DE4439464C1 - Behälter, insbesondere Flasche für ggfs. unter Druck stehende Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter, insbesondere eine Flasche gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Es ist bekannt, Flüssigkeiten unter Druck aufzubewahren. Dies trifft z. B. für zahlreiche Getränke zu, denen CO₂ zugesetzt wurde. Zur Vermeidung eines gefährlichen Überdruckes sind bereits Maßnahmen vorgeschlagen worden, welche bei Überschreiten gewisser Werte ein (teilweises) Abblasen des aufgestauten Gases erlauben. Bewährt haben sich dabei insbesondere Maßnahmen, welche auf den Erfinder selbst zurückgehen (vgl. DE 36 42 998 C1).

Bekannt ist insbesondere auch ein Behälter mit einem wiederverschließbaren Drehverschluß mit einer - Abdichtung aus einer verformbaren Dichtmasse gemäß der US 31 81 720. Dabei weist der Behälter einen oberen Mündungsrand mit mindestens einer von innen nach außen verlaufenden (gerichteten) Eintiefung auf. Der Eintiefung kommt die Bedeutung eines Expansionsraumes zu. Die daraus resultierende geringere Dichte der Dichtmasse in der Eintiefung ermöglicht von Anfang an einen Gasaustausch bei hohen Druckunterschieden.

Allerdings stehen alle bekannten Maßnahmen in enger Verbindung mit dem erstmaligen Verschließen des Behälters oder der Flasche, d. h. sie sind nur so lange in der gewünschten Weise wirksam, wie die abfüllbedingten Verhältnisse am Verschluß fortbestehen. Wird dagegen eine Flasche geöffnet und nach teilweiser Entleerung wieder verschlossen, reduzieren sich oder entfallen gar die mit dem erstmaligen Verschließen geschaffenen Abblasmöglichkeiten. Das Wiederverschließen geschieht nämlich nicht mehr unter denselben (kontrollierten) Bedingungen wie bei der Abfüllung, sondern unterliegt dann der individuellen Manipulation des jeweiligen Verbrauchers Dies können Kinder oder Erwachsene, Männer oder Frauen sein, welche einerseits über unterschiedliche Körperkräfte verfügen und andererseits mehr oder weniger bewußt oder gezielt agieren. Als kritische Verbraucher erscheinen dabei insbesondere Männer, welche in der Regel Flaschen mit größerer Kraft wiederverschließen als zum erstmaligen Öffnen erforderlich ist.

Dadurch kann sich in der Flasche ein unzulässig hoher Innendruck bis hin zum Zerbersten aufbauen, mit der Folge gefährlicher Verletzungen. Diese Gefahr tritt insbesondere bei teilentleerten CO₂-haltigen Getränkeflaschen mit zunehmender Erwärmung, aber auch bei ursprünglich (fast) drucklosen Getränkeflaschen mit zum Gären neigenden Inhalten, wie Fruchtsäften u.ä. auf, und zwar umso bedrohlicher, je mehr eine Gärung durch hohe Keimzahlen, Temperaturen u.ä. begünstigt wird und je länger solche Verhältnisse fortbestehen.

Hier setzt nun die Erfindung an. Sie will im weitesten Sinne einen Behälter und insbesondere eine Flasche der eingangs genannten Art so weiterentwickeln, daß eine verläßliche Abblasmöglichkeit nach dem Wiederverschließen gegeben ist, selbst wenn das Wiederverschließen mit größerem Kraftaufwand geschieht und höhere Anpreßdrücke zwischen Verschluß und Mündungsrand wirksam sind als vor dem erstmaligen Öffnen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß jedes nachträgliche Verschließen eines Behälters praktisch immer eine Positionsänderung des Verschlusses in Bezug auf den Mündungsrand mit sich bringt. Die Abweichung vom Zustand beim Abfüllen (=erstmaligen Verschließen) ist im Falle eines Drehverschlusses umso größer, je größer oder auch kleiner der spätere Andrehwert ausfällt. Dieses Phänomen macht sich die Erfindung gezielt zunutze, indem sie den Mündungsrand gewissermaßen strukturiert und die Dichtmasse nur in ihrer Ausgangslage voll wirken läßt. Ändert sich die Lage des Verschlusses in Bezug auf den Mündungsrand, verhindert die Struktur des Mündungsrandes und die davon geprägte Dichtmasse ein nochmaliges deckungsgleiches Abdichten. Vielmehr kommt es im Bereich der Eintiefung nur noch zu einer lückenhaften Annäherung der Dichtmasse an den Mündungsrand. Die dort auftretenden Dichtungsverluste können Dichtungszuwächse bei einem besonders kraftvollen Wiederverschließen kompensieren oder auch dazu führen, daß die ursprünglichen Abblaswerte nach dem Wiederverschließen erst gar nicht mehr erreicht, also künftig unterschritten werden. In jedem Falle bedeutet dies einen Zuwachs an Sicherheit.

Wie ersichtlich, verläßt die Erfindung mit dem Merkmal einer Eintiefung die sonst übliche Praxis einer sozusagen ungestörten, durchgängigen Dichtebene und verlagert im Abschnitt der Eintiefung die Abdichtung von der Hauptebene in tiefer liegende Ebenen. Gleichzeitig macht sich die Erfindung die Erfahrung zunutze, daß zur Anwendung kommende Dichtmassen nach längerer Standzeit unter Kompression in etwa eine Endform einnehmen, bei der jedenfalls nur noch eine eingeschränkte Verformbarkeit gegeben ist. Dies erlaubt im Ergebnis eine optimale Abdichtung beim Abfüllen, wobei wie bisher zusätzliche Maßnahmen für ein Abblasen bei kritischen überdrücken der bis dahin nicht geöffneten Behälter/Flaschen getroffen werden können.

Praktisch kann die ursprüngliche Zuordnung von Verschluß und Mündungsrand nach dem erstmaligen Verschließen als Ideallage angesehen werden. Diese läßt sich jedoch beim Wiederverschließen nur äußerst zufällig wieder erreichen. Abweichungen von der Ursprungslage bedeuten hier eine verringerte Abdeckung und Abdichtung im Bereich der Eintiefung. Damit kann einem übermäßigen Druckaufbau, wie er infolge von Verdampfung von gelösten Gasen und Entstehung von Gärgasen auch plötzlich auftreten kann, erfolgreich nach einem Wiederverschließen entgegengewirkt werden.

Nach solchen grundsätzlichen Erkenntnissen kann es dem Fachmann überlassen bleiben, die Tiefe und Breite der Eintiefung, ihre Anzahl wie auch ihre Form im einzelnen festzulegen, und zwar vor dem Hintergrund des jeweils verfolgten Zieles. Vorgenannte Parameter lassen sich auch gut empirisch ermitteln. Die Tiefe braucht im allgemeinen nur im Bereich von Zehnteln Millimetern gewählt zu werden. Sie ist primär auf die Verformbarkeit der Dichtmasse, d. h. deren Rückstellkraft nach Beendigung des speziellen Produktionsprozesses (Heiß-/Kaltabfüllung, ggfs. mit Pasteurisierung/Sterilisation) abzustimmen. Mit der Tiefe korrelieren die Breite und die Anzahl der Eintiefungen.

Als ausreichend und zweckmäßig kann sich bereits eine einfache Rillenform erweisen. Besonders wirksam ist die verbreiterte Form eines nach oben offenen Kanals. Für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens kommen grundsätzlich eine Reihe von Querschnittsformen in Betracht, wie Zinnenform, Sägezahnform u. a. Als besonders vorteilhaft erscheint hier ein trapezförmiger Querschnitt für die Eintiefung. Zweckmäßigerweise verläuft die Eintiefung im übrigen in etwa radial zur Mündungsachse. Vorteilhaft nimmt die Tiefe mit zunehmender Entfernung vom Behälterinnern ab, d. h. die Eintiefung verflacht zum seitlichen Mündungsrand hin.

Für die erfindungsgemäßen Ausführungsformen gilt insgesamt, daß sie einfach zu realisieren sind, denn sie erfordern außer der Auswahl oder auch nur Überprüfung der Dichtmasse keinerlei Veränderung am Verschluß selbst noch an den für den Produktionsprozeß vorgesehenen Verschließwerkzeugen resp. -automaten. Lediglich die Behälter oder Flaschen benötigen eine geringfügige Strukturierung ihres Mündungsrandes. Damit ist auch die Möglichkeit gegeben, eine allmähliche (gleitende) Umrüstung von konventionellen auf erfindungsgemäße Behälter/Flaschen vorzunehmen.

Die erfindungsgemäße Lösung unterliegt kaum Beschränkungen. So ist sie unabhängig von den Materialien für die Behälter/Flaschen (meist Kunststoff oder Glas) wie auch von den Materialien für die Verschlüsse (meist Metall oder Kunststoff), ferner ist sie unabhängig von der Herstellung der Verschlüsse (insbesondere durch Anrollen beim Abfüllen oder durch vorherige Formgebung) wie auch der Verwendung des Behälters/der Flasche als Einweg- oder Mehrwegverpackung. Damit kommt der Erfindung zweifellos eine weitreichende Bedeutung zu.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnung für ein praktisch besonders bedeutsames Ausführungsbeispiel beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 den Hals einer Glasflasche mit Gewinde für einen Drehverschluß, in Seitenansicht,

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 mitsamt Drehverschluß, im Längsschnitt,

Fig. 3a den Bereich des oberen Mündungsrandes, im Schnitt entlang der Linie III-III nach Fig. 2, vergrößert, und zwar im Zustand vor dem erstmaligen Öffnen der Flasche, und

Fig. 3b den Gegenstand von Fig. 3a im Zustand nach einem Wiederverschließen der Flasche.

Nach Fig. 1 weist der Hals 1 eines Behälters 2, das ist hier eine nur ansatzweise gezeigte Glasflasche, ein Gewinde 3 für einen Drehverschluß 4 (siehe Fig. 2) auf. Der Hals besitzt am oberen Mündungsrand 5, welcher im wesentlichen eben verläuft, vier Eintiefungen 6. Letztere sind gleichmäßig über den Umfang der Flaschenmündung verteilt und verlaufen radial zur Mündungsachse 7, wobei sie sich bis über den seitlichen Mündungsrand 8 mit abnehmender Tiefe erstrecken, also verflachen. Die Eintiefungen 6 besitzen in etwa einen trapezförmigen Querschnitt.

In Fig. 2 ist zwecks besserer Übersicht der Gegenstand von Fig. 1 mit eingeblendet. Wie daraus nun ersichtlich, befindet sich an der inneren Abschlußfläche 9 des Verschlusses 4 eine Dichtmasse 10, welche teils zwischen vorgenannter Abschlußfläche 9 und dem oberen Mündungsrand 5 wie auch dem seitlichen Mündungsrand 8 samt den Eintiefungen 6 eingepreßt ist, im übrigen aber etwas ins freie Innere des Flaschenhalses 1 (unverformt) vorsteht. Der gezeigte Zustand garantiert eine wirksame Abdichtung nach dem Abfüllen.

Gemäß Fig. 3a wird dabei auch der Bereich der Eintiefung 6 voll von der Dichtmasse 10 ausgefüllt und solange ein Gasaustritt verhindert, wie der Drehverschluß 4 nicht zum Öffnen der Flasche in Richtung des Pfeiles 11 gedreht wird.

Wird später zum Wiederverschließen der Drehverschluß 4 in Richtung des Pfeiles 12 gedreht, erfolgt eine erneute Abdichtung, jedoch nicht mehr in der in Fig. 3a gezeigten Weise. Vielmehr ist im gezeigten Beispiel nach Fig. 3b ein überdrehen feststellbar, wie es für etwa 30% aller Fälle in einer Bandbreite zwischen 3 bis 5 Millimetern angenommen werden kann. Dieses Überdrehen hat insbesondere zur Folge, daß ein Teil der zuvor in der Vertiefung 6 gehaltenen Dichtmasse 10 zwischen innere Abschlußfläche 9 und oberen sowie seitlichen Mündungsrand 5, 8 eingezogen und weiter komprimiert wird. Der anschließende Teil der Dichtmasse 10 war zuvor bereits stärker komprimiert und hat nach längerer Standzeit, insbesondere auch nach einer intensiven Wärmebehandlung im Falle eines Pasteurisierens oder Sterilisierens seine Fähigkeit wieder aufzuquellen (zu expandieren) weitgehend eingebüßt und damit in etwa eine Endform angenommen. So wird der Bereich der Eintiefung 6 nur mehr lückenhaft von der Dichtmasse 10 ausgefüllt und abgedichtet.

Vorgenannte Erscheinung ist dort am deutlichsten, wo die Eintiefung 6 am tiefsten ist, also im Bereich des oberen Mündungsrandes 5. Sie nimmt mit schwindender Tiefe zum seitlichen Mündungsrand 8 hin ab, wo schließlich noch eine allmählich dünner werdende Schicht der Dichtmasse 10 auf dem Eintiefungs-freien Randbereich für eine restliche Abdichtung sorgt. Dadurch ist einerseits eine Abdichtung bis zu bestimmten, ggfs. auch reduzierten Druckwerten (nach Anforderung des jeweiligen Produktes bis herab zur einfachen Flüssigkeitsdichtigkeit) und andererseits ein rechtzeitiges Abblasen gewährleistet. Ein unkontrollierter Druckaufbau scheidet bei dieser einfachen wie auch verläßlichen Ausführungsform aus. Der sich aus dem Überdrehen beim Wiederverschließen ergebende Versatz der Dichtmasse 10 ist in Fig. 3b mit der Strecke a verdeutlicht. Sie beläuft sich - wie an anderer Stelle bereits erwähnt - für etwa 30% der Anwendungsfälle auf etwa 3-5 mm.

Die vorstehend beschriebenen Verhältnisse lassen sich auch allein im Bereich des oberen Mündungsrandes realisieren, wenn sich nämlich die Abdichtung grundsätzlich auf diesen Bereich beschränken soll. Somit löst die Erfindung auf besonders einfache und wirksame Weise das Problem einer erhöhten Berstgefahr nach dem Wiederverschließen gashaltiger oder gaserzeugender Flüssigkeiten. Damit kann beispielsweise der Empfehlung des Verbandes der Deutschen Fruchtsaftindustrie (VDF) voll entsprochen werden, die Abblaswerte generell unter 3 atü zu halten. Solches war bisher nur bei erstmaliger Verschließung, nicht dagegen für den Fall des Wiederverschließens möglich.

Claims (5)

1. Behälter, insbesondere Flasche für ggfs. unter Druck stehende Flüssigkeiten mit einem zum Wiederverschließen geeigneten Verschluß, wie Drehverschluß oder dergleichen, wobei eine Abdichtung zwischen dem oberen und ggfs. auch dem seitlichen Mündungsrand des Behälters einerseits und der inneren Abschlußfläche des Verschlusses andererseits mittels einer in Grenzen verformbaren Dichtmasse erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Mündungsrand (5) des Behälters (2) mindestens eine vom Behälterinnern zum seitlichen Mündungsrand (8) verlaufende Eintiefung (6) aufweist und die Dichtmasse (10) in Bezug auf ihre Verformbarkeit so gewählt ist, daß sie beim erstmaligen Verschließen die Eintiefung (6) vollständig ausfüllt und abdichtet, sich bei einer späteren Positionsänderung des Verschlusses (4) aber nicht mehr so weitgehend anpaßt.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintiefung (6) rillen- oder kanalförmig ausgebildet ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Eintiefung (6) einen etwa trapezförmigen Querschnitt aufweist.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintiefung (6) in Bezug auf die Mündungsachse (7) in etwa radial verläuft.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintiefung (6) mit zunehmender Entfernung vom Behälterinnern verflacht.