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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zur
Befestigung eines Kunststoffkragens an Behältern aus Glas. Die Erfindung betrifft
insbesondere einen Kunststoffkragen mit einem elastisch verformbaren
Ende, der so angepasst ist, dass er auf einer vorgefertigten, phiolenartigen Glasflasche
einschnappen kann, und eine im Wesentlichen nicht verformbare Zwinge,
die um das verformbare Ende des Kragens befestigt wird, um diesen
auf der Flasche zu halten.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
der Ausstellung und Lagerung einer Vielzahl von Produkten werden
Behälter
aus Glas gegenüber
Behältern
aus Kunststoff oder anderen Materialien bevorzugt. Glasbehälter werden
zum Beispiel häufig
bei der Lagerung von kosmetischen oder pharmazeutischen Produkten
vorgezogen, weil Glas bekanntermaßen undurchlässig, chemisch
inert, stabil und mit einer Vielzahl von Produkten verträglich ist. Glasbehälter können in
einer Vielzahl ästhetisch
ansprechender Farben, Formen und Gestaltungen hergestellt werden.
Als Material zur Herstellung von Behältern bietet Glas hervorragende
optische Transparenz, die die Ausstellung des Flascheninhalts erleichtert.
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Glasflaschen
können
jedoch im Allgemeinen nicht zu geringen Kosten mit bestimmten gewünschten
strukturellen Details wie etwa genauen Toleranzen, detaillierter
oder scharfer Geometrie und feinem Gewinde hergestellt werden. Diese
strukturellen Details führen
zu Verpackungen, die attraktiver sind und bessere Leistung bringen
(z. B. lassen sich diese bequemer öffnen und schließen und
schützen
den Inhalt sicherer vor Kontamination und/oder Verderb) als bei
weniger detaillierter Struktur, wie sie in günstig hergestellten Glasbehältern vorzufinden
ist. Somit sind diese Strukturdetails mit höherwertigen und teureren Verpackungen
verbunden, d. h. „High End"-Verpackungen wie
beispielsweise Verpackungen für
Pharmazeutika und High-End-Kosmetika. Als bestimmtes Beispiel sind
diese Strukturdetails wünschenswert
für High-End-Mascaraverpackungen,
um einen typischen Abstreifer und eine Kombinationskappe mit Applikatorbürste und
Verschluss sicher zu befestigen.
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Phiolenartige
Glasflaschen sind ein Beispiel eines Glasflaschen-Typs, die zu geringen
Kosten in Massenproduktion hergestellt werden können. Eine typische phiolenartige
Glasflasche wird beispielsweise durch Nachformen einer extrudierten
Glasröhre hergestellt.
Nach dem Extrudieren wird die Glasröhre bei einer Temperatur gehalten,
bei der diese nachgeformt werden kann, oder wenn diese bereits abgekühlt ist,
wird diese bis zu einer Temperatur erhitzt, die das Nachformen ermöglicht.
Die extrudierte Röhre
wird auf eine gewünschte
Länge zugeschnitten. Das
eine Ende der zugeschnittenen Röhrenlänge wird
gequetscht, in einem Werkzeug gepresst oder anderweitig bearbeitet,
so dass ein geschlossenes Ende entsteht. Das andere Ende der zugeschnittenen
Röhrenlänge, d.
h. das Ende mit einer Öffnung, wird
auf einem Werkzeug walzgeformt oder anderweitig bearbeitet, um die Öffnung zu
formen und um die Öffnung
mit einem Flansch zu versehen. Die Verfahren zur Massenproduktion
von phiolenartigen Glasflaschen sind wohlbekannt. Da dieser Flaschentyp
aus Glas hergestellt wird, geringe Kosten verursacht und in großem Maße angeboten
wird, ist dieser ein wünschenswerter
Behälter.
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Während diese
zumindest die vorgenannten Vorteile bieten, weisen in Massenproduktion
hergestellte phiolenartige Glasflaschen mehrere Nachteile auf. Beispielsweise
können
die genauen Toleranzen, detaillierte oder scharfe Geometrie, oder
das feine Gewinde, die für ästhetisch
und funktional höherwertige
Verpackungen bevorzugt werden, nicht zu geringen Kosten für diese
Flaschen bereitgestellt werden. Obwohl phiolenartige Glasflaschen,
die zu geringen Kosten hergestellt wurden, im Allgemeinen einen Ringkragen
oder am Hals einen Flansch direkt an der Öffnung aufweisen, sind die
Abmessungstoleranzen für
den Flaschenhals und den Flansch relativ groß im Vergleich zu Behältern, die
in Massenproduktion aus anderen Materialien, wie zum Beispiel Kunststoff, hergestellt
werden.
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Kunststoff
kann in einer minimalen Anzahl von Produktionsschritten mit deutlich
genauen Toleranzen bei geringen Kosten geformt werden. Somit ist
Kunststoff ein ideales Material zum Formen beispielsweise einer
Flasche, deren Hals ein feines Gewinde aufweist. Kunststoffverpackungen
weisen im Allgemeinen nicht die gleiche Nützlichkeit oder Marketingwirkung
wie Glasverpackungen auf, da diese eventuell weniger undurchlässig, chemisch
inert, stabil und mit weniger Produkten verträglich sind als Glas und nicht
die optische Transparenz von Glas aufweisen. Außerdem kann die Auffassung,
dass ein Kunststoffbehälter
ein „billiger" Ersatz für einen
Glasbehälter
ist, die Vermarktbarkeit des Behälterinhalts beeinträchtigen.
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Ein
idealer Behälter
würde die
Vorteile eines Glasbehälters
in Kombination mit den Vorteilen eines Kunststoffkragens aufweisen.
Es sind Behälter
bekannt, die die Vorteile eines Kunststoffkragens mit einer in Massenproduktion
hergestellten Glasflasche kombinieren, wobei der Kunststoffkragen
an der Flasche befestigt wird. Bei bekannten Konstruktionen wird
der Kunststoffkragen im Allgemeinen mittels relativ komplexer und
kostenaufwendiger Herstellungsschritte wie beispielsweise durch
Kleben oder Falzen befestigt. Diese Befestigungsverfahren können die Kosten
je Herstellungseinheit für
einen zweiteiligen Behälter
deutlich erhöhen.
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FR-A-2
738 550 beschreibt eine Versiegelungsvorrichtung für einen
geschlossenen Behälter, der
einen Hals mit einer geschlossenen Öffnung und einen äußeren ringförmigen Flansch
umfasst, wobei die Vorrichtung eine innere Kappe aufweist, die den Hals
des geschlossenen Behälters
koaxial bedeckt, und Greifzähne
umfasst, welche winklig zur Achse der Kappe verteilt sind und alle
nach außen
radial elastisch aus einer blockierten Stellung unter dem ringförmigen Flansch
sind, sowie Zugangsmittel, welche sich unter der Kappe befinden,
und einen äußeren Ring,
der koaxial gegen und außerhalb
der Greifzähne
gleitet und eine periphere durchgehende Zwinge umfasst, welche an
einer ihrer Kanten innen eine durchgehende oder unterbrochene Randversteifung
umfasst, die sich in einer zusammengesetzten Stellung des Randes
unter diesem festklemmt. Die Zwinge ist radial elastisch, so dass
sie auf der Kappe befestigt werden kann, wenn sich die Randversteifung
in der festgeklemmten Position befindet, bricht jedoch nicht, es
sei denn, der Ring wird irreversibel zerstört.
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US-A-3,850,328
beschreibt eine Verschlussanordnung mit eingearbeitetem Garantiesiegel
für den
Hals von Flaschen mit zwei mit Abstand angeordneten ringförmigen Wülsten, von
denen einer gezahnt ist, umfassend einen aufschnappbaren Ausgießkörper, der
an einer der ringförmigen
Wülste
der Flasche befestigt werden kann und bis in den Hals hinein reicht,
eine röhrenförmige Muffe,
die am Flaschenhals befestigt werden kann und über den Ausgießkörper hinausgeht,
um diesen sicher an seinem Platz zu halten, und eine Schraubkappe,
die am Ausgießkörper befestigt
wird und ein gezahntes Band aufweist, welches durch darin eingreifende Zähne auf
dem überlappenden
Teil der röhrenförmigen Muffe
gehalten wird, das mit der Kappe durch eine Mehrzahl zerbrechlicher
Stiele verbunden ist, die die Garantieversiegelung bilden und die
zerbrochen werden müssen,
bevor die Kappe entfernt werden kann.
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US
Patent 4,773,553 (Van Brocklin) beschreibt einen Spender, der eine
Kunststoffmuffe zur Befestigung an einem geflanschten Behälter umfasst.
Die Kunststoffmuffe weist mit Abstand angeordnete Nasen auf, die
zunächst
radial nach außen gerichtet
sind, die jedoch mittels einer Befestigungstasse (einer Zwinge)
radial nach innen unter den Flansch des Behälters verformt werden können. Ein Nachteil
dieser Anordnung besteht darin, dass die Befestigungstasse stark
genug sein muss, um die Nasen zu verformen und diese sicher in der
verformten Position zu halten. Durch Variationen in Verformungsgrad
und -richtung der Nasen kann es ebenfalls notwendig sein, Streifen
bereitzustellen oder eine Kappe, deren Ausmaße und Stärke groß genug sind, um diese Variationen
auszugleichen. Diese Überlegungen
führen
hingegen zu einer Kunststoffmuffe und/oder Tasse, deren Ausmaße (z. B.
Dicke, Länge
usw.) unerwünscht
groß sind,
insbesondere für
eine relativ kleine Verpackung wie etwa eine Mascaraverpackung.
Die Befestigungstasse weist außerdem
eine scharfe untere Kante auf, die für den Benutzer unangenehm sein
könnte
oder gar zu Verletzungen führen
könnte,
was einen Nachteil für
eine verbraucherorientierte Verpackung darstellt.
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US
Patent 5,562,219 (de Pous et al.) beschreibt eine Vorrichtung zur
Befestigung eines Spenderelements an einem Behälter. Die Vorrichtung umfasst
einen Befestigungsring, dessen unterer Teil Streifen zur Schnappbefestigung
des Rings am Hals des Behälters
aufweist. Es wird ein Reifenband bereitgestellt, damit die Streifen
sich nicht auseinanderspreizen können,
wodurch angeblich gewährleistet wird,
dass der Ring fixiert oder befestigt bleibt. Der Reifen kann eine
oder mehr Auskragungen auf der Innenseite aufweisen, die durch die
konvexe Seite einer Einkerbung in der Wand des Reifenbandes definiert
sein können.
Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Einkerbung
in der Wand des Reifenbandes sich unerwünschter Weise auf die äußere Erscheinung
einer fertiggestellten Verpackung auswirken kann. Ein weiterer Nachteil
dieser Anordnung ist, dass das Reifenband anscheinend vom Reibungsschluss
zwischen den Auskragungen und dem Kunststoffring abhängt, jedoch
nicht anderweitig sicher am Ring befestigt ist.
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Es
sind ebenfalls Behälter
bekannt, bei denen eine Kunststoffkappe durch einen Kragen an einer
Flasche befestigt ist. US Patent 5,857,579 beschreibt beispielsweise
eine Kunststoffkappe mit einer Einfassung, die man auf das offene
Ende einer Flasche aufschnappen lässt. Ein Kragen, der aus einem
starreren Material als die Kappe hergestellt sein kann, wird über der
Einfassung angeordnet, um für mehr
Kontaktpunkte zwischen der Kappe und dem Behälter zu sorgen. Die Kappe wird
jedoch direkt am Behälter
angebracht und ein Kragen mit detaillierter oder scharfer Geometrie,
feinem Gewinde, engen Abmessungstoleranzen oder elastischen Dichtungsoberflächen, die
beispielsweise die Kappe und den Applikator einer Mascaraverpackung
tragen, wird nicht beschrieben.
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Somit
besteht ein Bedarf für
einen zweiteiligen Behälter,
bestehend aus einer in Massenproduktion hergestellten Glasflasche
mit einem Kunststoffkragen, der auf einfache, kostenwirksame Weise
sicher befestigt ist, so dass der Behälter luftdicht ist und der
Kunststoffkragen detaillierte oder scharfe Geometrie, feines Gewinde,
enge Abmessungstoleranzen und/oder elastische Dichtungsoberflächen tragen
kann.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Halsanordnung zum Befestigen
an einem Hals einer Glasflasche, welche eine innere Kammer definiert,
wobei der Hals ein erstes Ende, das mit der Flasche verbunden ist,
und ein zweites Ende aufweist, welches eine Öffnung definiert, wobei eine
Längsachse
des Halses durch das erste Ende und das zweite Ende definiert wird,
wobei ein erster Durchlass durch den Hals eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen der Öffnung
und der inneren Kammer ermöglicht,
wobei eine Schulter radial aus der um die Öffnung gelegenen äußeren Oberfläche des
Halses hervorsteht, wobei die Schulter durch eine Schnittstelle
einer ersten Oberfläche,
welche von der Längsachse
radial nach außen
gerichtet ist, und einer zweiten Oberfläche, welche im Allgemeinen
auf das erste Ende gerichtet ist, definiert wird, wobei die Schulter
eine erste radiale Dimension definiert und wobei die Halsanordnung umfasst:
ein Halselement mit einem ausgebenden Ende und einem verbindenden
Ende, wobei ein zweiter Durchlass eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem
ausgebenden Ende und dem verbindenden Ende ermöglicht, wobei der zweite Durchlass
am ausgebenden Ende nach außen
geöffnet
ist und am verbindenden Ende in Flüssigkeitsverbindung mit der Öffnung im
Hals der Flasche steht, wobei das ausgebende Ende Mittel trägt, die
einen Verschluss selektiv festhalten können, wobei eine Muffe vom
verbindenden Ende abhängt
und am zweiten Ende des Halses aufgenommen wird, wobei die Muffe
zu einer Innendimension hin angeschrägt ist, die der ersten radialen Dimension
der Schulter möglichst
genau entspricht, wobei ein unterer Teil der Muffe mindestens eine nach
innen gerichtete Auskragung trägt,
welche eine zweite radiale Dimension definiert, die kleiner ist
als die erste radiale Dimension der Schulter, wobei die Muffe so
angepasst ist, dass sie sich gegen die Schrägung ausdehnt, so dass die
mindestens eine Auskragung sich von der zweiten radialen Dimension zur
ersten radialen Dimension bewegen lässt, um ein Anbringen des Halselements
auf dem Hals zu ermöglichen,
und wobei ein ringförmiger
Unterschnitt in einer äußeren Oberfläche der
Muffe eine nach unten gerichtete Kante definiert; und eine metallene
Zwinge, die so angepasst ist, dass sie an der Muffe angebracht wird,
nachdem das Kragenelement auf dem Hals angebracht wurde, wobei die
Zwinge einen zylindrischen Teil aufweist, der so dimensioniert ist, dass
er eng um die äußere Oberfläche der
Muffe liegt, wenn sich die mindestens eine Auskragung an der zweiten
radialen Dimension befindet, so dass die Muffe sich nicht ausdehnen
kann und sich die mindestens eine Auskragung nicht von der zweiten
radialen Dimension zur ersten radialen Dimension bewegen kann, wobei
die Zwinge mindestens eine nach oben gerichtete Kante aufweist,
die so angepasst ist, dass sie die nach unten gerichtete Kante der
Muffe festhält,
um die Zwinge auf der Muffe zu blockieren, wobei die nach oben gerichtete
Kante durch eine untere Kante der metallenen Zwinge definiert wird,
welche nach innen und nach oben gerollt ist.
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Die
Halsanordnung kann außerdem
eine Versiegelung umfassen, welche so angepasst ist, dass sie zwischen
gegenüberliegende
Oberflächen des
Kragenelements und des Halses planiert werden kann.
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Die
Halsanordnung kann außerdem
einen Abstreifer umfassen, welcher entweder mit dem Halselement
oder mit der Versiegelung verbunden ist.
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Die
Halsanordnung kann außerdem
einen Abstreifer umfassen, welcher als eine Einheit mit mindestens
dem Halselement oder der Versiegelung geformt ist.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
einen Behälter,
welcher die Halsanordnung gemäß der Erfindung umfasst
und eine Glasflasche, welche eine innere Kammer definiert, wobei
der Hals ein erstes Ende, das mit der Flasche verbunden ist, und
ein zweites Ende, das eine Öffnung
definiert, aufweist, wobei durch das erste Ende und das zweite Ende
eine Längsachse
des Halses definiert ist, wobei ein erster Durchlass durch den Hals
eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen der Öffnung
und der inneren Kammer ermöglicht,
wobei eine Schulter radial aus der um die Öffnung gelegenen äußeren Oberfläche des
Halses hervorsteht, wobei die Schulter durch eine Schnittstelle
einer ersten Oberfläche,
welche von der Längsachse
radial nach außen
gerichtet ist, und einer zweiten Oberfläche, welche im Allgemeinen
auf das erste Ende gerichtet ist, definiert wird, wobei die Schulter eine
erste radiale Dimension definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht einer phiolenartigen Glasflasche mit geflanschtem
Hals aus dem Stand der Technik.
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2 ist
eine Seitenansicht und eine vertikale Teilschnittansicht der Flasche
mit einer Halsanordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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3 ist
eine Explosionsdarstellung eines Vertikalschnitts der Halsanordnung,
welche die Dehnungsschlitze und den Dichtungswulst genauer zeigt.
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4 ist
eine vergrößerte Teilschnittansicht, welche
die Halsanordnung auf dem Hals einer Flasche genauer zeigt.
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5 ist
ein Vertikalschnitt der Flasche mit dem Halselement, einer Kappe-Bürsten-Kombination und
einem befestigten Abstreifer gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6–9 sind
repräsentative
vertikale Teilschnittansichten, welche alternative Ausführungsformen
der Schulter und Auskragung gemäß der Erfindung
zeigen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit
Bezug auf die 1–3 wird ein
Behälter 1 gezeigt,
der eine Glasflasche 2 umfasst und einen Körper 4,
welcher im Wesentlichen eine innere Kammer 14 definiert,
die so angepasst ist, dass darin ein Produkt aufbewahrt oder gelagert
werden kann wie zum Beispiel Kosmetika oder Pharmazeutika. Es ist
aus Gründen
der Klarheit anzumerken, dass eventuell nicht alle Bestandteile
und Elemente des Behälters 1 in
allen Zeichnungen gezeigt und/oder gekennzeichnet sind. Bei der
Verwendung in dieser Beschreibung beziehen sich die Ausdrücke „oben", „unten", „obere", „untere", usw. auf den Behälter 1 in
der beispielsweise in den 1 und 2 dargestellten Ausrichtung,
obgleich sich der Behälter 1 zugegebener
Weise bei der Verwendung in einer von vielen Ausrichtungen befinden
kann. Außerdem
bezeichnen die Ausdrücke „innerer" und „nach innen" Elemente und Oberflächen, die
zu oder dichter an eine Längsachse
des Behälters
oder der Flasche gerichtet sind und umgekehrt bezeichnen die Ausdrücke „äußerer" und „nach außen" Elemente, die von
der Längsachse
weg gerichtet oder davon entfernt sind.
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Die
Flasche 2 kann eine einer Anzahl wohlbekannter in Massenproduktion
hergestellter Glasflaschen sein, die einen ringförmigen Flansch aufweisen, welcher
eine Schulter definiert, die an eine Öffnung in einem Ende anschließt. Besonders
geeignet sind phiolenartige Glasflaschen, die beispielsweise durch
Nachformen einer extrudierten Glasröhre hergestellt werden. Die
Röhre wird
aus einer geeigneten Glaszusammensetzung extrudiert. Die extrudierte Röhre wird
auf eine bestimmte Länge
zugeschnitten. Wenn die Röhrenlänge ausreichend
durch Hitzezufuhr erweicht wurde, wird das eine Ende zu einem geschlossenen
Ende geformt und das andere Ende wird zu einer Öffnung mit einer Schulter walzgeformt.
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Der
Körper 4 der
Flasche 2 weist eine vertikale Seitenwand 18 auf,
die ein oberes Ende 6 mit einem unteren Ende 8 verbindet
und so eine innere Kammer 14 definiert. Das untere Ende 8 ist
im Allgemeinen ein geschlossenes Ende. Am oberen Ende 6 weist
ein Hals 10, der auch als Flaschenhals bezeichnet wird,
ein erstes Ende 7, welches mit der Flasche verbunden ist,
und eine zweites Ende 9 auf. Eine Längsachse ist durch das erste
Ende 7 und das zweite Ende 9 des Halses definiert.
Eine Öffnung 12 befindet
sich im zweiten Ende 9 und dient der Ausgabe des Produkts
aus der inneren Kammer 14. Die Öffnung 12 wird durch
einen Rand 11 definiert, der durch eine umlaufende Wand
oder Umfangswand 16 gebildet wird. Die Umfangswand 16,
welche die Öffnung 12 definiert,
definiert ebenfalls einen Durchlass 17, der eine Flüssigkeitsverbindung
zwischen der inneren Kammer 14 und der Öffnung 12 bereitstellt.
Der Hals 10 kann eine äußere Dimension
aufweisen, die enger ist als die äußere Dimension des Körpers 4 der Flasche 2.
Es ist zu verstehen, dass diese Ausführungsform nur der Veranschaulichung
dient und dass die Umfangswand 16, welche die Öffnung 12 definiert,
so bereitgestellt werden kann, dass die äußere Dimension des Halses 10 der
des Körpers 4 entspricht
oder größer als
diese ist.
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Die
Umfangswand 16 des Halses 10 trägt einen
ringförmigen
Flansch 28, der an die Öffnung 12 anschließt. Der
Flansch 28 kann alternativ als ein „Halsring" bezeichnet werden. In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Flansch 28 an drei Seiten von einem Rand 11,
einer nach außen
gerichteten lateralen Seitenoberfläche 24 und einer nach
unten gerichteten tragenden Oberfläche 22 umgrenzt. Durch die
Schnittstelle der lateralen Seitenoberfläche 24 und der tragenden Oberfläche 22 wird
eine Schulter 20 am Flansch 28 definiert. Die
tragende Oberfläche 22 ist
im Allgemeinen von der Öffnung 12 weg
gerichtet und zumindest zu einem minimalen Grad nach unten zum ersten
Ende 7 des Halses 10 gerichtet. Obwohl die Schnittstelle
zwischen der lateralen Seitenoberfläche 24 und der tragenden
Oberfläche 22 als
relativ scharfe Kante 26 dargestellt ist, ist zu verstehen, dass
die Kante 26 abgerundet sein kann und einen graduellen Übergang
von der lateralen Seitenoberfläche
zur tragenden Oberfläche 22 bildet.
Die tragende Oberfläche
kann ebenfalls eine geschwungene Oberfläche aufweisen (siehe 222 und 522 in 7 bzw. 9).
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In
der bevorzugten Ausführungsform
besteht die Schulter 20 in einer ringförmigen Struktur, welche als
untere Kante 26 des Flansches 28 bereitgestellt wird.
Die Schulter kann alternativ als obere Kante einer ringförmigen Rille
um den Hals 10 bereitgestellt werden (siehe 120 und 220 in 6 bzw. 7).
Die Schulter 20 kann eine durchgehende ringförmige Struktur
sein oder eine unterbrochene ringförmig angeordnete Struktur,
d. h. eine Reihe von Schultersegmenten, die in Abständen umlaufend
um den Hals 10 angeordnet sind. In der bevorzugten Ausführungsform
weist die Flasche 2 einen Hals 10 mit einer einzigen
ringförmigen
Schulter 20 auf. Es ist jedoch zu verstehen, dass der Hals 10 zwei
oder mehr vertikal in Abständen
angeordnete ringförmige
Schultern aufweisen kann.
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Obwohl
diese wohlbekannt und leicht zu beschaffen sind, weisen phiolenartige
Flaschen im Allgemeinen keine geeigneten Mittel zur Befestigung
eines Verschlusses auf wie z. B. ein feines Gewinde zum Befestigen
von Kappen oder anderen Verschlusstypen. Wie oben angemerkt liegt
dies daran, dass die bekannten Flaschen im Allgemeinen nicht in Massenproduktion
zu geringen Kosten mit engen Abmessungstoleranzen oder detaillierter
oder scharfer Geometrie, wie beispiels weise feinem Gewinde, Schultern
oder Rillen, hergestellt werden können. Die vorliegende Erfindung
behebt diese Nachteile des Standes der Technik, indem in einfacher
und kostengünstiger
Weise ein Kunststoffkragenelement 30 in Form eines Einsatzes
oder einer Erweiterung sicher an der bekannten Flasche 2 befestigt
wird.
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Unter
Bezug auf die 1–4 weist
das Halselement 30 ein ausgebendes Ende 32 gegenüber einem
verbindenden Ende 34 auf, welches in einer Linie entlang
der Längsachse
ausgerichtet ist, die koaxial zu der Längsachse des Flaschenhalses 10 ist.
Das ausgebende Ende 32 definiert einen Rand 31,
der zu einem Durchlass 33 führt, welcher den Flascheninhalt
aus der Kammer 14 ausgibt. Der ausgebende Durchlass 33 öffnet sich
vom ausgebenden Ende 32 nach außen und ist am verbindenden
Ende 34 so angepasst, dass eine Flüssigkeitsverbindung mit der
Kammer 14 besteht. Das ausgebende Ende 32 trägt Mittel 36 zur
Befestigung einer Kappe, zum Beispiel in Form eines Schraubgewindes 37.
Während
Schraubgewinde das bevorzugte Mittel zur Befestigung einer Kappe
darstellen, ist zu verstehen, dass das Mittel 36 zur Befestigung
einer Kappe auch andere (nicht gezeigte) Formen annehmen kann, wie beispielsweise
Ansätze
oder Nocken für
eine Befestigung des Bajonett-Typs, einen Wulst oder eine Rille zum
Aufnehmen einer Schnappkappe, eine Schrägung in Form eines Kegelstumpfes
zum Aufnehmen einer Reibungspasskappe usw. Da das Halselement 30 aus
Kunststoff besteht, kann es zu geringen Kosten mit einem hohen Maß an Strukturdetails
geformt werden. Entsprechend kann das Mittel 36 zur Befestigung
einer Kappe, z. B. Gewinde 37 usw., so geformt werden,
dass es eine sehr detaillierte Struktur und enge Toleranzen aufweist,
die für
einen undurchlässigen
Verschluss geeignet sind.
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Bei
der Verwendung trägt
das Mittel 36 zur Befestigung einer Kappe eine Kappe 39 (siehe 5)
beispielsweise in Form einer einfachen abnehmbaren Kappe, die selektiv
gehandhabt werden kann, um den ausgebenden Durchlass 33 zu öffnen oder
zu schließen.
Alternativ kann die Kappe 39 eine Kappe sein, die einen
Spender (z. B. eine Pumpe, einen Tropfer usw., nicht gezeigt) oder
eine Kombination von Kappe/Griff 73 und Applikator 75 (z.
B. eine Applikatorbürste,
siehe 5) trägt.
Da das Kunststoffkragenelement 30 aus Kunststoff besteht,
kann dieses leicht mit weiteren Strukturdetails geformt werden,
welche nicht typischerweise bei kostengünstig in Massenproduktion hergestellten
Glasflaschen anzutreffen sind.
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Das
ausgebende Ende 32 kann beispielsweise ein Mittel zum Befestigen
einer Kappe aufweisen, wie etwa ein Schraubgewinde, das an der äußeren Oberfläche des
Halselements oder an einer inneren Oberfläche des Durchlasses 33 geformt
ist. In der bevorzugten Ausführungsform
ist der Durchlass 33 so dimensioniert, dass er einen herkömmlichen
Abstreifer 70 (5) in Form eines Einsatzes aufnimmt und
eine ringförmige
Rille 38 aufweist, die in der inneren Oberfläche des
Durchlasses 33 geformt ist. Um den Abstreifereinsatz im
Durchlass 33 zu befestigen, ist die Rille 38 so
angepasst, dass sie in einer Schnappbefestigung eine Randversteifung 72 aufnimmt,
die aus einer äußeren Oberfläche des
Abstreifereinsatzes nach außen
vorsteht.
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Das
Kragenelement 30 wird vorzugsweise aus einem oder mehreren
wohlbekannten Kunststoffmaterialien hergestellt wie beispielsweise
Polyacetal (POM), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyethylen hoher Dichte(HDPE),
oder „SURLYN" (eingetragene Marke
eines Ionomer-Harzes, welches in der Produktdokumentation beschrieben
wird als ein „ionisch vernetztes" thermoplastisches
Polymer, das von Ethylen/Methacrylsäure-Copolymeren abgeleitet wird,
vertrieben von E. I. Du Pont de Nemours and Company, Inc. Wilmington,
DE). Es ist zu verstehen, dass andere Kunststoffmaterialien e benfalls
geeignet sein können.
Das Kragenelement 30 wird aus einem Kunststoffmaterial
hergestellt, das gewählt
wird, weil es in Massenproduktion zu geringen Kosten mit genauen
Toleranzen und detaillierter oder scharfer Geometrie hergestellt
werden kann. Das Kunststoffmaterial wird ebenfalls gewählt, weil
es undurchlässig, chemisch
inert, stabil und mit dem im Behälter
enthaltenen Produkt und der Umgebung, in der der Behälter verwendet
wird, verträglich
ist. Das Kunststoffmaterial wird ebenfalls so gewählt, dass
es ausreichend elastisch ist, damit eine Zwinge 50 darüber gezogen werden
kann und mit einer Muffe 40 durch Einschnappen verbunden
werden kann (wie unten detaillierter beschrieben). Das Kragenelement
wird durch herkömmliche
Verfahren hergestellt wie beispielsweise durch Spritzgießen. Alternativ
kann ein Doppelspritzgießverfahren
angewandt werden, um eine Kragenelement aus einem ersten Kunststoffmaterial
herzustellen, wobei eine in einem Stück geformte elastische Dichtungsoberfläche 35 am
Rand 31 aus demselben oder einem anderen Kunststoffmaterial
hergestellt wird.
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Das
verbindende Ende 34 umfasst einen elastischen Teil in Form
einer elastischen Muffe 40, die vom verbindenden Ende 34 abhängt und
so angepasst ist, dass sie am oberen Ende 6 der Flasche 2 aufgenommen
wird. Die elastische Muffe 40 weist eine innere Oberfläche 42 und
eine äußere Oberfläche 44 auf.
Die äußere Oberfläche 44 ist
die Oberfläche,
die von der Längsachse
radial nach außen
gerichtet ist. Die innere Oberfläche 42 der
elastischen Muffe 40 ist die Oberfläche, die einer entsprechenden
gegenüberliegenden
Oberfläche
der Flasche 2 gegenüberliegt.
In der bevorzugten Ausführungsform liegt
die nach innen gerichtete innere Oberfläche 42 der nach außen gerichteten
lateralen Seitenoberfläche 24 der
Schulter 20 gegenüber.
Die Muffe 40 des verbindenden Endes 34 hat eine
innere Dimension, die durch die innere Oberfläche 42 definiert wird,
welche im Wesentlichen der äußeren Dimension
des Flansches 28 entspricht oder etwas größer als
diese ist. Die innere Oberfläche 42 weist
mindestens eine nach innen gerichtete Auskragung 46 auf.
Die Auskragung 46 an der Muffe 40 ist elastisch
nach innen angeschrägt
und definiert so eine innere Dimension, die kleiner ist als die äußere Dimension
des Flansches 28 und im Wesentlichen der äußeren Dimension
des Halses 10 entspricht oder etwas größer als diese ist. In der bevorzugten
Ausführungsform
ist die Auskragung 46 eine im Wesentlichen durchgehende ringförmige Struktur,
die in Position dem Umfang der bevorzugten durchgehenden ringförmigen Konfiguration
der Schulter 20 entspricht. Die ringförmige Konfiguration der Auskragung 46 wird
nur durch kleine Schlitze oder Zwischenräume 48 unterbrochen,
deren Zweck unten detaillierter beschrieben wird. Es ist zu verstehen,
dass bei einer Konfiguration der Schulter 20 als peripherisch
in Abständen
angeordnete Segmente die Auskragung 46 einen oder mehr
Teile aufweisen muss, deren peripherische Position der der in Abständen angeordneten
Segmente der Schulter entsprechen.
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Bei
der oben beschriebenen Anordnung ist das verbindende Ende 34 einschließlich der
elastischen Muffe 40 und der Auskragung 46 so
dimensioniert und ausreichend elastisch, dass es am oberen Ende 6 der
Flasche 2 durch Aufschnappen auf die Schulter 20 eng
aufgenommen wird. Wenn das verbindende Ende 34 des Kragenelements 30 auf
den Hals 10 der Flasche 2 gedrückt wird, dehnt sich die elastische
Muffe 40 entsprechend, damit die Auskragung 46 über den
Flansch 28 rutschen kann. vorzugsweise ist entweder eine
obere äußere Kante
des Flansches 28 oder eine untere innere Kante 47 der Auskragung 46 angeschrägt, um das
Einführen
des Flansches 28 in die Muffe 40 zu erleichtern.
Nachdem die Auskragung 46 über den Flansch 28 gerutscht
ist, kehrt die elastische Muffe 40 im Wesentlichen in ihren
ungedehnten Zustand zurück,
wodurch die Auskragung in Richtung des Halses 10 unter
den Flansch 28 gedrückt
wird. Ein Entfernen des Kragen elements 30 von der Flasche 2 wird
dadurch verhindert, dass eine obere Oberfläche 49 der Auskragung 46 durch
die gegenüberliegende
tragende Oberfläche 22 der
Schulter 20 festgehalten wird, solange nicht ausreichend
Kraft aufgewendet wird, um die nach innen gerichtete Schrägung der
elastischen Muffe zu überwinden.
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Die
Muffe 40 weist Schlitze und Zwischenräume 48 auf, so dass
die Muffe 40 sich besser nach außen ausdehnen kann, um den
Flansch 28 aufzunehmen, und sich besser nach innen zurückziehen kann,
um sich eng an den Hals 10 der Flasche 2 anzupassen.
Durch die Schlitze kann der elastische Teil des Kragenelements sich
wesentlich ausdehnen, um den Flansch einer Flasche relativ leicht
aufnehmen zu können
und um sich an typische dimensionale Variationen phiolenartiger
Glasflaschen anpassen zu können.
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Um
das verbindende Ende 34 des Kragenelements 30 sicher
an der Flasche 2 zu befestigen, wird ein starres ringförmiges Befestigungsteil
in Form einer Zwinge 50 bereitgestellt. Die Zwinge 50 entspricht
in ihrer Form im Wesentlichen der äußeren Form des verbindenden
Endes 34 des Kragenelements 30. Die Zwinge 50 ist
so dimensioniert, dass sie eng an dem elastischen Bereich des verbindenden
Endes 34, d. h. an der Muffe 40 anliegt. Die Zwinge
ist so dimensioniert und kann an einer beliebigen Stelle der Muffe 40 so
angebracht werden, dass sie ein so starkes Ausdehnen der Muffe 40 nach
außen verhindert,
bei dem die Auskragung 46 über die Schulter 20 rutschen
würde.
In der bevorzugten Position befindet sich zumindest ein Teil der
Zwinge radial in einer Linie mit der Auskragung 46. Um
ein Ausdehnen der Muffe 40 zu verhindern, weist die Zwinge 50 eine
innere Abmessung auf, die im Wesentlichen der äußeren Dimension der Muffe 40 entspricht. Wenn
sich die starre Zwinge 50 in Position über der Muffe 40 befindet,
wird ein Ausdehnen der Muffe 40 nach außen verhindert. Da sich die
Muffe 40 nicht nach außen ausdehnen
kann, ist die Auskragung 46 an ihrem Platz unter der Schulter 20 festgeklemmt, wodurch
sich das Kragenelement 30 nicht von der Flasche lösen kann.
Wenn die Zwinge 50 fest an ihrem Platz am verbindenden
Ende 34 durch Drücken oder
Aufschnappen befestigt wurde, ist das Kragenelement 30 in
jedem Fall sicher an der Flasche 2 befestigt.
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Damit
die Zwinge 50 das Kragenelement 30 besser an der
Flasche 2 befestigten kann, weist die Zwinge 50 eine
nach oben gerichtete Kante 57 auf. Die nach oben gerichtete
Kante 57 kann die Form einer oberen Kante der Zwinge 50 annehmen.
Vorzugsweise wird die nach oben gerichtete Kante 57 an der
Zwinge 50 bereitgestellt, indem eine untere Kante 54 nach
innen und oben gerollt wird. Anders gesagt wird die untere Kante 54 der
Wand 56 der Zwinge in sich selbst zurückgefaltet. Zusätzlich zur
Bereitstellung einer nach oben gerichteten Kante 57 in
der Zwinge 50 stellt diese Anordnung einen attraktiven ,gerollten' unteren Rand an
der Zwinge 50 bereit, der keine scharfen Kanten aufweist,
die für
den Benutzer unangenehm sein könnten
oder zu Verletzungen führen
könnten.
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Die
nach oben gerichtete Kante 57 der Zwinge 50 hält sich
an der entsprechenden nach unten gerichteten Kante 45 an
der Muffe 40 fest. Die nach unten gerichtete Kante 45 wird
durch eine ringförmige
Unterhöhlung
in der äußeren Oberfläche 44 der Muffe 40 definiert.
Die nach unten gerichtete Kante 45 kann auch nur in der
unteren Kante der Muffe bestehen (siehe 7). Vorzugsweise
wird die nach unten gerichtete Kante 45 als Teil eines
ringförmigen Zwischenraums 59 in
der äußeren Oberfläche 44 der Muffe 40 geformt.
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Damit
sie die elastische Muffe 40 des Kragenelements 30 sicher
auf der Flasche 2 hält,
besteht die Zwinge 50 aus einem relativ starren Material
wie etwa Metall. Vorzugsweise besteht die Zwinge 50 aus Aluminium.
Andere relativ starre Materialien, wie beispielsweise starrer Kunststoff
usw., können
sich ebenfalls zur Herstellung der Zwinge 50 eignen. Die Zwinge
kann aus einer einfachen muffenartigen Form bestehen (siehe 450
in 8), die nur eine Umfangswand 458 aufweist.
Alternativ kann die Zwinge 50 eine tassenartige Form (siehe 1–2, 4–7 und 9)
aufweisen, die durch eine Umfangswand 58, 558 und
eine ringförmige
Endwand 52, 552 definiert wird.
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Der
Behälter
wird durch Aufschnappen des Kragenelements 30 auf den Hals 10 der
Flasche 2 zusammengesetzt. Anders gesagt wird die Muffe 40 auf
den Hals 10 gedrückt,
bis sich die Auskragung 46 unterhalb des Flansches des
Halses befindet, d. h. bis sich die Auskragung 46 innerhalb
des Bereichs mit reduziertem Durchmesser des Halses 10 befindet.
Nach dem Anbringen des Kragenelements 30 am Hals 10 der
Flasche 2 wird die Zwinge 50 durch Drücken an
der äußeren Oberfläche 44 der
Muffe 40 angebracht. Die Zwinge wird weiter über die
Muffe 40 geschoben, bis die nach oben gerichtete Kante 57 der
Zwinge 50 in die nach unten gerichtete Kante 45 der
Muffe 40 einrastet. Hierdurch wird die Zwinge an der Muffe
verankert.
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Mindestens
eine ringförmige
Versiegelung oder Dichtung 60 wird an der Verbindung zwischen der
Flasche 2 und dem Kragenelement 30 bereitgestellt,
um das Austreten von Produkt aus dem Behälter und das Eindringen von
Luft oder Verunreinigungsstoffen in den Behälter durch die Verbindung zu
verhindern. Wie in den 1–5 gezeigt,
kann die Versiegelung 60 ein individueller Bestandteil
sein, d. h. ein separater O-Ring oder Dichtungsring, der zwischen
einer Oberfläche 64 auf
dem Kragenelement 30 und der gegenüberliegenden Oberfläche des
Randes 11 an der Flasche 2 gehalten wird. Um die
Wirkung der Versiegelung 60 zu verbessern, sind das verbindende
Ende 34 und die Zwinge 50 so in Dimension und
Struktur angepasst, dass sie so am oberen Ende 6 der Flasche
festgeklemmt sind, dass die nach unten gerichtete Oberfläche 64 des
verbindenden Endes in Richtung des nach oben gerichteten Randes 11 der
Flaschenöffnung
gezogen wird. Dies wird zum Teil dadurch erreicht, indem die Auskragung 46 in
einem Abstand von der Oberfläche 64 angebracht
wird, der im Wesentlichen der Dimension des Flansches 28 entlang
der Längsachse
des Behälters
entspricht. Die Endwand 52 der Zwinge 50 ist außerdem so
angepasst, dass sie dazu beiträgt,
dass die Oberfläche 64 in
Richtung des Randes 11 gezogen wird. Auf diese Weise wird
das elastische Material der Versiegelung 60 sicher festgehalten
und zwischen der Oberfläche 64 des
Kragenelements und dem Rand 11 der Flasche 2 eingeklemmt,
so dass eine undurchlässige
Barriere gebildet wird. Um die Wirksamkeit der zwischen der Oberfläche 64 am
Kragenelement 30 und dem Rand 11 der Flasche gebildeten
Versiegelung zu verbessern, wird eine ringförmige Randverstärkung oder
ein Wulst 62 auf der Oberfläche 64 bereitgestellt.
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Als
Alternative zu einer Versiegelung als individueller Bestandteil
kann die Versiegelung 60 einen Teil einer zusammengesetzten
Struktur in Form einer dichtungsartigen Versiegelungsoberfläche umfassen,
die gegossen (z. B. durch Doppelspritzgießverfahren), geklebt oder anderweitig
an der Oberfläche 64 am
Kragenelement 30 befestigt wird, bevor das Kragenelement
an der Flasche 2 angebracht wird.
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Die
Versiegelung 60 wird aus Gummi-, Elastomer- oder anderem
elastischen Material hergestellt und kann geschäumt werden, um dessen Elastizität und Dichtungseigenschaften
zu verbessern. Sowohl im Fall der Bereitstellung einer Versiegelung
als individueller Bestandteil als auch einer gegossenen Dichtungsoberfläche kann
die Versiegelung 60 beispielsweise aus einem Material wie
Silicon, Santoprene (eine eingetragene Marke für thermoplastisches Gummi,
erhältlich
von Advanced Elastomer Systems, Akron, OH), Krayton oder Polyethylen
niedriger Dichte (low density polyethylene, LDPE) hergestellt sein.
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Zur
leichteren Herstellung, Vereinfachung des Aufbaus, Haltbarkeit und
Langlebigkeit wird die mindestens eine Versiegelung 60 vorzugsweise
zwischen dem Kragenelement 30 und der Flasche 2 angebracht.
Wie oben angemerkt wird die Versiegelung vorzugsweise zwischen dem
Rand 11 der Flasche 2 und einer dem Rand 11 gegenüberliegenden
ringförmigen
Oberfläche 64 des
Kragenelements angeordnet. Es ist jedoch zu verstehen, dass die
mindestens eine Versiegelung 60 oder weitere Versiegelungen (nicht
gezeigt) jeweils zwischen beliebigen gegenüberliegenden Oberflächen der
Flasche 2 und dem Kragenelement 30 bereitgestellt
werden können.
Es kann beispielsweise eine Versiegelung des O-Ring-Typs zwischen
der Seitenoberfläche 24 der Schulter 20 und
der inneren Oberfläche 42 der
elastischen Muffe 40 des Kragenelements bereitgestellt werden.
Alternativ könnte
die Versiegelung ein inneres oder äußeres Element umfassen, wie
beispielsweise eine Membran, die den Zwischenraum zwischen dem Kragenelement
und der Flasche überbrückt und
so eine undurchlässige
Barriere bildet, die das Kragenelement mit der Flasche verbindet.
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In
einer weiteren alternativen Ausführungsform
kann der Abstreifer 70 als eine Einheit gegossen sein oder
durch Doppelspritzgießen
als Bestandteil entweder des Kragenelements 30 oder der
Versiegelung 60 geformt sein. Wahlweise können das
Kragenelement 30, die Versiegelung 60 und der
Abstreifer 70 als eine Einheit gegossen sein oder durch
Doppelspritzgießen
als eine Einheit geformt sein, die so angepasst ist, dass sie auf
eine übliche
phiolenartige Glasflasche aufgeschnappt und mit der Zwinge 50 an ihrem
Platz befestigt werden kann.
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Die 6–9 sind
repräsentative
vertikale Teilschnittansichten, die alternative Ausführungsformen
des verbindenden Endes 34 des Kragenelements 30 und
das obere Ende 6 der Flasche 2 zeigen. In den 6 und 7 ist
die Zwinge 50 im Wesentlichen dieselbe wie in der in den 1–5 gezeigten
Ausführungsform. 6 zeigt
eine Schulter 120, die als eine obere Kante einer Rille 115 mit
eckigem Querschnitt gebildet wird, und eine Auskragung 46,
die der in der bevorzugten Ausführungsform
im Wesentlichen ähnlich
ist. 7 zeigt eine Schulter 220, die als eine
obere Kante einer Rille 215 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt
gebildet wird, und eine Auskragung 246 mit halbkreisförmigem Querschnitt,
der dem der Rille 215 entspricht. In 8 ist
die Zwinge 450 muffenartig, wobei die gegenüberliegenden
Kanten 454, 455 eingerollt oder zurückgefaltet
sind, um in Abständen
Teile mit geringerem Durchmesser zu formen. Die Teile mit reduziertem
Durchmesser werden in den entsprechenden Rillen 459, 461 an
der äußeren Oberfläche 444 der Muffe 440 aufgenommen.
Die obere Kante der Rille 459 dient als die nach unten
gerichtete Kante 45 der Muffe 440, an der eine
nach oben gerichtete Kante 57 der unteren Kante der Zwinge 450 festgehalten wird. 8 zeigt
außerdem
einen Flaschenrand 411, der angeschrägt ist, so dass der Flansch 428 leichter in
die Muffe 440 eingeführt
werden kann. Da der Rand 411 angeschrägt ist, muss die Auskragung 446 dies
nicht sein. 9 zeigt einen Flansch 528,
eine Schulter 520 und eine Auskragung 546, die
alle einen gerundeten Querschnitt aufweisen. Die Schnittstelle der
Seitenwand 558 und der Endwand 552 der Zwinge 550 sind
in ähnlicher
Weise gerundet. Anhand dieser repräsentativen Ansichten ist zu
verstehen, dass zahlreiche Kombinationen und Variationen möglich sind
im Hinblick auf den Aufbau oder die Konstruktion, die das Kragenelement
mit der Flasche verbindet.