DE60013503T2 - Aseptischer Verschluss für Flüssigkeitsbehälter - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen aseptischen Verschluss für Flüssigkeits- insbesondere Getränkebehälter.
- Es ist allgemein bekannt, daß es ein großes Interesse an der Bereitstellung von Getränkebehältern mit aseptischen Verschlüssen gibt, die es gestatten, einen Teil des Inhalts entnehmen zu können, und dann eine ausreichende Abdichtung nach dem Wiederverschließen sicherstellen.
- Dies ist der Fall zum Beispiel bei Behältern für Natrium-Ergänzungsgetränken, d.h. Getränken, die reich an mineralischen Salzen sind und von Leuten, die Sport treiben und durch Schwitzen verlorene Substanzen ersetzen müssen, überall verwendet und geschätzt werden.
- Besonders darf der Benutzer nicht gezwungen werden, das Getränk auf einmal zu trinken; der Verschluss muß nach dem Öffnen ein Wiederverschließen gestatten, so daß das Getränk während einer kurzen Zeit aufbewahrt und verbraucht werden kann, wobei seine Eigenschaften unverändert beibehalten werden.
- Die Behälter bestehen normalerweise aus einem flaschenförmigen Behälter, der einen Hals und eine Öffnung hat, durch welche das Getränk beim Abfüllvorgang automatisch eingeführt wird; ein Verschluss wird anschließend befestigt, um einen aseptischen Verschluss zu schaffen.
- Gegenwärtig besteht eine Art dieser Verschlüsse aus einem Hauptkörper, der mit einem ein Gewinde aufweisenden Ring versehen ist und auf den Hals des Behälters aufgeschraubt werden muß; ein rohrförmiger Vorsprung steht axial von dem Hauptkörper ab.
- Der Vorsprung ist mit einem oberen Verschluss verbunden, der auch rohrförmig ist und außen an dem Vorsprung entlang gleiten kann.
- Der obere Verschluss ist passend zu dem Vorsprung geformt und mit einer flachen Wand versehen, in der ein zentrales Loch vorgesehen ist, durch das das Getränk ausfließen kann.
- Radiale Brücken stehen von den inneren Wänden des Vorsprungs in der Nähe seines oberen Endes ab und stützen eine innere Insel ab, die koaxial zu dem Vorsprung ist und deren Abmessungen zweckmäßigerweise mit denen des in dem oberen Verschluss gebildeten Loches übereinstimmen und so sind, daß sie keinen Spielraum haben.
- Auf diese Weise ist der aseptische Verschluss perfekt geschlossen, wenn der obere Verschluss, der an dem Vorsprung entlang gleiten kann, vollständig abgesenkt ist, und das in der Wand gebildete Loch durch die innerhalb des Vorsprunges angeordnete Insel hermetisch geschlossen ist.
- Um das Getränk aus dem Behälter ausfließen zu lassen, ist es dagegen ausreichend, den oberen Verschluss nach oben zu schieben, um die innere Insel freizugeben, wobei er von den Rändern des Loches abgehoben wird.
- Wenn der Benutzer den oberen Verschluss angehoben hat, kann er durch Führen des Verschlusses an den Mund direkt trinken.
- Der Hauptkörper des Verschlusses ist normalerweise auf den Hals des Behälters aufgeschraubt, und als Garantie der Unversehrtheit der Verpackung kann er von dem Behälter nur gelöst werden, wenn er von einem an sich bekannten Abreißring durch Abreißen getrennt wurde, der so eingeführt wird, daß er sich um den Hals des Behälters herum windet.
- Der obere Verschluss ist ferner mit einem kappenähnlichen Verschlusselement versehen, das ihn bedeckt, um den Bereich zu schützen, der in den Mund des Benutzers gelangt.
- Der oben beschriebene Verschluss erfüllt seine Aufgabe wirksam, hat aber leider den Nachteil, daß er den Sterilisationsschritt schwierig macht.
- Aufgrund gesetzlicher Vorschriften muß das Getränk in einer vollkommen sterilen Umgebung gelagert sein und demzufolge muß das Innere des Verschlusses zuvor sterilisiert werden, bevor er auf den Hals des Behälters aufgeschraubt wird.
- Diese Sterilisation wird normalerweise durch Sprühen einer keimfreimachenden Flüssigkeit durchgeführt, aber wegen der radialen Brücken und der inneren Scheibe, die einteilig von dem oberen Ende des Vorsprunges abstehen, ist die Flüssigkeit aber niemals in der Lage, alle inneren Stellen des Verschlusses zu erreichen.
- Bis jetzt ist man diesem Nachteil dadurch begegnet, daß man die Flüssigkeit, die allein auf das Innere des Behälters beschränkt sein darf, von dem Verschluss getrennt hat, indem man auf der Öffnung des Halses eine Scheibe aus einem Material aus aneinanderhaftenden Papier und Aluminium vorsah, die als eine Membran wirkt und zum Beispiel entlang den Rändern durch Kleben befestigt ist.
- Auf diese Weise bleibt die Flüssigkeit innerhalb des Behälters und kann nicht in den inneren Bereich des Verschlusses eintreten, es sei denn, die Papier-Aluminiumscheibe wird nach dem Abreißen des Abreißringes und Abschrauben des Hauptkörpers von dem Verschluss entfernt.
- Dieser Vorgang ist für den Benutzer in jedem Fall umständlich.
- Eine andere Art eines herkömmlichen Verschlusses umfaßt einen Hauptkörper, der einen mit einem Gewinde versehenen Ring aufweist, der mit dem Hals eines Behälters zusammenzubringen ist, und von dem ein rohrförmiger Vorsprung absteht, der mit einem oberen Verschluss verbunden ist.
- In der Nähe des Hauptkörpers stehen radiale Brücken von der inneren Wand des Vorsprunges ab und stützen eine innere Insel ab, um zusammen mit der Insel axiale Kanäle für den Durchgang der Flüssigkeit des Behälters zu bilden.
- Der obere Verschluss ist rohrförmig und bildet zusammen mit seinem unteren Ende ein ringförmiges Durchflußsteuerelement, das eine Dichtung zwischen der äußeren Wand der Insel und der inneren Wand des rohrförmigen Vorsprunges schafft.
- Während er die oben genannten Sterilisationsprobleme löst, (wenn der obere Verschluss abgesenkt wird, werden die Flüssigkeitskanäle durch das Durchflußsteuerelement geschlossen und die keimfreimachende Flüssigkeit trifft auf die innere Insel, die radialen Brücken und das Durchflußsteuerelement) gibt der oben beschriebene Verschluss Anlaß für andere Probleme, die mit der doppelten Dichtungswand verbunden sind, die eine hermetische Dichtung infolge von Gießtoleranzen nicht immer sicherstellt.
- Das US-Patent Nr. 3 738 545 offenbart einen Ausgabeverschluß mit einem Gleitkolben, der die in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Merkmale im Wesentlichen aufweist.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die Absicht der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines aseptischen Verschlusses für Flüssigkeitsbehälter, der alle oben genannten Nachteile vermeidet.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verschlusses, der mit einer keimfreimachenden Flüssigkeit gemäß an sich bekannter Verfahren leicht innen sterilisiert werden kann.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verschlusses für Behälter, der ein wiederholtes Öffnen und Schließen gestattet.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines aseptischen Verschlusses für Behälter, der mittels einer sehr einfachen Struktur bereitgestellt werden kann.
- Noch ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines aseptischen Verschlusses, der die Verwendung von Papier-Aluminiumscheiben nicht erfordert.
- Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verschlusses für Behälter, der lange eine gute Haltbarkeit und Festigkeit in Einklang mit den Bedürfnissen des Benutzers sicherstellt.
- Noch ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines aseptischen Verschlusses für Behälter, der den Benutzer im Zeitpunkt des Kaufs die Sicherheit der Unversehrtheit des Behälters geben kann, so daß sicher ist, daß die Verpackung auf keinen Fall zuvor geöffnet wurde.
- Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines aseptischen Verschlusses für Behälter, der mit vergleichbaren Kosten mit denen herkömmlicher Verschlüsse hergestellt werden kann. Diese Absicht und diese und andere Ziele, die im folgenden noch deutlicher werden, werden durch einen aseptischen Verschluss für Flüssigkeitsbehälter gemäß Patentanspruch 1 erreicht.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform deutlicher, die nur anhand eines nicht beschränkenden Beispiels in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt:
-
1 eine Seitenansicht eines aseptischen Verschlusses für Flüssigkeitsbehälter nach der Erfindung in der Betriebsstellung; -
2 eine perspektivische Ansicht des aseptischen Verschlusses der1 in der Geschlossenstellung; -
3 eine perspektivische Ansicht des Verschlusses der1 in der Offenstellung; -
4 eine Schnittdarstellung des aseptischen Verschlusses der1 in der Geschlossenstellung, wobei der Schnitt entlang einer Längsebene gelegt ist; -
5 eine Ansicht des aseptischen Verschlusses der4 von unten; -
6 eine Schnittdarstellung des in3 gezeigten aseptischen Verschlusses in der Offenstellung, wobei der Schnitt entlang einer Querebene gelegt ist; -
7 eine perspektivische Ansicht eines Bauteils des aseptischen Verschlusses von unten. - Mit Bezug auf die oben genannten Figuren ist ein aseptischer Verschluss für Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung global mit der Bezugsziffer
10 bezeichnet und umfaßt einen Hauptkörper11 , der einen mit einem Gewinde versehenen Ring aufweist, von dessen einem Ende eine erste ringförmige Ebene12 und eine zweite ringförmige Ebene13 vorspringen, wobei die zweite ringförmige Ebene erhöht und koaxial zu der ersten Ebene ist. - Ein rohrförmiger Vorsprung
14 steht einstückig von der zweiten ringförmigen Ebene ab und ist koaxial zu dem Hauptkörper11 , wobei seine Abmessungen zweckmäßigerweise kleiner als die der zweiten Ebene13 sind. - Ein Gewinde
15 ist an der Innenwand des Hauptkörpers11 zum Aufschrauben auf den Hals16 eines Behälters17 gebildet, während eine Lippe18 innen von der ersten ringförmigen Ebene12 absteht; die Lippe hat auch eine zylindrische ringförmige Form und bildet zusammen mit dem restlichen Körper11 einen Sitz19 , um die Endränder des Halses16 aufzunehmen. - Ein Fußbereich
20 , der in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Hauptkörper11 ist, und ein oberes Ende21 können an dem Vorsprung14 festgestellt werden. - Ein Absatz
22 steht von der Innenwand des Vorsprunges an dem Fußbereich20 ab und begrenzt ein Durchgangsloch23 , das von einem zylindrischen Durchflußsteuerelement24 gesteuert wird, das bezüglich eines oberen Verschlusses25 mittels radialer Tragbrücken24a einstückig ist, die immer Flüssigkeitsdurchgangsbereiche freilassen. - Die Wand des Loches
23 endet in einem unteren Bereich mit einer Lippe23a (die von der Ebene13 nach unten absteht), die elastisch flexibel ist und einen etwas kleineren Durchmesser als der Rest des Loches23 und als das Durchflußsteuerelement24 hat. - Die Lippe
23a stellt daher die Abdichtung an dem Durchflußsteuerelement24 durch elastische Verformung sicher, wenn das Durchflußsteuerelement vollständig durch das Loch23 geht. - Der Verschluss
25 hat eine Doppelrohrstruktur und umfaßt in der Praxis eine zylindrische Wand26 , die außerhalb des Vorsprunges14 liegt, und eine Wand27 , die innerhalb von ihm angeordnet ist; beide Wände sind einstückig bezüglich eines ringförmigen oberen Flansches28 . - Ein ringförmiger Führungsschlitz
30 ist zwischen den Wänden26 und27 vorgesehen; seine Abmessungen sind angepaßt, um den Vorsprung14 für das Gleiten des oberen Verschlusses25 entlang des Vorsprunges14 aufzunehmen. - Das Durchflußsteuerelement
24 erzeugt eine Verschlussdichtung gegen die Wand des Loches23 , da es zweckmäßigerweise entsprechend geformt ist. - An dem oberen Ende
21 des Vorsprunges14 ist ein erster ringförmiger hubbegrenzender erhöhter Abschnitt32 vorgesehen, der nach außen ragt. - Ein zweiter ringförmiger erhöhter Abschnitt
33 ragt entsprechend von der Wand26 des oberen Verschlusses25 aus nach innen, um den ringförmigen Führungsschlitz30 zu begrenzen. - Auf diese Weise kann der obere Verschluss
25 an dem Vorsprung14 entlang gleiten, wobei er ansteigt, bis der zweite erhöhte Abschnitt33 an dem ersten hubbegrenzenden erhöhten Abschnitt32 anstößt und durch ihn gesperrt wird, um seine Ablösung von dem Vorsprung14 zu verhindern. - Die Sperre ist jedoch nicht fest, da der obere Verschluss
25 durch entsprechenden Kraftaufwand entfernt werden kann. - Ein dritter ringförmiger erhöhter Abschnitt
34 ragt nach außen an einem mittleren Teil von der Wand des Vorsprunges14 , um den Führungsschlitz30 zu begrenzen; der dritte ringförmige erhöhte Abschnitt ist kleiner als der erste ringförmige erhöhte Abschnitt33 und der zweite ringförmige erhöhte Abschnitt33 und stellt ein Anschlagselement für das Schließen und Öffnen des Loches23 dar. - Wenn der aseptische Verschluss
10 geschlossen wird, wird der obere Verschluss25 abgesenkt und das Durchflußsteuerelement24 verschließt das Loch23 , wobei es eine geeignete Dichtung mit dessen Innenwand bildet. - Um den Verschluss
10 zu öffnen, ist es nötig, den oberen Verschluss25 anzuheben, wobei er an dem Vorsprung14 entlang gleitet, dessen Wand in dem ringförmigen Führungsschlitz30 aufgenommen wird, nachdem der zweite erhöhte Abschnitt33 über den dritten erhöhten Rückhalteabschnitt34 hinausbewegt wird. - Ebenso, um den Verschluss
10 wieder zu verschließen, ist es nötig, den oberen Verschluss25 abzusenken, wobei der zweite erhöhte Abschnitt33 über den dritten erhöhten Rückhalteabschnitt34 hinausbewegt wird, so daß das Durchflußsteuerelement24 das Loch23 verschließt. - Ein ringförmiger erhöhter Abschnitt
38 steht an dem unteren Teil der Wand27 nach außen ab und bildet eine Dichtung mit der Innenwand des Vorsprunges14 , so daß, wenn der obere Verschluss25 angehoben und die Flüssigkeit ausgegossen wird, keine Flüssigkeit in den Schlitz30 eintreten und unter der Wand26 daher ausfließen kann. - Der Hauptkörper
11 ist an einem ersten Abreißring35 befestigt, der zweckmäßigerweise eingesetzt ist, so daß er sich um den Hals16 des Behälters17 herumwindet, so daß er die Unversehrtheit des Behälters17 garantiert. - Schließlich wird der Verschluss
10 durch ein kappenförmiges Abdeckelement vervollständigt, das angepaßt ist, um den oberen Verschluss25 abzudecken, und dessen Ränder auf dem äußeren Profil der zweiten ringförmigen Ebene13 des Hauptkörpers11 aufsitzen. - Das Abdeckelement
36 hat einen zylindrischen axialen inneren Vorsprung36a , der in die Wand27 eintritt. - Das Abdeckelement
36 ist auch an einem zweiten Abreißring37 befestigt, der zugeordnet ist, daß er sich um den erhöhten Abschnitt der zweiten ringförmigen Ebene13 des Hauptkörpers11 herumwindet. - Der zweite Abreißring
37 gibt dem Benutzer des Behälters17 die Garantie der Unversehrtheit des Behälters, da der obere Verschluss25 nicht angehoben werden kann, ohne das Abdeckelement36 von dem zweiten Abreißring37 abzureißen. - Dank der Struktur des aseptischen Verschlusses
10 kann die Sterilisation sehr leicht durchgeführt werden. - Wenn der obere Verschluss
15 abgesenkt wird, wird das Loch23 von dem Durchflußsteuerelement24 geschlossen und die keimfreimachende Flüssigkeit, die in dem Verschluss10 gesprüht wird, trifft an dem Fußbereich20 des Vorsprunges14 auf eine im Wesentlichen flache Oberfläche auf, die von dem Durchflußsteuerelement24 und der ringförmigen Ebene13 gebildet wird. - Die Verschlussdichtung ist an einer einzelnen Oberfläche gebildet; dies gestattet einen hermetischen Verschluss, der durch die Lippe
23a sichergestellt wird. - In der Praxis wurde beobachtet, daß die vorliegende Erfindung den beabsichtigten Zweck und die beabsichtigten Ziele voll erfüllt.
- Insbesondere wird ein wichtiger Vorteil der Erfindung dadurch erzielt, daß ein aseptischer Verschluss für Flüssigkeitsbehälter bereitgestellt wird, der ein wiederholtes Verschließen und Wiederöffnen und einen Sterilisationsprozeß nach herkömmlichen Methoden und mit einer herkömmlichen Ausrüstung gestattet.
- Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß ein aseptischer Verschluss geschaffen wurde, der eine einfache und verläßliche Struktur hat.
- Ein weiterer Vorteil wurde dadurch erzielt, daß ein aseptischer Verschluss geschaffen wurde, dessen Herstellungskosten vergleichbar sind mit denen von herkömmlichen Verschlüssen.
- Die vorliegende Erfindung ist für zahlreiche Abwandlungen und Änderungen geeignet, die alle innerhalb des Umfanges des gleichen erfinderischen Konzeptes liegen.
- Außerdem können die verwendeten Materialien, solange sie mit dem jeweiligen Gebrauch verträglich sind, sowie die Abmessungen entsprechend den Erfordernissen beliebig sein.
- Alle Einzelheiten können durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt werden.
- Wenn die in einem Anspruch erwähnten technischen Merkmale von Bezugszeichen gefolgt sind, wurden diese Bezugszeichen nur für den Zweck der besseren Lesbarkeit der Ansprüche eingefügt und demzufolge haben solche Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf die Auslegung eines Elementes, das durch solche Bezugsziffern beispielsweise gekennzeichnet ist.
Claims (11)
- Aseptischer Verschluß (
10 ) für Flüssigkeitsbehälter, mit einem einen Gewindering aufweisenden Hauptkörper (11 ), der mit einem Hals (16 ) eines Behälters (17 ) zu verbinden ist, und von dem ein rohrförmiger Vorsprung (14 ) vorsteht, der mit einem oberen Verschluß (25 ) verbunden ist, einem Absatz (22 ), der von einer Innenwand des Vorsprungs (14 ) in der Nähe des Hauptkörpers vorsteht und ein Durchgangsloch (23 ) bildet, das von einem Durchflußsteuerelement (24 ) gesteuert wird, das mittels radialer Tragbrücken (24a ) bezüglich des oberen Verschlusses (25 ) einstückig ist, und wobei der obere Verschluß (25 ) eine rohrförmige Struktur hat und in der Lage ist, axial entlang des Vorsprungs (14 ) von einer abgesenkten Stellung, die das Loch (23 ) verschließt, weil das Durchflußsteuerelement (24 ) eine Dichtung mit seiner Wand bildet, in eine angehobene Stellung zum Öffnen des Loches (23 ) für den Durchgang der Flüssigkeit zu gleiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Loches (23 ) in einem unteren Bereich mit einer Lippe (23a ) endet, die elastisch flexibel ist und einen etwas kleineren Durchmesser als der Rest des Loches (23 ) hat. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchflußsteuerelement (
24 ) eine zylindrische Struktur zumindest an einem in das Loch (23 ) einzuführenden Abschnitt hat. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Lippe (
23a ) einen etwas kleineren Durchmesser als das Durchflußsteuerelement (24 ) hat. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Verschluß (
25 ) wie ein Doppelrohr geformt ist, das eine zylindrische Wand (26 ), die außerhalb des Vorsprungs (14 ) liegt, und eine Wand (27 ), die einstückig bezüglich des Durchflußsteuerelementes (24 ) und innerhalb des Vorsprungs (14 ) ist, umfaßt, wobei die Wände (26 ,27 ) einstückig bezüglich eines ringförmigen oberen Flansches (28 ) ist. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster ringförmiger erhöhter Hubbegrenzungsabschnitt (
32 ) nach außen an einem oberen Ende (21 ) von dem rohrförmigen Vorsprung (14 ) vorsteht und ein zweiter ringförmiger erhöhter Abschnitt (33 ) nach innen von der äußeren zylindrischen Wand (26 ) des Verschlusses (25 ) an einem mittleren Abschnitt vorsteht, wobei der Verschluß (25 ) in der Lage ist, an dem Vorsprung (14 ) entlang zu gleiten, um angehoben zu werden, bis der zweite ringförmige erhöhte Abschnitt (33 ) an dem ersten (32 ) anstößt, um seine Ablösung zu verhindern. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter ringförmiger erhöhter Abschnitt (
34 ) nach außen von dem rohrförmigen Vorsprung (14 ) an einem mittleren Teil vorsteht, um den zweiten erhöhten Abschnitt (33 ) zurückzuhalten, wenn der obere Verschluß (25 ) vollständig abgesenkt ist. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger erhöhter Abschnitt (
38 ) zum Bilden einer Dichtung mit der Innenwand des Vorsprungs (14 ) nach außen an einem unteren Teil der Innenwand (27 ) vorsteht, die bezüglich des Durchflußsteuerelements (24 ) einstückig ist. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper (
11 ) an seinem freien Ende an einem Abrißring (35 ) befestigt ist, der so eingesetzt ist, daß er sich um den Hals (16 ) des Behälters (17 ) herum windet, um die Unversehrtheit des Behälters (17 ) sicherzustellen. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Vorsprung mit einem deckelförmigen Abdeckelement (
36 ) versehen ist, dessen Ränder während des Verschließens an einer ringförmigen Ebene (13 ) anstößt, die einstückig mit dem Hauptkörper (11 ) ist. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (
36 ) an einem Abreißring (37 ) befestigt ist, der so eingesetzt ist, daß er sich seitlich um einen Teil des Hauptkörpers (11 ) herum windet, um die Unversehrtheit des Verschlusses (10 ) sicherzustellen. - Aseptischer Verschluß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckelement (
36 ) einen axialen zylindrischen inneren Vorsprung (36a ) hat, der in die Innenwand (27 ) des oberen Verschlusses (25 ) eintritt, mit dem er eine Dichtung bildet.
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