehen, daß die Breite b der Sonotrodenspitze kleiner ist als die Breite a der Nuten, in die die Laschen gedrückt werden. Durch Wahl einer geeigneten Differenz zwischen der Sonotrodenbreite und der Nutbreite kann eine Materialhaut genau definierter Dicke ausgebildet werden, die die Laschen an den beiden in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Trennkanten und/oder einer hierzu quer verlaufenden, oberen Trennkante mit dem Sicherungsring verbindet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Stopfen unter­ schiedlicher Durchmesser mit erheblich einfacheren Werkzeugen herstellen, da die Sonotroden unverändert zur Herstellung von Stopfen unterschiedlicher Durchmesser und Größen einsetz­ bar sind. Lediglich das als Matrize einzusetzende Rohr ist auf den jeweiligen Durchmesser des Sicherungsrings abzustimmen.

Der erfindungsgemäße Stopfen ist auch mit großem Vorteil für Glasbehälter, insbesondere Glasröhrchen anwendbar, bei denen es schwierig ist, einen etwa im rechten Winkel radial nach außen vorstehenden Ringvorsprung auszubilden, der zur Origi­ nalitätssicherung hintergriffen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es auch, auf ein­ fache Weise Laschen unterschiedlicher Formen und Neigungen auszubilden, indem die Nuten in dem als Matrize dienenden Me­ tallrohr entsprechend ausgebildet werden und gegebenenfalls Sonotroden unterschiedlicher Breite zum Einsatz kommen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Stopfens;

Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf eine Anordnung zur Herstellung der Laschen und

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Aus­ führungsform, bei der die Laschen mittels einer dünnen Materialhaut mit dem Sicherungs­ ring verbunden sind.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Stopfen 1 mit einem ebenen Deckelteil 2, der in einen zylindrischen Wandabschnitt 3 über­ geht. Unterhalb des zylindrischen Wandabschnitts 3 ist über Stege 4 ein Sicherungsring 5 angeformt, der schräg nach innen und in Richtung des Deckelteils weisende Laschen 6 aufweist, die einen rechtwinklig radial nach außen weisenden Vorsprung 7 eines Behälters 8 untergreifen. An dem Deckelteil 2 ist ferner eine sogenannte Olive 9 angeformt, die im Klemmsitz in die Behälteröffnung eingreift.

Die Laschen 6 sind durch Ultraschall ausgebildet, wozu die in Fig. 2 rein schematisch abgebildete Anordnung verwendet wird. Diese Anordnung enthält acht über den Umfang gleich­ mäßig verteilte Sonotroden 10 mit Booster 11.

In den Stopfen wird ein Metallrohr 12 eingefahren, welches den Zwischenraum zwischen der Olive 9 und dem Sicherungsring 5 in etwa ausfüllt und mit Nuten 13 versehen ist, in die durch die Sonotroden 10 erweichtes und dabei freigeschnittenes Sicherungsringmaterial hineingedrückt wird.

Es schließt sich eine Haltezeit von ca. 0,3 bis 0,5 s an, in der das erweichte Laschenmaterial ausreichend erstarrt und er­ härtet, so daß das Metallrohr 12 aus dem Stopfen 12 heraus­ gezogen werden kann.

In der Außenseite des Sicherungsrings 5 werden durch die Ultra­ schall-Bearbeitung Vertiefungen 14 ausgebildet, die durch eine dünne Materialhaut 15 seitlich geschlossen sein können, wie in Fig. 3 angedeutet ist. Die Wanddicke dieser Materialhaut 15 wird dadurch festgelegt, daß die Breite b der Sonotroden­ spitze um einen bestimmen Betrag kleiner ist als die Breite a der Nuten, in die die Laschen 5 nach ihrem Erweichen und Freitrennen hineingedrückt werden.

Claims (9)

1. Stopfen für einen Behälter, mit einem Deckelteil mit einem umlaufenden, abreißbaren Sicherungsring zur Origina­ litätssicherung des Behälterinhalts mit schräg nach innen in Richtung des Deckelteils weisenden Laschen, die einen nach außen weisenden Ringvorsprung des Behälters unter­ greifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (6) aus Wandabschnitten des Sicherungsrings (5) durch Ultraschall ausgebildet sind.

2. Stopfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräg nach innen weisenden Laschen (6) über eine Materialhaut (15) mit den zugehörigen Randkanten des Sicherungsrings (5) verbunden sind.

3. Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deckelteil (2) ein zylin­ drischer Wandabschnitt (3) angeformt ist, der den Rand der Behälteröffnung übergreift und an dessen Unterkante der Sicherungsring (5) mittels abreißbarer Stege (4) angesetzt ist, und daß die raschen (6) an zwei in Umfangsrichtung be­ abstandeten Trennlinien aus dem Sicherungsring (5) ausge­ schnitten sind, die sich bis zur Oberkante des Sicherungs­ rings (5) erstrecken.

4. Stopfen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (6) an zwei in Um­ fangsrichtung beabstandeten Trennlinien und einer diese verbindende oberen Trennlinie aus dem Sicherungsring aus­ geschnitten sind.

5. Stopfen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß acht Laschen (6) in Umfangs­ richtung gleichmäßig voneinander beabstandet ausgebildet sind.

6. Verfahren zur Herstellung eines Stopfens mit einem abreiß­ baren Sicherungsring, wobei der Stopfen mit dem Sicherungs­ ring in einem ersten Schritt im Spritzgußverfahren ausge­ bildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend durch Ultraschall Laschen aus der Wand des Sicherungsrings freigeschnitten und schräg nach innen weisend verlagert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallrohr mit in Umfangs­ richtung beabstandeten, schräg nach innen weisenden Nuten als Matrize in den Stopfen eingeführt wird und den Sicherungs­ ring hintergreift, daß jeweils eine Sonotrode an der Außen­ seite des Sicherungsrings einer Nut gegenüberliegend ange­ ordnet wird und daß sich die durch Ultraschall ausgebildeten Laschen an die Nutböden anlegen.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Sonotrode kleiner ist als die Breite (a) der Nuten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relation von (b) zu (a) so aufeinander abgestimmt wird, daß die Laschen über eine Haut definierter Dicke mit dem Sicherungsring verbunden sind.