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Die
Erfindung betrifft einen Verschluss für eine Flasche für kohlensäurehaltige
Getränke,
welcher Verschluss als Kronenkorkenverschluss oder als Aufreißverschluss
ausgebildet ist, mit einer oberen Deckplatte aus Metall und mit
einem sich außenseitig
an die Deckplatte anschließenden
umlaufenden Bund oder Rand, wobei auf der Unterseite der Deckplatte
eine Dichtungseinlage oder Dichtungsschicht angeordnet ist, welche
eine außenseitig
umlaufende Profildichtung aufweist. Ein solcher Verschluss wird
auch als (Verschluss-)deckel oder (Verschluss-)kappe bezeichnet.
Bei dem Verschluss handelt es sich im Rahmen der Erfindung um einen
Kronenkorkenverschluss oder Aufreißverschluss. In beiden Fällen wird
die obere Deckplatte des Verschlusses unter Zwischenschaltung der
Profildichtung im Zuge des Abdichtens des Verschlusses an einer
Flasche gegen die Stirnfläche
des Flaschenhalses gepresst. Der umlaufende Bund bzw. Kragen, der
einen zylindrischen Verschlussmantel bildet, umgreift nach dem Abdichten
den Flaschenhals und der untere Teil des Randes gewährleistet
einen festen Halt unter dem Flaschenhalswulst. In der Ausführungsform
als Kronenkorkenverschluss ist der Rand mit der üblichen Kronenkorkenprägung bzw.
-zähnen
versehen, wobei die Rippen gegen und leicht unter den Wulst gedrückt werden,
um den geeigneten Grip zu geben. Bei einem aufreißbaren Behälterverschluss
ist der Rand unter den Wulst gedrückt und es ist ein Aufreißstreifen
vorgesehen, der durch Kerblinien in der Deckplatte und dem Rand
definiert ist, wobei dieser Aufreißstreifen sich in eine über den
Rand hinausragende Zunge fortsetzt und an diese Zunge des Aufreißstreifens
ein Zugorgan, z.B. ein Zugring angeschlossen ist.
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Flaschenverschlüsse sind
in unterschiedlichsten Ausführungsformen
sowohl als Kronenkorkenverschluss als auch als Aufreißverschluss
bekannt. Ein ständiges
Problem bereitet die Handhabung kohlensäurehaltiger Flüssigkeiten
in Flaschen. Um eine hohe und gleichbleibende Qualität von beispielsweise kohlensäurehaltigen
Getränken
zu gewährleisten,
müssen
die Flaschen mit den vorgesehenen Verschlüssen fest verschlossen werden,
wobei die Verschlüsse
eine Leckage von Kohlensäure eliminieren.
In diesem Fall besteht das Problem, dass in den mit kohlensäurehaltigen
Flüssigkeiten
gefüllten
Flaschen erhebliche Innendrücke
auftreten können.
Solche hohen Innendrücke
können
insbesondere dann auftreten, wenn die gefüllten und verschlossenen Flaschen
hohen Temperaturen und/oder heftigen Bewegungen, z.B. im Zuge des
Transports ausgesetzt werden. Daraus können sich erhebliche Probleme
ergeben, denn bei extrem hohen Drücken besteht die Gefahr, dass
die Flaschen, seien sie aus Glas oder aus Kunststoff, zerspringen
bzw. zerplatzen. Damit ist für
den Verbraucher oder benachbarte dritte Parteien ein erhebliches
Verletzungsrisiko verbunden.
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Gleiches
gilt, wenn sich z.B. bei einem Kronenkorkenverschluss der Kronenkorken
dazu gebracht wird, sich heftig von der Flasche bei einem solch
hohen Druck zu lösen.
Für die
Hersteller von Flaschenverschlüssen
und für
die Getränkehersteller bzw.
-abfüller
sind derartige Gefahren bereits wegen des damit eventuell verbundenen
Haftungsrisikos kaum hinnehmbar. Bei alledem muss allerdings berücksichtigt
werden, dass die gefüllten
und verschlossenen Flaschen ohne weiteres Drücken von 6 bar ohne nennenswerten
Druckverlust standhalten können
müssen,
da beispielsweise Getränke
derartigen Drücken
im Zuge von Pasteurisierungsprozessen ausgesetzt werden. Aus diesem
Grund sind Kronenkorkenverschlüsse
und andere Verschlüsse
so ausgebildet, dass sie bei Innendrücken unter 10 bar fest auf
dem Flaschenhals bleiben.
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Es
besteht daher grundsätzlich
das Bedürfnis,
Flaschenverschlüsse
zu schaffen, die die erläuterten
Probleme minimieren und bei so hohen Innendrücken eine Druckentlastung über den
Verschluss ermöglichen.
In diesem Zusammenhang ist es bekannt, Dichtungen aus besonders
elastischem PVC oder dergleichen zu verwenden, wobei diese weichelastischen
PVC-Dichtungen eine Druckentlastung bei hohen Drücken ermöglichen. PVC als Dichtungsmaterial
soll jedoch aus verschiedenen Gründen
bei Lebensmitteln, insbesondere Getränken nicht mehr verwendet werden.
Die in der Praxis verwendeten PVC-freien Dichtungsmaterialien mit
einer höheren molekularen
Dichte haben jedoch den Nachteil, dass sie weniger elastisch sind
und eine Druckentlastung bei so hohem Innendruck sowie ein "Wiederverschließen" bei anschließend absinkendem
Druck nicht gewährleisten
können.
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Bereits
1956 wurde der Bedarf einer Druckentlastung bei Flaschen, welche
mit Kronenkorken verschlossen wurden, erkannt. Spezielle Dichtungskonfigurationen
aus weichelastischen Dichtungsmaterialien wurden mit Verschlüssen aus
federndem Metall kombiniert, um die obere Deckplatte auszubeulen
oder auszulegen (vgl. US-A-2 739 724).
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Bei
aufreißbaren
Behälterverschlüssen ist
es bekannt, eine Druckentlastung bei kohlesäurehaltigen Getränken dadurch
zu ermöglichen,
dass im Bereich des Aufreißstreifens
oder des daran angeschlossenen Verbindungsteils bzw. Zugorgans eine Art
Entlastungsventil eingerichtet wird, in dem die Haftung des Deckelmantels
an der Flasche in diesem Bereich reduziert wird (vgl.
DE 37 37 467 A1 oder US-A-4
768 667). Derartige Maßnahmen
haben sich grundsätzlich
bewährt.
Sie sind jedoch abhängig
von weichelastischen Dichtungsmaterialien wie PVC und lassen sich
nicht auf andere Verschlusstypen, wie z.B. Kronenkorkenverschlüsse übertragen.
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Die
US-A-2003/0127421 offenbart einen entlüftenden Kunststoff-Verschluss,
der eine äußere Kunststoffkappe
aufweist, die einen oberen Wandbereich und einen umlaufenden Kragenbereich
aufweist. Der Kragenbereich weist zumindest eine innere Gewindeanordnung
auf, so dass der Verschluss als Schraubverschluss konstruiert ist,
welcher auf einen Behälter
mit Gewinde aufgeschraubt wird. Um die erforderliche Dichtungswirkung
mit einem ent sprechenden Behälter
zu erreichen, weist der Kunststoffverschluss eine scheibenartige
Dichtungseinlage auf, welche angrenzend an die Innenfläche des oberen
Wandbereiches der Verschlusskappe angeordnet ist. Die Dichtungseinlage
kann in die Verschlusskappe während
der Verschlussherstellung pressgeformt sein und ist so ausgebildet,
um eine so genannte "Topinside-Seal" mit dem zugeordneten Behälter zu
erreichen. Dazu weist die Dichtungseinlage einen ringförmigen Dichtungswulstbereich
auf, der eine im Wesentlichen abwärtsgerichtete und nach außen gerichtete
Dichtungsfläche
aufweist. Die äußere Verschlusskappe
weist ein ringförmiges
Dichtungsträgerelement
auf, welches von der innenseitigen Fläche des oberen Wandbereichs
abgeht. Das Dichtungsträgerelement
ist innerhalb der ringförmigen
Dichtungswulst der Dichtung angeordnet und bildet eine Dichtungsträgerfläche, welche
innenseitig von und im Wesentlichen parallel zu der Dichtungsfläche der
Dichtung angeordnet ist. Das Dichtungsträgerelement arbeitet mit der
Dichtungswulst der Dichtungseinlage zusammen um einen Dichtungseingriff
der Dichtungswulst mit der Fläche
des entsprechenden Behälters
zu bewirken und reduziert außerdem
die Menge des relativ teuren Dichtungsmaterials, welches in dem
Verschluss verwendet wird. Außerdem
weist die äußere Verschlusskappe positive
Stopp-Elemente auf,
welche von der innenseitigen Fläche
des oberen Wandbereichs abgehen. Die Stopp-Elemente können radial
außerhalb
des Dichtungseinsatzes angeordnet sein. Der Verschluss soll das
Entfernen und das Entlüften
von inneren Gasdrücken
erleichtern, indem Probleme vermieden werden, die mit einer Fehlanwendung
des Schraubverschlusses verbunden sind.
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GB-A-960
296 befasst sich mit einem sehr speziellen entlüftenden Milchflaschenverschluss, welcher
aus dünnem
Kunststoffmaterial gefertigt ist und für die Anwendung bei Milchflaschen
bestimmt ist, welche einen äußeren Wulst
an der Oberkante aufweisen.
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GB-A-958
417A zeigt eine Verschlusskappe für den Hals einer Flasche oder
eines ähnlichen
Containers, welche Verschlusskappe aus synthetischem thermoplastischem
Material als einheitliche Struktur geformt ist. Sie wird für gaserzeugende
Flüssigkeiten,
wie z.B. Bleichmittel, verwendet.
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US-A
3 741 423 A offenbart einen speziellen Typ einer Verschlusskappe
für Nahrungsmittel,
welche unter Vakuum gehalten werden. Die Verschlusskappe weist eine
umlaufende in den Container eingreifende Dichtung auf, welche über einen
Teil des Kappenrandes angeordnet ist und innenseitig über die
untere Kappenabdeckung hinter die innere Kante der Containerwulst
greift. Wenn die Kappe an den Behälter gesetzt wird, wird ein
Teil des Randbereichs der Dichtung nach innen in eine Mehrzahl von
Rillen in der Glasoberfläche
gedrückt,
so dass nasenartige Kappenverankerungsvorsprünge gebildet werden, um die
Verschlusskappe an dem Behälter
festzuhalten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluss für eine Flasche
zu schaffen, der nicht nur universell auf herkömmliche Flaschenhälsen einsetzbar
und einfach und kostengünstig
herstellbar sowie verschließbar
ist, sondern darüber
hinaus bei Erreichen eines vorgesehenen Innendruckes eine gezielte
Druckentlastung und anschließende einwandfreie
Wiederabdichtung ermöglicht.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verschluss
für eine
Flasche, dass die obere Deckplatte auf ihrer der Dichtungseinlage
zugewandten Unterseite zumindest eine zumindest bereichsweise umlaufende
Prägung
aufweist, welche in den Bereich oder in die Nähe der Profildichtung hineinragt
bzw. vorsteht und mit ihr ventilbildend zusammenwirkt. Im Rahmen
der Erfindung die obere Deckplatte auf ihrer Unterseite eine ringförmige umlaufende
Dichtung mit einem äußeren Vorsprung
an den sich innenseitig ein niedrigerer und breiterer Ring anschließt, welche
in Kombination eine Dichtungskonfiguration (Profildichtung) bilden,
welche so ausgebildet ist, dass sie mit einer definierten Prägung, Stanzung
oder Formung der oberen Deckplatte zusammenwirkt und dadurch ein
Lüftungsventil
bildet.
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Die
Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, belegt durch Experimente,
dass die Funktion der Dichtung gezielt beeinflusst werden kann,
wenn die Deckplatte mit einer unterseitigen Prägung, Stanzung oder Ausformung
versehen ist, im Zusammenhang mit dem Bereich der Profildichtung
und so konstruiert ist, dass sie mit der Profildichtung zusammenwirkt.
Durch Auswahl der geeigneten Kombination zwischen der Profildichtung
und der Prägung
lässt sich
folglich ein Verschluss schaffen, der bei einem vorgegebenen Innendruck
von beispielsweise 7 bar bis 10 bar eine Druckentlastung erlaubt
und nach einer vorgegebenen Druckreduzierung von beispielsweise
2 bar wieder automatisch abdichtet. Die eingangs beschriebenen Gefahren
lassen sich damit auf einfache und kostengünstige Weise eliminieren, ohne
dass Qualitätsverluste
bei den abgefüllten
Getränken
hingenommen werden müssen.
Stets werden Position, Form, Höhe
und Breite der Prägung
so kombiniert, dass der Verschluss mit einer Druckentlastung bei
einem vorgegebenen Innendruck-Level beginnt
und dass bei vorgegebenen Druckreduzierung ein einwandfreies Wiederverschließen erfolgt. Dabei
funktioniert die erfindungsgemäße Lösung gleichermaßen bei
Aufreißverschlüssen wie
bei Kronenkorkenverschlüssen.
Die Leistung des Verschlusses wird durch z.B. bei Aufreißverschlüssen vorgesehene
Kerblinien nicht beeinflusst. Eine Anpassung der Flaschen ist nicht
erforderlich, die üblichen
Standardflaschenhälse
vom Kronkorkentyp können
verwendet werden. Dieses gilt für
alle bekannten Flaschenhals-Standards einschließlich der Europäischen,
Amerikanischen (GPI), Japanischen oder anderer Standards, die alle
etwas unterschiedliche Halsprofile bzw. Konfigurationen haben. Es
kann sich um Flaschen aus Glas oder Kunststoff handeln. Profildichtung
meint eine Dichtung mit einem "stufenartigen" Querschnitt.
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Die
Profildichtung ist nach bevorzugter Ausbildung im Querschnitt im
Wesentlichen L-förmig
mit einem äußeren ersten
(lippenartigen) Dichtungsring und einem inneren zweiten (flachen)
Dichtungsring bzw. -fläche
ausgebildet, wobei der äußere Dichtungsring
eine größere Höhe und/oder
eine geringere Breite als der innere Dichtungsring aufweist. Dabei geht
die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass eine derartige Profildichtung
im Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Prägung eine besonders gezielte
und vor allem reproduzierbare Druckentlastung ermöglicht.
Die aus der Praxis bekannten, im Querschnitt im Wesentlichen C-förmigen Dichtungen,
die einen hohen lippenartigen äußeren Dichtring,
eine niedrigere und flache mittlere Dichtungsfläche und einen hohen lippenartigen
inneren Dichtungsring aufweisen, ermöglichen keine gezielte Druckentlastung unter
10 bar. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass bei ansteigendem
Druck nicht länger
ein Auswölben
oder gar Abheben der oberen Deckplatte des Verschlusses in Kauf
genommen werden muss, da die Profildichtung zusammen mit der Prägung ein Entgasungs-
oder Entlüftungsventil
bildet, das ohne ein Wölben
bzw. Abheben der oberen Deckplatte funktioniert.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung ist die Prägung
als umlaufende Stufe mit einer steil abfallenden Flanke unter Bildung
z.B. einer unteren Zentralplatte der Deckplatte ausgebildet. Diese
Stufe kann beispielsweise als vollständig umlaufende Stufe mit durchgehend
identischem Radius unter Bildung eines in der Draufsicht kreisförmigen Deckelzentralbereichs
ausgebildet sein. Es versteht sich, dass die Stufe selbst auf einem
solchen Radius angeordnet ist, dass sie mit der Profildichtung ventilbildend
zusammenwirkt. Durch Abstimmung der verschiedenen Parameter kann
dabei der gewünschte Entlüftungseffekt
eingestellt werden. Die umlaufende Stufe kann in abgewandelter Ausführungsform
auch mehrere Stufenabschnitte mit unterschiedlichen Radien aufweisen,
die sich jeweils über
einen vorgegebenen Winkelbereich erstrecken. So besteht die Möglichkeit,
dass die Stufe über
einen vorgegebenen Umfangsbereich in einem solchen Radius angeordnet
ist, der zusammen mit der Profildichtung eine stärkere Ventilfunktion erfüllt, während die übrigen Bereiche
der Stufe auf einem abweichenden Radius angeordnet sind, die lediglich
eine geringe ventilbildende Funktion besitzen. So kann durch Wahl
der entsprechenden Umfangsbereiche der gewünschte Druckentlastungs- und Lüftungseffekt
weiter spezifiziert werden.
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Der
Radius der Stufe bzw. zumindest eines Stufenabschnittes kann kleiner
oder gleich dem Außenradius
der Profildichtung und/oder größer oder gleich
dem oder etwas kleiner als der Innenradius der Profildichtung sein,
so dass eingeschlossen ist, dass der Radius der Stufe jede Größe aufweisen
kann, die größer als
der Innenradius des inneren Dichtringes bis zu dem Außenradius
des äußeren Dichtringes
ist. Außerdem
kann das Entlüftungsventil,
dass durch das Zusammenwirken zwischen Profildichtung und Prägung gebildet
wird, eventuell eine Form haben, die sich auf einen Radius größer als
der äußere Radius
der Profildichtung oder kleiner als der Innenradius der Profildichtung
erstreckt. Die Stufe oder der Stufenabschnitt ist jedoch nahe genug
an der Profildichtung, um mit dem Dichtungsring oder den Dichtungsringen
zusammenzuwirken und dadurch die Dichtungseigenschaften der Profildichtung
zu beeinflussen.
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Der
Flankenwinkel der Stufe oder des Stufenabschnittes gegen die Horizontale
bzw. gegen die obere Deckplatte beträgt beispielsweise 40° bis 90°, z.B. 60° bis 80°. Auch hier
bietet die Wahl des Winkels einen empfindlichen Parameter zur Einstellung der
gewünschten
Entlfüftungsfunktion.
Durch einen verhältnismäßig steilen
Winkel von nahezu 90°,
z.B. 80°,
kann eine besonders starke Beeinflussung der Dichtung und damit
ein starker Ventileffekt erreicht werden. Es besteht aber auch die
Möglichkeit
mit flachen Winkeln von 10° bis
40° zu arbeiten.
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In
einer anderen Ausführungsform
ist die Prägung
nicht als (einfache) Stufe, sondern als über einen vorgegebenen Winkelbereich
umlaufende Rinne oder Kanal vorgegebener Breite und Höhe mit einer
zur Deckelmitte hin abfallenden Außenflanke und einer zur Deckelmitte
hin ansteigenden Innenflanke ausgebildet. Die ansteigende Innenflanke
kann sich unmittelbar an die abfallende Außenflanke anschließen. Es
besteht jedoch auch die Möglichkeit,
dass zwischen den Flanken ein gleichsam ebener Bodenbereich vorgesehen
ist. Die Rinne kann als in der Draufsicht kreisringförmige, vollständig umlaufende Rinne
ausgebildet sein, die sich über
den gesamten Deckelbereich und folglich über einen Vollwinkel von 360° erstreckt.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass
mehrere Rinnen bzw. Rinnenabschnitte vorgesehen sind, die sich jeweils
lediglich über
einen begrenzten, vorgegebenen Winkelbereich erstrecken. Bei Ausführungsformen
mit mehreren Rinnen bzw. Rinnenabschnitten können sämtliche Rinnen auf demselben
Radius angeordnet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit,
dass die Rinnen bzw. Rinnenabschnitte zumindest teilweise auf unterschiedlichen Radien
angeordnet sind. Die Rinnen bzw. die Rinnenabschnitte werden im
Zuge der Herstellung des Verschlusses in die obere Deckplatte eingeprägt. Die Ausführungsformen
mit eingeformter Rinne(n) oder Stufe(n) zeichnen sich durch ihre
besonders einfache Fertigung aus.
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Bei
den Ausführungsformen
mit umlaufenden bzw. teilweise umlaufenden Rinnen bestehen vielfältige Möglichkeiten,
den ventilbildenden Effekt durch Einstellung der gewünschten
Parameter zu beeinflussen. So können
der Neigungswinkel der abfallenden Flanke gegen die Horizontale
und/oder der Neigungswinkel der ansteigenden Flanke gegen die Horizontale
40° bis
90°, z.B.
60° bis
80° betragen. Der
bzw. die Neigungswinkel können
aber auch 5° bis
40°, z.B.
10° bis
40° betragen.
Die Rinne kann dabei symmetrisch oder asymmetrisch, d. h. mit identischen
bzw. ungleichen Neigungswinkeln ausgebildet sein. So kann es zweckmäßig sein,
wenn die Außenflanke
als steile Flanke und die Innenflanke als flache Flanke oder umgekehrt
ausgebildet ist.
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Auch
durch Auswahl geeigneter Radien der Rinnen bzw. Rinnenabschnitte
relativ zu der Profildichtung können
die gewünschten
Entgasungseffekte empfindlich beeinflusst werden. So schlägt die Erfindung
vor, dass der Außenradius
und/oder der Innenradius der Rinne bzw. zumindest eines Rinnenabschnittes
kleiner oder gleich dem Außenradius
der Profildichtung und/oder größer oder
gleich dem Innenradius der Profildichtung ist. Die Rinnen bzw. Rinnenabschnitte
sind also zumindest bereichsweise im Bereich der Profildichtung
angeordnet. Sie können vollständig im
Bereich des äußeren Dichtungsringes oder
aber auch vollständig
im Bereich des inneren Dichtungsringes angeordnet sein. Ferner kann
sich die Rinne bzw. ein Rinnenabschnitt auch von dem Bereich des äußeren Dichtungsringes
in den Bereich des inneren Dichtungsringes hinein erstrecken. Außerdem ist
es möglich,
dass der Innenradius und/oder der Außenradius der Rinne etwas kleiner als
der Innenradius der Profildichtung oder dass der Außenradius
und/oder der Innenradius der Profildichtung etwas größer als
der Außenradius
der Profildichtung ist. Die Rinne oder zumindest ein Rinnenabschnitt
muss jedoch nahe genug an der Profildichtung sein, um mit der Profildichtung
zusammenzuwirken und so die Dichtungseigenschaften der Profildichtung
zu beeinflussen.
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Die
Breite der Rinne beträgt
vorzugsweise 1 mm bis 4 mm, z.B. 1 mm bis 3 mm. Die Höhe der Rinne
bzw. Stufe kann 0,1 mm bis 0,8 mm, z.B. 0,2 mm bis 0,6 mm betragen.
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Die
den Verschluss mit dem der daran angeschlossene Rand oder Kragen
bildende Deckplatte besteht erfindungsgemäß aus Metall, z.B. aus Weißblech,
Aluminium oder zinnfreiem Stahl sowie entsprechenden Legierungen
daraus und aus anderen Metallen. Die der Unterseite der Deckplatte
zugeordnete Dichtungseinlage ist vorzugsweise einstückig aus
Kunststoff gefertigt. Vorzugsweise handelt es sich um eine Dichtungseinlage
aus Polyethylen (PE), z.B. aus PE mit niedriger molekularer Dichte
(LDPE) oder Modifikationen davon mit oder ohne Scavenger-Zusatz.
Jedenfalls wird vorzugsweise ein PVC-freier Kunststoff verwendet.
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Die
Dicke der (metallischen) Verschlussschale (Deckplatte und Kragen)
beträgt
0,15 mm bis 0,25 mm, z.B. 0,17 mm bis 0,24 mm, vorzugsweise 0,17
mm bis 0,21 mm. Der Verschluss kann – wie bereits erläutert – als Aufreißverschluss
oder als abbiegbarer Kronenkorkenverschluss ausgebildet sein. Der
Durchmesser des Verschlusses beträgt in etwa 18 mm bis 45 mm.
Kronenkorkenverschlüsse
werden üblicherweise
mit einem Durchmesser von 26 mm bis 27 mm gefertigt. Die Dichtungseinlage
ist im Rahmen der Erfindung vorzugsweise als vollflächige Dichtungseinlage
mit außenseitig
umlaufender Profildichtung und einem Zentralbereich ausgebildet,
dem selbst keine Dichtungsfunktion zukommt. Derartige Dichtungseinlagen
werden vorzugsweise im Wege des Pressformens direkt in den vorgefertigten
Verschluss, der auch bereits die Prägung aufweist, eingeformt und
an die Unterseite der oberen Deckplatte angeformt. Es besteht aber
auch die Möglichkeit, dass
die Dichtungseinlage in einem separaten Fertigungsschritt gefertigt
wird, beispielsweise indem sie aus einer extrudierten Kunststoffbahn
ausgestanzt wird, dass sie anschließend an der Unterseite der oberen
Deckplatte befestigt, z.B. verklebt wird.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungsbeispielen
darstellenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 einen
Flaschenverschluss in der Ausführungsform
als Aufreißverschluss,
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2 einen
Flaschenverschluss in der Ausführungsform
als Kronenkorkenverschluss,
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3, 3a einen
Aufreißverschluss
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A durch den Gegenstand
nach 3,
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4, 4a, 4b einen
Aufreißverschluss
in abgewandelter Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A, sowie einen Schnitt
B-B,
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5, 5a, 5b einen
Aufreißverschluss
in abgewandelte Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A, sowie einen Schnitt
B-B,
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6, 6a, 6b einen
Aufreißverschluss
in abgewandelter Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A, sowie einen Schnitt
B-B,
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7, 7a einen
Aufreißverschluss
in anderer Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A,
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8, 8a einen
Aufreißverschluss
in anderer Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A,
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9, 9a einen
Aufreißverschluss
in einer anderen Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A,
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10, 10a einen Aufreißverschluss in weiterer abgewandelter
Ausführungsform
in einer Draufsicht und im Schnitt A-A,
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11, 11a, 11b einen
Aufreißverschluss
in einer Draufsicht, in einem Schnitt A-A, sowie einem Schnitt B-B,
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12, 12a, 12b einen
Aufreißverschluss
in einer Draufsicht und einem Schnitt A-A, sowie einem Schnitt B-B,
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13, 13a, 13b zeigt
Ausschnitte aus weiteren Ausführungsformen
der Erfindung,
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14, 14a, 14b einen
Aufreißverschluss
in anderer Ausführungsform
in einer Draufsicht, in einem Schnitt A-A und einem Schnitt B-B,
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15, 15a einen erfindungsgemäßen Behälterverschluss in der Ausführungsform
als Kronenkorkenverschluss in der Draufsicht und in einem Schnitt
A-A,
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16, 16a, 16b einen
Kronenkorkenverschluss in abgewandelter Ausführungsform in einer Draufsicht
und in einem Schnitt A-A sowie einem Schnitt B-B,
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17, 17a einen Kronenkorkenverschluss in weiterer Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A,
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18, 18a einen Kronenkorkenverschluss in anderer Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A,
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19, 19a einen Kronenkorkenverschluss in weiterer Ausführungsform
in einer Draufsicht und in einem Schnitt A-A,
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20, 20a den Gegenstand nach 6 bzw. 6a im
Zuge des Verschließens,
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21, 21a den Gegenstand nach 19 bzw. 19a im Zuge des Verschließens.
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In
den Figuren sind Verschlüsse
für Flaschen dargestellt. 1 zeigt
dabei einen Flaschenverschluss in der Ausführungsform als Aufreißverschluss
in seinem grundsätzlichen
Aufbau. Der Verschluss besteht aus einer oberen, runden Deckplatte 1,
an welche sich außenseitig
ein im Wesentlichen zylindrischer Bund bzw. Rand 2 anschließt, der
im Zuge des Verschließens
den Flaschenhals 3 umgreift bzw. eine Wulst 4 bzw.
einen Flansch des Flaschenhalses untergreift. Auf der Unterseite
der Deckplatte 1 ist eine (in 1 nicht
erkennbare) Dichtungseinlage 5 angeordnet, welche eine
außenumfangsseitig umlaufende
Profildichtung 6 aufweist. Ferner ist in 1 erkennbar,
dass der Aufreißverschluss 7 einen Aufreißstreifen
mit einer vom Deckelmantel 2 abstehenden Zunge 8 aufweist,
wobei der Aufreißstreifen 7 von
im Verschluss angeordneten Kerblinien 9, 9' begrenzt wird.
Die Kerblinien 9, 9' haben
normalerweise die gleiche Länge,
können
aber von halber Länge 9' bis zu voller
Länge 9 variieren.
Die Zunge 8 ist mit einem Zugorgan 10 verbunden.
Unterschiedliche erfindungsgemäße Ausführungsformen
eines solchen Aufreißverschlusses
sind in den 3 bis 14 dargestellt.
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Demgegenüber zeigt 2 einen
Flaschenverschluss in der Ausführungsform
als Kronenkorkenverschluss, wobei der umlaufende Rand 2 hier mit
den üblichen
Prägungen
bzw. Zähnen 11 versehen
ist. Unterschiedliche erfindungsgemäße Ausführungsformen eines solchen
Kronenkorkenverschlusses sind in den 15 bis 19 dargestellt.
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Erfindungsgemäß weist
die obere Deckplatte 1 auf ihrer der Dichtungseinlage 5 zugewandeten
Unterseite eine oder mehrere zumindest bereichsweise umlaufende
Vorsprünge 12, 12a, 12b, 13, 13a, 13b auf,
welche als Prägungen
ausgebildet sind und mit der Profildichtung 6 ventilbildend
zusammenwirken und dazu in den Bereich der Profildichtung 5 hineinragen
bzw. vorstehen. Diese Prägungen
sind in den 1 und 2 nicht
dargestellt. Die Profildichtung ist im Querschnitt im Wesentlichen
L-förmig
mit einem äußeren ersten
Dichtungsring 6a und einem inneren zweiten Dichtungsring
bzw. -fläche 6b ausgebildet,
wobei der äußere Dichtungsring 6a eine
größere Höhe und eine
geringere Breite aufweist, als der innere Dichtungsring 6b.
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Die
Prägungen
sind bei den Ausführungsformen
nach 3 bis 7 sowie 15 bis 17 als
umlaufende Stufen 12, 12a oder 12b mit
zur Deckelmitte M abfallender Flanke 14 ausgebildet. Auf diese
Weise wird im Bereich der Deckelmitte M gleichsam ein abgesenkter
Deckelzentralbereich 15 geschaffen, so dass insgesamt eine
abgesenkte Zentralplatte 15 vorgesehen ist. Eine vergleichende
Betrachtung, beispielsweise der 3 und 15 macht
deutlich, dass die erfindungsgemäße Prägung sowohl
bei Aufreißverschlüssen als
auch bei Kronenkorkenverschlüssen
in identischer Weise vorgesehen sein kann. Das Funktionsprinzip
wird durch die bei Aufreißverschlüssen vorgesehenen
Kerblinien nicht beeinflusst.
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Während die
Stufe 12 bei den Ausführungsformen
nach 3 oder 15 über einen
Vollwinkel von 360° vollständig umläuft, zeigen
beispielsweise 4, 5 und 6 Ausführungsformen,
bei welchen mehrere Stufenabschnitte 12a, 12b mit
unterschiedlichen Radien R, R' vorgesehen
sind. Gemäß 4, 5, 6 erstrecken
sich die Stufenabschnitte 12a, b jeweils über einen
vorgegebenen Winkelbereich δ oder δ' oder δ''. Radius R bzw. R' der Stufe meint hier den oberen Radius,
also den Radius im Bereich der Stufenoberkante.
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Es
sind gem. 4 zwei über einen Winkel δ von etwa
150° umlaufende
Stufen 12a mit reduzierter ventilbildender Funktion vorgesehen,
die einen Radius R aufweisen, der im Wesentlichen dem Innenradius
Pi der Profildichtung 6 entspricht.
Zwischen diesen beiden Stufen 12a sind ventilbildende Stufenab schnitte 12b diametral
gegenüberliegend
angeordnet, deren Radius R' so
ausgestaltet ist, dass die Stufe 12b im Wesentlichen im
Bereich des äußeren Dichtungsrings 6a angeordnet
ist. Dabei sind die beiden ventilbildenden Stufenabschnitte mit
unterschiedlicher Länge
vorgesehen, das heißt
sie überdecken
unterschiedliche Winkelbereiche δ' oder δ''. Ähnliches
gilt für
die Ausführungsform
nach 16, bei der vier ventilbildende Stufenabschnitte 12b vorgesehen
sind, die sich über
verschiedene Winkelbereiche erstrecken.
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Gemäß 5 und 6 verläuft ein
Stufenabschnitt 12a über
einen Winkel δ von
etwa 320° und ein
Stufenabschnitt 12b läuft über einen
Winkel δ' von etwa 40°. 5 zeigt
eine Ausführungsform,
bei welcher die Stufenabschnitte 12a, 12b teilweise
innerhalb des Bereichs der Profildichtung 6 sind. Der (obere)
Radius R' der Stufe 12b und
der (obere) Radius R der Stufe 12a sind beide kleiner als
der äußere Radius
Pa und größer als der innere Radius Pi der Profildichtung. Der "untere" Radius der Stufen
ist jedoch kleiner als der innere Pi der
Profildichtung 6. Der untere Radius ist der Radius im Bereich
der unteren Kante der Stufe. Die flache Stufengröße 12b mit einer Steigung α von etwa
10° bildet
das Entlüftungsventil 12b,
welches den inneren Dichtungsring 6b beeinflusst, um Innendruck
zu entlassen, um den äußeren Dichtungsring 6a bei
einem vorgegebenen inneren Druck in der Flasche zu öffnen. Diese
Ventilfunktion wird durch eine steilere Stufenflanke 12a mit
einer Steigung α von
etwa 20°,
welche zu etwa 50 % innerhalb des inneren Radius der Profildichtung
liegt, verstärkt.
Die Stufe 12b gemäß 6 entspricht
der Stufe 12b gemäß 5.
Außerdem
ist noch eine Stufe 12a vorgesehen, welche über einen
Winkel δ von
340° verläuft. Die
steile Stufe 12a hat eine Steigung α von etwa 60° und einen (oberen) Radius R, welcher
identisch oder etwas kleiner ist als der Innenradius Ri der
Profildichtung. Der untere Radius ist kleiner als Ri,
die Stufe ist jedoch dicht genug, um den inneren Dichtungsring 6b zu
beeinflussen. Die Ventilfunktion wird vervollständigt durch die flache Stufenflanke 12b mit
einer Steigung α von
etwa 10° unter
Bildung eines schmalen Entlüftungsventils.
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Bei
den Ausführungsformen
nach den 8 bis 14 sowie 18 und 19 sind
die Prägungen
als über
einen vorgegebenen Winkelbereich umlaufende Rinnen bzw. Sicken 13, 13a, 13b,
vorgegebener Breite B und Höhe
H ausgebildet, wobei die Rinnen jeweils eine zur Deckelmitte M hin
abfallende Außenflanke 16 und
eine zur Deckelmitte M hin aufsteigende Innenflanke 17 aufweisen.
Breite B meint hier die "obere
Breite", also die
volle Breite der Rinne im Bereich ihrer Oberkanten. Bei den Ausführungsformen
nach 8, 9, 10 und 19 ist
die Rinne 13 jeweils als vollständig umlaufende Ringrinne 13 ausgebildet.
Das heißt,
die Rinne 13 erstreckt sich über den gesamten Winkelbereich
bzw. über
einen Vollwinkel von 360°.
Durch Lage der Rinne relativ zu der Profildichtung 6 lässt sich
der Ventileffekt gezielt einstellen. So zeigt 10 eine
Ausführungsform
mit gegenüber 8 und 9 reduziertem Entlüftungseffekt,
da die Rinne gemäß 10 stärker in
den Bereich des inneren Dichtungsstegs 6b verlagert ist.
Die Rinne 13 ist jedoch ebenfalls als vollständig umlaufende
Rinne ausgebildet. Demgegenüber
zeigen beispielsweise 11, 12 Ausführungsformen,
bei welcher mehrere Rinnenabschnitte 13a, 13b vorgesehen
sind, die sich jeweils nur über
einen begrenzten Winkelbereich δ, δ', δ'' erstrecken.
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Eine
vergleichende Betrachtung der 12 sowie 12a und 12b macht
deutlich, dass die einzelnen der vier Rinnen 13a–13b jeweils
unterschiedlich ausgestaltet sind. So sind zwei Rinnen 13a mit
sehr hoher Ventilwirkung vorgesehen, bei denen die äußere Flanke 16 im
Bereich des äußersten
Randes der Profildichtung (bzw. etwas außerhalb) angeordnet ist. Der
Außenradius
der Ra der Rinne entspricht in etwa dem
Außenradius
Pa der Profildichtung 6 oder ist
sogar etwas größer. Der
Innenradius Ri ist in diesen Bereich kleiner
als der Außenradius
Pa der Dichtung 6 und größer als
der Innenradius Pi der Dichtung 6.
Eine weitere, aber geringere druckentlastende Ventilwirkung wird über die
beiden diametral gegenüberliegenden
unterschiedlich langen Rinnen 13b erreicht, bei denen die
abfallende Außenflanke 16 sich über nahezu
die gesamte Breite b der Profildichtung 6 erstreckt.
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11 zeigt
eine Ausführungsform
mit einem langen Rinnenabschnitt 13b, welcher sich über einen
Winkel δ erstreckt
und einen kurzen Rinnenabschnitt 13a, welcher sich über einen
Winkel δ' erstreckt als Entlüftungsventil.
Die Rinne 13b ist vollständig innerhalb des Bereichs
der Profildichtung angeordnet, während
der Rinnenabschnitt 13a nur teilweise innerhalb des Bereichs
der Profildichtung angeordnet ist. Die Rinnenflanke der Rinne 13a hat
eine flache Steigung und ist teilweise außerhalb der Profildichtung
angeordnet, um den Entlüftungseffekt
zu steigern.
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In 14 ist
ferner eine Ausführungsform dargestellt,
bei der mehrere Rinnenabschnitte 13a, b vorgesehen sind,
die zwar alle dieselbe Form aufweisen, jedoch auf unterschiedlichen
Radien Ra, Ri angeordnet
sind. So sind die beiden diametral gegenüberliegenden kurzen Rinnen 13a auf
einem verhältnismäßig großen Außenradius
Ra und Innenradius Ri im
Bereich des äußeren lippenartigen
Dichtungsringes 6a angeordnet, während die demgegenüber verlängerten
Rinnen 13b gemäß 14b im Bereich des flachen inneren Dichtungsrings 6b und
folglich über
einen verringerten Außenradius
Ra und Innenradius Ri angeordnet
sind. Die Ventilfunktion wird hier im Wesentlichen von den beiden äußeren Rinnen 13a übernommen.
Die Rinnenabschnitte 13a, 13b haben hier einen
im Wesentlichen U-förmigen
Querschnitt.
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Eine
vergleichende Betrachtung der verschiedenen Ausführungsbeispiele macht deutlich, dass
die Geometrie der erfindungsgemäßen Ausformungen 12, 12a, 12b, 13, 13a, 13b in
vielfältiger
Weise an die gewünschten
Gegebenheiten und insbesondere an die verwendete Dichtung angepasst
werden kann. So kann der Neigungswinkel α der Stufe verhältnismäßig steil
ausgebildet sein und einen Winkel von 45° bis 90°, z.B. 60° bis 80° gegenüber der Horizontalen aufweisen
(vgl. 3a). Es besteht aber auch die
Möglichkeit,
dass ein flacher Neigungswinkel α im
Bereich der Stufe gewählt
wird, der beispielsweise 10° bis
45° betragen
kann (vgl. 4a). In ähnlicher Weise können die
Neigungswinkel β und γ der Flanken 16, 17 der
umlaufenden Rinnen ausgewählt
werden. 8a zeigt beispielsweise eine
Ausführungsform
mit einem verhältnismäßig steilen
Neigungswinkel β der äußeren Flanke 16,
wobei sich an diese Flanke 16 dann eine verhältnismäßig flache
ansteigende innere Flanke 17 anschließt. Eine umgekehrte Anordnung
ist beispielsweise bei der Ausführungsform
nach 12b vorgesehen.
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Die
Figuren machen ferner deutlich, dass auch die L-förmige Profildichtung 6 in
Grenzen an die Gegebenheiten anpassbar ist. Stets ist ein im Wesentlichen
vertikal nach unten gerichteten äußerer Dichtungsring
bzw. eine Dichtungslippe 6a verwirklicht, die sich mit
ihrer Innenfläche 18 gemäß 20 bzw. 21 im
Zuge des Verschließens
auf die Stirnfläche 3a und.
die Außenfläche 3b des
Flaschenhalses 3 drückt
und so eine befriedigende Dichtung erzeugt. Demgegenüber ist
der innere Dichtungssteg 6b flach ausgebildet, so dass
er leicht auf die Stirnfläche 3a gedrückt wird,
ohne die Flascheninnenfläche 3c zu
umfassen. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass im Zuge des
Druckanstiegs der innere Dichtungssteg 6a nachgeben kann,
damit eine Druckentlastung erfolgen kann. In den Figuren ist ferner
erkennbar, dass die untere Dichtungsfläche 19 des inneren
Dichtungssteges 6b im Wesentlichen horizontal angeordnet
ist. Im Wesentlichen horizontal umfasst dabei auch solche Ausführungsformen,
bei welchem die Dichtungsfläche 19 unter
einem verhältnismäßig kleinen
Winkel von 1° bis
20°, z.B.
15° gegen die
Horizontale geneigt ist, in die eine Richtung oder in die andere
Richtung. Dazu ist beispielsweise auf die 18 und 19 verwiesen,
die entsprechend geneigte Dichtungsflächen 19 zeigen. Von
besonderer Bedeutung ist jedoch, dass ein echter von dem äußeren Dichtungsring
beabstandeter innerer Dichtungsring mit beträchtlicher Höhe, welcher die Flascheninnenfläche 3c umgreift
(C-förmige
Profildichtung), um eine Druckentlastung und ein Zusammenwirken
der Dichtung mit den Einformungen verhindert oder stark reduziert.
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Durch
die Einformung wird in jedem Fall die Dicke und Dichtungseffektivität der Profildichtung 6 um
einen bestimmten Grad reduziert, so dass durch Wahl der Form und
der Tiefe und der Lage der Einformung die Dichtungseigenschaften
beeinflusst werden. Darüber
hinaus kann eine nicht unerhebliche Materialeinsparung erreicht
werden, so dass insgesamt eine kostengünstige Fertigung erfolgt, da
etablierte herkömmliche
Techniken eingesetzt werden können,
mit kleineren Änderungen
der Werkzeuge. Schließlich
besteht die Möglichkeit, über die
Einformungen zusätzlich
eine Versteifung des Deckels zu erreichen, wodurch sich der Öffnungsvorgang
vorteilhaft beeinflussen lässt,
indem nämlich
Hebeleffekte gezielt ausgenutzt werden. Insofern ist beispielsweise
bei 7 eine weitere, nach oben gerichtete stufenartige
Einformung 20 in der Nähe
der Deckelmitte vorgesehen, die keinerlei Einfluss auf die Ventilwirkung
hat, jedoch eine Versteifungsfunktion erfüllt. Ähnliches gilt bei den Ausführungsformen
nach beispielsweise den 4, 12 oder
auch 14. Dort wird der ventilbildende Effekt im Wesentlichen durch
die "kurzen" Einformungen erzielt,
während
die "langen" Einformungen entlang
der Aufreißlinien
im Zusammenhang mit der Ventilbildung lediglich von untergeordneter
Bedeutung sind, jedoch durch die günstige Hebelanordnung das Aufreißen des
Verschlusses erleichtern.
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In
den Figuren ist der Krümmungsradius
r der Stufe zwischen der Abdeckplatte und der abfallenden Stufenflanke 14 und
zwischen der ansteigenden Stufenflanke und der unteren Platte und
der Krümmungsradius
r der Rinnen zwischen der Abdeckplatte und der abfallenden Flanke 16 zwischen der
abfallenden Flanke 16 und der ansteigenden Flanke 17 und
zwischen der ansteigenden Flanke 17 und der Abdeckplatte
ebenfalls dargestellt. Bei einem kleineren Radius r wird eine deutliche
Prägung
erreicht und bei einem größeren Radius
r eine rundere Prägekrümmung. Eine
deutliche Krümmung
beeinflusst den Entlüftungsventileffekt
stärker
als eine rundere Krümmung,
so dass die Flexibilität
der Erfindung erhöht
wird.
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20 zeigt
den Aufreißverschluss
gemäß 6,
vorbereitet für
das Verschließen. 20a zeigt diesen Verschluss nach dem Verschließen mit dem
eingedrückten
Kragen.
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21 zeigt
den Kronkorkenverschluss gemäß 19,
vorbereitet für
das Verschließen. 21a zeigt diesen Verschluss nach dem Verschließen mit
dem Kragen gegen den Flaschenhals gedrückt und leicht unter den Flaschenhalswulst
gedrückt.