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Die
vorliegende Erfindung betrifft verbesserte Gewindeverschlussanordnungen
für Behälter. Die Erfindung
stellt auch verbesserte Gewindeverschlusskappen bereit.
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Gegenwärtige kommerzielle,
in Massenproduktion gefertigte Getränkebehälter benutzen Gewinde des kontinuierlichen,
helikalen Typs an dem Behälterhals
und -verschluss. Die Gewinde umfassen einen einzelnen, im Wesentlichen
kontinuierlichen Gewindeabschnitt an dem Behälterhals mit einer geringen
Gewindesteigung, typischerweise weniger als 5°. Die geringe Gewindesteigung
ist notwendig um sicherzustellen, dass sich der Verschluss nicht
spontan löst.
Die geringe Gewindesteigung stellt auch die notwendige Hebelwirkung
bereit, um eine luftdichte Druckdichtung zwischen dem Verschluss
und dem Behälterhals
zu erreichen, wenn der Verschluss auf dem Behälterhals festgezogen wird.
Die geringe Steigung der helikalen Gewinde bedeutet auch, dass der Verschluss
typischerweise um mehr als 360° gedreht werden
muss, um ihn vollständig
vom Behälterhals zu
lösen.
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Eine
Verschlussanordnung ist in
GB
2311 285A offenbart. Nachteile dieser helikalen Gewinde mit
geringer Steigung sind die umständliche
Rotation, die notwendig ist, um den Verschluss von dem Hals zu entfernen
und wieder darauf zu sichern, der übermäßige Gebrauch von Formmaterial,
um die langen helikalen Gewinde zu formen, und die unzuverlässige Abtrennung
der Originalitätsringe
vom Verschlussrand aufgrund des geringen Steigungswinkels der Gewinde.
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Der
betreffende Anmelder hat in der Internationalen Patentschrift WO95/05322
einen verbesserten Drucksicherheitsverschluss für Behälter kohlensäurehaltiger
Getränke
beschrieben. Diese Patentschrift beschreibt Behälterverschlussanordnungen mit
im Wesentlichen kontinuierlichen Gewinden, die eine im Wesentlichen
kontinuierlichen helikalen Gewindebahn definieren, obschon die Steigung
der Helix variieren kann. Der Verschluss kann durch Rotation um 360° oder weniger
von einer vollständig
gelösten
in eine vollständig
gesicherte Position an dem Behälterhals
bewegt werden. Die Gewinde an dem Hals oder dem Verschluss sind
mit ineinander einrastbaren Elementen versehen, um eine Rotation
des Verschlusses in einer Richtung des Abschraubens über eine
Zwischenposition hinaus zu blockieren oder einzuschränken, wenn
der Verschluss unter einem axialen Druck in einer von dem Behälterhals
ausgehenden Richtung steht, wobei der Hals und der Verschluss so
konstruiert und angeordnet sind, dass sie einen Auslass für aus dem
Behälterhals
entweichendes Gas schaffen, wenigstens, wenn der Verschluss sich
in der Zwischenposition befindet. Dieses Drucksicherheitsmerkmal
verhindert, dass der Verschluss unkontrollierbar fortgeschleudert
wird, sobald mit dem Abschrauben des Verschlusses von dem Behälterhals
begonnen wird. Es ermöglicht
somit den Gebrauch kürzerer,
steiler steigender oder mehrfach beginnender Gewinde in der Behälter- und
Verschlussanordnung und macht somit die Anordnung viel anwenderfreundlicher
für ältere Menschen
und Kinder, ohne die Drucksicherheit zu opfern. WO97/21602 und WO99/19228
beschreiben verbesserte Versionen der Anordnungen in WO95/05322.
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Die
in WO95/05322 erläuterten
Getränkebehälter-verschlussanordnungen
weisen kurze, hervorstehende Gewindesegmente an der Kappe und längere, hervorstehende
Gewindesegmente an dem Behälterhals
auf. Dieses Arrangement ist herkömmlich, zum
Teil wegen der Erfordernisse des Hochgeschwindigkeitsspritzgießens der
Kappen, gemäß derer
die Kappen von einem (vorzugsweise) einteiligen Formdorn mit minimaler
Verwindung „abgestreift" werden müssen.
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Interessanterweise
haben die verschiedenen Schraubverschlussformate für Getränkebehälter Glasflaschen
mit Kronenverschlüssen
noch nicht vollständig
ersetzt. Und dies, obwohl Kronenverschlüsse zum Öffnen einen Öffner erfordern
und nicht wieder luftdicht auf dem Flaschenhals gesichert werden
können
und es somit nötig
machen, den gesamten Inhalt einer solchen Flasche sofort nach dem Öffnen zu
konsumieren.
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Der
betreffende Anmelder vermutet als einen der Gründe für den fortgesetzten Gebrauch
von Kronenverschlüssen,
dass sie besser für
das Konsumieren direkt aus der Flasche geeignet sind, weil die relativ
glatten Oberflächen
des Flaschenhalses angenehmer zwischen den Lippen des Konsumenten sind.
Diese Eigenschaft wird im Folgenden als „Anwenderfreundlichkeit" des Flaschenhalses
bezeichnet. Im Gegensatz dazu weisen die Hälse von Behältern mit Schraubverschluss
Halsgewinde auf, die eine relativ raue oder grobe Oberfläche für die Lippen darstellt.
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Schraubverschlussanordnungen
für Behälter bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere anwendbar für Getränkebehälter, einschließlich Behältern für kohlensäurehaltige
Getränke.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Behältergewindeverschlussanordnung
bereit, wobei die Anordnung umfasst: einen Behälterhals mit einer Öffnung;
einen Verschluss des Halses, wobei der Verschluss einen Basisabschnitt
und einen Randabschnitt aufweist; ein erstes Schraubengewinde an
dem Hals, wobei das erste Schraubengewinde eines oder mehr erste
Schraubengewindesegmente umfasst; ein zweites Schraubengewinde an
einer Innenoberfläche
des Rands des Verschlusses, wobei das zweite Schraubengewinde vier
oder mehr Gewindesegmente umfasst; wobei die ersten und zweiten
Schraubengewinde konfiguriert sind, um einen Anwender in die Lage
zu versetzen, den Verschluss in eine dichtende Position an dem Hals
durch Drehen des Verschlusses auf dem Hals zu sichern, zu entfernen
und erneut zu sichern; und komplementäre Sperrelemente an dem Behälterhals
und dem Verschluss, welche dem Abschrauben des Verschlusses aus
der dichtenden Position an dem Behälterhals, nachdem der Verschluss
an dem Behälterhals
gesichert oder wieder gesichert worden ist, widerstehen bis ein
vorbestimmtes Minimum des Öffnungsdrehmoments
angewandt wird, wobei die zweiten Gewindesegmente eine im Wesentlichen
kontinuierliche helikale Gewindebahn definieren, entlang derer die ersten
Gewindesegmente aus einer im Wesentlichen vollständig gelösten zu einer im Wesentlichen
vollständig
gesicherten Position des Verschlusses an dem Behälterhals durch eine einzige
glatte Rotation über
360° oder
weniger wandern können;
und dadurch gekennzeichnet, dass sich erste Gewindesegmente radial
von 5° bis
45° um den
Behälterhals
erstrecken, wobei die zweiten Gewindesegmente sich um wenigstens
60° um den
Verschlussrand erstrecken und die zweiten Gewindesegmente aus einem oder
mehreren radial beabstandeten hervorstehenden Abschnitten hergestellt
sind, wobei sich jeder Abschnitt radial nicht mehr als etwa 60° um den Verschlussrand
erstreckt.
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Der
Behälterhals
ist vorzugsweise aus thermoplastischem Material geformt, d.h. aus
einem geformten Polymer, er kann jedoch auch aus Glas geformt sein.
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Der
Verschluss ist vorzugsweise aus spritzgegossenem Thermoplast geformt,
und es ist ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass
die Verschlüsse
leicht mittels Hochgeschwindigkeitsspritzguss hergestellt werden
können,
wie weiter unten beschrieben werden wird.
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Der
mittlere Innendurchmesser des Halses kann typisch für Behälter für kohlensäurehaltige
Getränke
sein, beispielsweise etwa 1,5 bis etwa 3 cm. In anderen Ausführungsformen
hat der Hals einen größeren Durchmesser,
um das Trinken oder Ausgießen aus
dem Hals zu erleichtern, beispielsweise einen mittleren Innendurchmesser
von etwa 3 bis etwa 8 cm, vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 6 cm.
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Vorzugsweise
gibt es wenigstens zwei der ersten Gewindesegmente. Insbesondere
gibt es wenigstens vier der ersten Gewindesegmente. Besonders bei
den größeren Halsformaten
kann es sechs, acht, zehn, zwölf
oder mehr erste Gewindesegmente geben. Die Anzahl der zweiten Gewindesegmente
ist typischerweise gleich der Anzahl der ersten Gewindesegmente.
Vorzugsweise führt
dies zu einer Anzahl von Gewindeanfängen, die gleich ist der Anzahl der
ersten Gewindesegmente, oder vorzugsweise wenigstens zu zwei Gewindeanfängen, insbesondere
zu wenigstens vier, wie etwa sechs oder acht Gewindeanfängen.
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Die
ersten Gewindesegmente an dem Behälterhals sind kürzer als
die zweiten Gewindesegmente. Das heißt, sie erstrecken sich radial
um den Hals um einen kleineren Winkel als dem Winkel, um den sich
die zweiten Gewindesegmente um den Verschlussrand erstrecken. Vorzugsweise
erstrecken sich die ersten Gewindesegmente nicht ganz um den Hals
herum, und vorzugsweise überlappen
sie nicht um den Behälterhals.
Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens eines der ersten Gewindesegmente
von etwa 1 bis etwa 60 Grad umlaufend um den Behälterhals, insbesondere von
etwa 2 bis etwa 45 Grad, insbesondere von etwa 5 bis etwa 30 Grad,
insbesondere von etwa 10 bis etwa 20 Grad, und insbesondere verlaufen
alle ersten Gewindesegmente in dieser Weise. Vorzugsweise beträgt die maximale
Länge jedes
der ersten Gewindesegmente zwischen etwa 2 und etwa 20 mm, insbesondere
zwischen etwa 4 bis etwa 15 mm, insbesondere zwischen etwa 6 bis
etwa 12 mm. Vorzugsweise haben alle ersten Gewindesegmente im Wesentlichen
die gleiche Form und Konfiguration, wobei die Anzahl von Gewindeanfängen die
gleiche sein kann wie die Anzahl der ersten Gewindesegmente.
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Der
Begriff „erstes
Gewindesegment" bezeichnet
typischerweise einen länglichen,
steigenden Vorsprung an dem Behälterhals.
Er bezeichnet typischerweise nicht einen einfachen hervorstehenden Ansatz
oder Zapfen. Die mittlere Steigung der Oberflächen der ersten Gewindesegmente
beträgt
vorzugsweise zwischen etwa 5° und
etwa 25°,
insbesondere zwischen etwa 10° und
20°. Die
oberen und die unteren Oberflächen
der ersten Gewindesegmente können
unterschiedliche Steigungen aufweisen, und die Steigung entlang
der einen oder der anderen Oberfläche kann ebenfalls variieren.
Vorzugsweise weist wenigstens eine der Oberflächen wenigstens einen Bereich
konstanter Steigung auf, der sich für wenigstens 5° um den Behälterhals
erstreckt. Beispielsweise kann das erste Gewindesegment ein kurzes
helikales Gewindesegment mit abgerundeten Enden sein, ähnlich den
Gewindesegmenten an den Verschlusskappen, die in WO95/05322 bzw. WO97/21602
im Detail beschrieben sind.
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Die
ersten Gewindesegmente können
im Querschnitt entlang der Längsachse
des Halses im Wesentlichen dreieckig, rechteckig, gerundet oder abgeschrägt viereckig
oder trapezoid sein. Vorzugsweise sind die ersten Gewindesegmente
geglättet. Das
heißt,
wenigstens eine Kante der Segmente ist so geformt, dass sich ein
gerundeter oder abgeschrägter
Querschnitt entlang der Längsachse
des Halses zeigt statt eines dreieckigen, rechteckigen oder trapezoiden
Querschnitts zwischen der Seite des Segments und der Oberseite des
Segments. Vorzugsweise sind alle Kanten des Segments auf diese Weise
geglättet.
Vorzugsweise führt
dies gegenüber dem
bisherigen Stand der Technik zu einem vergrößerten Radius der Krümmung zwischen
der Oberseite des Segments und der Seite des Segments. Beispielsweise
kann der Radius der Krümmung
wenigstens 0,5 mm betragen, insbesondere wenigstens 1 mm oder 2
mm. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Segments entlang der Längsachse
des Halses im Wesentlichen eine kontinuierliche Kurve wie etwa ein Halbkreis
oder eine Sinuskurve. Das geglättete
Profil verbessert die Anwenderfreundlichkeit des Halsgewindeabschlusses.
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Vorzugsweise
ist die maximale radiale Höhe der
ersten Gewindesegmente über
der zylindrischen Basis des Halsab schlusses größer als 0,1 mm, insbesondere
größer als
0,2 mm und noch besser zwischen 0,5 und 3 mm, am besten zwischen
1 und 2 mm. Vorzugsweise beträgt
die Breite der ersten Gewindesegmente (gemessen entlang der Längsachse des
Behälterhalses)
zwischen 1 mm und 6 mm, insbesondere zwischen 2 mm und 4 mm. Die
Verwendung solcher relativ großen
und hohen Gewindesegmente trägt
zu der Möglichkeit
bei, einen anwenderfreundlichen Halsabschluss herzustellen, an dem
ein geeigneter Schraubverschluss auf drucksichere Weise gesichert
und wieder gesichert werden kann. Nichtsdestoweniger ermöglichen
es die Kürze
der ersten Gewindesegmente und der gewöhnliche gerundete oder geglättete Querschnitt
der ersten Gewindesegmente, dass der relativ hohe Halsabschluss anwenderfreundlich
gestaltet wird, insbesondere dass er angenehm für die Lippen eines Anwenders beim
Trinken direkt von dem Hals gestaltet wird.
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Vorzugsweise
definieren die zweiten Gewindesegmente auf der Innenseite des Verschlussrandes
eine im Wesentlichen kontinuierliche helikale Gewindebahn, entlang
derer die ersten Gewindesegmente aus einer im Wesentlichen vollständig gelösten zu
einer im Wesentlichen vollständig
gesicherten Position des Verschlusses an dem Behälterhals wandern. Das heißt, das
erste und das zweite Gewinde rasten nicht stufenweise ineinander
wie ein Bajonettverschluss (der für kurze Gewindesegmente normal ist),
sondern eher in der Art einer herkömmlichen kontinuierlichen helikalen
Schraube. Mit anderen Worten, die Steigung der Gewindebahn ist normalerweise
kleiner als 90 Grad über
ihre gesamte Länge. Man
wird verstehen, dass die Steigung der Helix nicht konstant sein
muss. Vorzugsweise beträgt
die mittlere Steigung der helikalen Gewindebahn zwischen 5 und 20
Grad bei einer typischen Anordnung für kohlensäurehaltige Getränke wie
vorhergehend beschrieben. Die Steigung kann bei Anordnungen mit
weiter Öffnung
wie vorhergehend beschrieben abweichen.
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Die
kontinuierliche Gewindebahn macht es besonders einfach für Ältere und
Schwache oder für Kinder,
die Anordnung zu verschließen.
Im Gegensatz dazu erfordern bajonettartige Gewinde der Art, wie
sie in der Patentschrift US-A-5135124 beschrieben ist, eine relativ
komplexe, stufenweise Bedienung, um den Verschluss an dem Behälterhals
zu sichern, mit dem Ergebnis, dass der Verschluss oft unsachgemäß an dem
Behälterhals
gesichert ist. Außerdem
ist es extrem schwierig, einen Originalitätsring für den Verschluss zu entwickeln,
der beim Öffnen
einer Anordnung mit bajonettartigem Verschluss zuverlässig und
leicht abgetrennt wird. Schließlich
ist ein kontinuierliches Gewinde gegen den Druck aus dem Inneren
des Behälters
leichter von physisch schwachen Menschen nach unten zu schrauben
als ein Bajonettgewinde.
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Die
zweiten Gewindesegmente sind keine bajonettartigen Gewindesegmente.
Die zweiten Gewindesegmente erstrecken sich über eine ausreichende Strecke
entlang des Verschlussrandes, so dass sich ein oberer Abschnitt
eines Gewindesegments nahe einem unteren Abschnitt eines anderen Gewindesegmentes
befindet, und vorzugsweise überlappt
er das andere Gewindesegment für
eine begrenzte Winkelstrecke um den Verschlussrand. Das heißt, vorzugsweise überlappen
die betreffenden oberen und unteren Abschnitte benachbarter zweiter
Gewindesegmente umlaufend. Vorzugsweise erstreckt sich wenigstens
eines der zweiten Gewindesegmente über wenigstens 45° um den Verschlussrand,
insbesondere über
wenigstens 60° um den
Verschlussrand, insbesondere über
wenigstens 90°.
Zwischen den oberen und unteren Abschnitten der Gewindesegmente
ist ein Gewindespalt definiert. Eines der ersten Gewindesegmente
wandert durch diesen Gewindespalt, wenn der Verschluss auf den Behälterhals
aufgeschraubt oder von diesem abgeschraubt wird.
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Vorzugsweise
gibt es vier, sechs oder acht der zweiten Gewindesegmente. Vorzugsweise
definieren die ersten und die zweiten Gewindesegmente eine im Wesentlichen
kontinuierliche und fest steigende Gewindebahn mit vier, sechs oder
acht Anfängen.
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Vorzugsweise
kann der Verschluss aus einer vollständig gelösten zu einer vollständig eingerasteten
Position an dem Behälterhals
(oder umgekehrt) durch eine einzige glatte Rotation um etwa 360
Grad oder weniger, insbesondere um etwa 180 Grad oder weniger und
am besten um etwa 90 Grad, bewegt werden.
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Vorzugsweise
ist die maximale radiale Höhe der
zweiten Gewindesegmente über
der zylindrischen Oberfläche
des Verschlussrandes größer als 0,1
mm, insbesondere größer als
0,2 mm und noch besser zwischen etwa 0,5 und 3 mm, am besten zwischen
1 und 2 mm. Vorzugsweise beträgt
die Breite der zweiten Gewindesegmente (gemessen entlang der Längsachse
des Verschlussrandes) zwischen etwa 1 mm und 6 mm, insbesondere
zwischen etwa 2 mm und 4 mm.
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Die
zweiten Gewindesegmente bestehen jeweils aus einem oder mehr radial
beabstandeten hervorstehenden Abschnitten, wobei sich jeder Abschnitt
radial über
nicht mehr als etwa 60° um
den Verschlussrand erstreckt, vorzugsweise über nicht mehr als etwa 45° um den Verschlussrand,
insbesondere über
nicht mehr als etwa 2° bis
etwa 30° um
den Verschlussrand. Die radial beabstandeten hervorstehenden Abschnitte
sind vorzugsweise radial durch Spalte beabstandet, die sich radial über 0° bis etwa 10° erstrecken,
vorzugsweise über
etwa 0,5° bis etwa
2°. Vorzugsweise
beträgt
die Breite der Spalte zwischen etwa 0,1 mm und etwa 5 mm, insbesondere zwischen
etwa 0,5 mm und etwa 2 mm. Mit anderen Worten, das zweite Gewinde
ist vorzugsweise ein durchbrochenes oder unterbrochenes Gewinde
mit mehreren Spalten in jedem Gewindesegment, wobei aber die Spalte
radial ausreichend schmal sind, um die Funktion der zweiten Gewindesegmente
nicht zu beeinträchtigen.
Das heißt,
die zweiten Gewindesegmente definieren dazwischen dennoch eine im
Wesentlichen kontinuierliche helikale Gewindebahn. Dies erfordert,
dass die Spalte in den zweiten Gewindesegmenten (wie auch die Spalte
zwischen den zweiten Gewindesegmenten) radial schmaler sind als
die ersten Gewindesegmente.
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Vorzugsweise
besteht jedes der zweiten Gewindesegmente aus wenigstens zwei Abschnitten, vorzugsweise
aus wenigstens drei oder vier Abschnitten, und dies impliziert wenigstens
eine oder vorzugsweise wenigstens zwei oder drei Spalte in dem Gewindesegment.
Das Vorhandensein der Spalte in den zweiten Gewindesegmenten kann
den Auslass von Gas durch das zweite Gewinde beim Öffnen unter
Druck stehender Behälter
verbessern. Wichtiger noch können
die Verschlusskappen während
der Hochgeschwindigkeitsproduktion leicht von einem einteiligen
Formdorn abgestreift werden, da die durchbrochenen Gewinde weniger
Widerstand gegen die radiale Ausweitung des Verschlussrandes bieten.
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Vorzugsweise
weist auch wenigstens eines der zweiten Gewindesegmente einen geglätteten Querschnitt
auf. Der Querschnitt des zweiten Gewindes ist vorzugsweise komplementär zu dem
oben für die
ersten Gewindesegmente beschriebenen Querschnitt. Man wird verstehen,
dass dies zu einer besseren Passform zwischen den ersten und den
zweiten Gewindesegmenten führen
kann, beispielsweise wenn sie parallel zur Rotationsachse zueinander passende
Querschnittsformen aufweisen. Darüber hinaus machen es kegelige
oder geglättete
Gewinde an dem Verschluss leichter, den Verschluss von einem einteiligen
Formdorn abzustreifen, und unterstützen so eine Hochgeschwindigkeitsproduktion
der Verschlüsse
durch Spritzgießen
ohne die Notwendigkeit mehrteiliger Gießformen.
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Die
vorliegende Erfindung ist für
eine Vielzahl von Behältern
anwendbar, bei denen Anwenderfreundlichkeit wünschenswert ist, einschließlich Behältern sowohl
für kohlensäurehaltige
als auch für kohlensäurefreie
Getränke.
Die vorliegende Erfindung ist für
Behälterverschluss-anordnungen
aus geformtem Thermoplast und auch für Behälterverschlussanordnungen aus
Glas oder Metall sowie für Kombinationen
davon (z.B. Glasbehälterhals
mit Metall- oder Thermoplastverschluss) anwendbar.
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Vorzugsweise
umfasst die Behälterverschlussanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung außerdem
komplementäre
Sperrmittel an dem Behälterhals
und dem Verschluss, die dem Abschrauben des Verschlusses aus der
vollständig
eingerasteten Position an dem Behälterhals, nachdem der Verschluss
an dem Behälterhals
gesichert oder wieder gesichert worden ist, widerstehen, bis ein
vorbestimmtes Minimum des Öffnungsdrehmoments
angewandt wird. Diese Elemente ermöglichen die Verwendung steiler
ansteigender Gewinde und frei laufender (paralleler) Gewinde ohne
das Risiko, dass sich der Verschluss spontan löst. Die Verwendung steiler
ansteigender Gewinde wiederum ermöglicht es, innerhalb der Größen- und
Höhenbeschränkungen
eines normalen Halsabschlusses breitere und höhere Gewindesegmente zu verwenden.
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Vorzugsweise
umfasst das Sperrmittel an dem Behälterhals einen Vorsprung oder
eine Ausnehmung zum Eingriff mit einem komplementären Vorsprung
oder Ausnehmung an dem Verschlussrand. Insbesondere ist der Vorsprung
oder die Ausnehmung an dem Behälterhals
geglättet
wie im Vorhergehenden beschrieben.
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Insbesondere
umfasst das Sperrmittel eine längs
verlaufende Sperrrippe an dem Behälterhals und eine komplementäre Sperrrampe
an dem Randabschnitt des Verschlusses, wobei die Sperrrippe an der
Rückhaltekante
der Sperrrampe anliegt, wenn der Verschluss vollständig an
dem Behälterhals
eingerastet ist. In alternativen bevorzugten Ausführungsformen
kann eine Sperrausnehmung wie etwa eine längs verlaufende Kerbe in einem
oder mehreren der ersten oder zweiten Ge windesegmente vorgesehen
sein, und an dem Behälterhals
oder an dem Randabschnitt des Verschlusses ist eine längs verlaufende
Sperrrippe vorgesehen, wobei in der voll eingerasteten und versiegelnden
Position die Sperrrippe in die Ausnehmung in den Gewindesegmenten eingreift.
Sperrmittel dieser Art sind im Detail in WO91/18799 und WO95/05322
beschrieben.
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Die
komplementären
Sperrmittel bieten eine Anzahl wichtiger Vorteile. Erstens verhindern
sie das unbeabsichtigte Herausrutschen des Verschlusses aus der
vollständig
eingerasteten und dichtenden Position am Behälterhals aufgrund des Drucks
aus dem Inneren des Behälters.
Dies erlaubt auch die Verwendung steiler ansteigender Gewinde an
dem Behälterhals
und dem Verschluss. Außerdem
geben die Sperrmittel ein eindeutiges „klick", wenn die vollständig eingerastete und dichtende
Position des Verschlusses an dem Behälterhals erreicht ist, und
geben dem Anwender so ein eindeutiges Zeichen für diese Position. Dies trägt dazu
bei sicherzustellen, dass exakt das richtige Maß an Druck zwischen dem Behälter und
dem Verschluss angelegt wird, um eine effektive luftdichte Dichtung
zu erreichen.
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Vorzugsweise
ist die Behälterverschlussanordnung
gemäß der Erfindung
eine Anordnung für
ein kohlensäurehaltiges
Getränk,
wobei der Behälter
außerdem
ineinander einrastbare Elemente an dem Hals und an dem Verschluss
umfasst, um eine Drehung des Verschlusses in einer Richtung des
Abschraubens über
eine Zwischenposition hinaus zu blockieren oder einzuschränken, wenn
sich der Verschluss unter axialem Druck in einer von dem Behälter ausgehenden
Richtung befindet. Dies ist das so genannte Drucksicherheitsmerkmal,
das verhindern soll, dass der Verschluss sich unkontrollierbar löst oder
abspringt, wenn er unter Druck von einem Behälterhals entfernt wird. Vorzugsweise
sind die bevorzugten Ausführungsformen
dieses Drucksicherheits-merkmals gestaltet wie in WO95/05322, WO97/21602
und WO99/19228 beschrieben.
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Vorzugsweise
sind die ersten und zweiten Schraubgewinde so konstruiert und angeordnet, dass
sie axiales Verrücken
des Verschlusses gegenüber
dem Hals wenigstens dann erlauben, wenn der Verschluss sich in der
Zwischenposition befindet, und vorzugsweise sind die einrastbaren
Elemente so angepasst, dass sie ineinander einrasten, wenn der Verschluss
axial in eine von dem Behälter
ausgehenden Richtung verrückt
wird, beispielsweise durch axialen Druck aus dem Inneren des unter
Druck stehenden Behälters.
Insbesondere sind die ineinander einrastbaren Elemente so konstruiert
und angeordnet, dass sie nicht ineinander einrasten, wenn der Verschluss
axial in eine Richtung einwärts
zum Hals hin an der Zwischenposition verrückt wird, beispielsweise, wenn
der Verschluss auf den Behälterhals
aufgeschraubt wird.
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Vorzugsweise
umfassen die ineinander einrastbaren Elemente eine Stufe oder Ausnehmung
in der unteren Oberfläche
eines der Schraubgewindesegmente, um eine erste Anlageoberfläche zu schaffen,
an der eine zweite Anlageoberfläche
an einem der ersten Schraubgewindesegmente anliegt, um die Rotation
des Verschlusses in einer Richtung des Abschraubens an der Zwischenposition
zu blockieren oder einzuschränken,
wenn sich der Verschluss unter axialem Druck in einer von dem Behälter ausgehenden
Richtung befindet.
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Insbesondere
umfasst das zweite Gewindesegment einen ersten Gewindeabschnitt
mit einem ersten Längsquerschnitt
und einen zweiten Gewindeabschnitt mit einem zweiten Längsquerschnitt,
wobei das erste Gewindesegment an dem zweiten Gewindeabschnitt anliegt.
Der relativ breite erste Querschnitt liegt vorzugsweise neben dem
umlaufend überlappenden
Abschnitt der zweiten Gewindesegmente, was zu einem relativ schmalen
Gewindespalt in diesem Bereich führt.
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Die
Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung
umfassen daneben vorzugsweise zusätzliche Mittel zur Bildung
einer luftdichten Dichtung zwischen dem Hals und dem Verschluss.
In bestimmten Ausführungsformen
umfassen die dichtenden Mittel einen komprimierbaren Einsatz in
dem Basisabschnitt des Verschlusses, der an einer Lippe an dem Behälterhals
anliegt. Vorzugsweise ist der Dichtungseinsatz aus einem komprimierbaren
Elastomer geformt. Eine umlaufende Dichtungsrippe kann an der Lippe
des Behälterhalses
oder in der Basis des Verschlusses unterhalb des Dichtungseinsatzes
vorgesehen sein, um die Kompression des Elastomers zu optimieren
und eine luftdichte Dichtung zu erzielen. Vorzugsweise ist jedoch
die Lippe des Behälterhalses
glatt und abgerundet, um seine Anwenderfreundlichkeit zu optimieren.
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In
anderen Ausführungsformen
kann das Dichtungsmittel einen zylindrischen Dichtungsstopfen umfassen,
der konzentrisch und in dem Verschlussrand hervorsteht und eine
druckdichte Dichtung mit der Innenseite des Behälterhalses nach dem Öffnen bildet.
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Vorzugsweise
sind das erste und zweite Gewinde an dem Behälterhals und an dem Verschluss Gewinde
mit variabler Steigung, vorzugsweise wie in WO97/21602 beschrieben.
Vorzugsweise ist die Steigung einer Abschraubgewindebahn, die durch
die ersten und zweiten Gewindesegmente definiert ist, relativ geringer
in einem ersten Bereich und relativ höher in einem zweiten Bereich,
der in Richtung des Abschraubens gegen den ersten Bereich versetzt
ist. Die Steigung der Gewindebahn in dem ersten Bereich ist vorzugsweise
im Wesentlichen konstant. Der erste Bereich schließt normalerweise
die Position ein, an der der Verschluss an dem Behälterhals
abdichtet. Vorzugsweise erstreckt sich der erste Bereich über 20°–40° um den Behälterhals
oder den Verschluss herum. Vorzugsweise liegt die Steigung der unteren
Gewindeoberfläche
in dem ersten Bereich zwischen 1° und
12°, insbesondere
zwischen 2° und
8°.
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Vorzugsweise
ist der zweite Bereich benachbart zum ersten Bereich der Gewindebahn.
Vorzugsweise ist die Steigung der helikalen Gewindebahn in dem zweiten
Bereich im Wesentlichen konstant, und der zweite Bereich erstreckt
sich vorzugsweise über 15° bis 35° um den Behälterhals
oder den Verschlussrand herum. Vorzugsweise liegt die Steigung der
Gewindebahn in dem zweiten Bereich zwischen 15° und 35°.
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Die
Verwendung einer Gewindebahn mit variabler Steigung macht es leichter,
schnell festziehende Gewinde mit einer steilen durchschnittlichen
Steigung, die für Ältere und
Kinder benutzerfreundlich sind, mit Drucksicherheit zu kombinieren.
Ein Problem, das bei schnell festziehenden Gewinden auftreten könnte, besteht
darin, dass sie steil steigen, was zu der Neigung führt, aus
der vollständig
gesicherten Position an dem Behälterhals
zu rutschen, wenn der Behälter
unter Druck gesetzt wird. Dieses Problem kann durch die Verwendung
bajonettartiger Gewinde überwunden
werden, doch führt
die Verwendung bajonettartiger Gewinde zu einer Reihe anderer Probleme,
wie oben beschrieben. Im Gegensatz dazu lösen die Gewinde mit variabler
Steigung das Problem des Verrutschens des Verschlusses unter Druck,
während
sie gleichzeitig alle Vorteile kontinuierlicher, schnell festziehender
Gewinde beibehalten.
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Vorzugsweise
umfasst die helikale Abschraubgewindebahn außerdem benachbart zum zweiten
Bereich einen dritten Bereich, wobei der dritte Bereich eine relativ
geringe Steigung aufweist. Vorzugsweise weist der dritte Bereich
eine relativ konstante Steigung auf, vorzugsweise zwischen 1° und 12°, insbesondere
zwischen 2° und
8°. Der
dritte Bereich schließt
vorzugsweise die Position des Verschlusses auf dem Behälterhals
ein, an der der Verschluss in der Zwischenposition, an der Gas ausgelassen
wird, blockiert ist. Die relativ geringe Steigung des dritten Bereiches vermindert
die Neigung des Verschlusses, bei hohen Gasdrücken die Sperrmittel zu überwinden.
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Vorzugsweise
umfasst die Verschlussanordnung eine Ausnehmung an der inneren Oberfläche des
Verschlussrandes, wobei die Ausnehmung zwischen zwei der mehreren
zweiten Gewindesegmente sitzt und diese überlappt, um die Querschnittsfläche zu vergrößern, die
zwischen den zweiten Gewindesegmenten zum Auslassen des Gases vorgesehen
ist.
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Es
wurde festgestellt, dass der Gewindespalt zwischen überlappenden
Abschnitten benachbarter zweiter Gewindesegmente einen Querschnitt
haben kann, der für
das Auslassen des Gases unter allen Umständen zu klein ist. Die Ausnehmung überwindet diese
Schwierigkeit, indem sie den Querschnitt des Gewindespalts vergrößert, um
den Umfang des Gasauslasses zu erhöhen.
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Die
vergrößerte Querschnittsfläche des
Auslassweges in den umlaufend überlappenden
Bereichen des zweiten Gewindes erlaubt das schnellere Auslassen
von Druck aus dem Behälter
und reduziert so die Zeit, für
die der Verschluss in der Zwischenposition blockiert ist, während der
Druck ausgelassen wird, ohne Verlust an Drucksicherheit.
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Vorzugsweise
umfasst die Ausnehmung eine längliche
Kerbe, die sich um den Verschlussrand zwischen den zweiten Gewindesegmenten
in den überlappenden
Bereichen erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die längliche
Kerbe im Wesentlichen parallel zu der helikalen Gewindebahn. Vorzugsweise umfasst
die Ausnehmung eine längliche
Kerbe in der Innenseite des Verschlussrandes. Vorzugsweise beträgt die Fläche des
Längsquerschnitts
der Ausnehmung zwischen 5% und 50% der mittleren Fläche des
Längsquerschnitts
der Segmentabschnitte des zweiten Gewindes, die benachbart zu der
Ausnehmung liegen.
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In
einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Verschlusskappe
für eine
Behälterverschlussanordnung
bereit, wobei die Kappe einen Basisabschnitt und einen Randabschnitt
mit einem Schraubgewinde umfasst, das durch mehrere Schraubgewindesegmente
definiert ist, die von dem Rand nach innen hervorstehen und sich
radial über wenigstens
etwa 90° um
den Rand erstrecken, wobei die Gewindesegmente jeweils aus mehreren,
radial beabstandeten, hervorstehenden Abschnitten besteht, wobei
sich jeder Abschnitt radial über
nicht mehr als etwa 60° um
den Verschlussrand erstreckt.
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Die
bevorzugten Merkmale der Verschlusskappe gemäß dieses Aspekts der Erfindung
sind wie im Vorhergehenden mit Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung
beschrieben. Vorzugsweise ist die Verschlusskappe aus Thermoplast
durch Spritzgießen geformt.
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Spezifische
Ausführungsformen
der Behälterverschluss-anordnungen
gemäß der vorliegenden Erfindung
werden nun beispielhaft mit Verweis auf die dazugehörigen Abbildungen
weiter beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer Behälterverschlussanordnung
gemäß der vorliegenden
Erfindung mit dem Verschluss in der vollständig eingerasteten Position
auf dem Behälterhals,
in der der Hals erhöht gezeigt
ist und der Verschluss mit teilweise ausgeschnittenem Rand gezeigt
ist, um die Gewinde an dem Behälterhals
zu zeigen;
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2 eine
erhöhte
Seitenansicht des Behälterhalses
der Verschlussanordnung in 1 nach dem
Entfernen des Verschlusses;
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3 einen
Querschnitt durch den Verschluss nur der Anordnung in 1;
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4 eine
flache Projektion der Schraubgewinde des Verschlussrandes der Anordnung
in 1, wobei die Schraubgewinde des Halses schraffiert
in einer Abfolge von Positionen gezeigt sind, wie sie während der
Verschlussbelastung eingenommen werden;
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5 eine ähnliche
Projektion wie 4, wobei jedoch die Schraubgewinde
des Halses schraffiert in einer Abfolge von Positionen gezeigt sind,
wie sie während
der Verschlussentfernung eingenommen werden.
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Mit
Verweis auf 1 und 2 ist diese Ausführungsform
eine Behälterverschlussanordnung,
die auf einen Behälter
für kohlensäurehaltige Getränke angepasst
ist. Die Hauptmerkmale dieser Anordnung entsprechen denen der Anordnung,
die in unseren Internationalen Patentschriften WO95/05322 und WO97/21602
und WO99/19228 beschrieben und beansprucht sind. Es ist jedoch wichtig
anzumerken, dass die Gewinde an dem Verschluss und dem Hals in der
vorliegenden Erfindung gegenüber
den Verschlussanordnungen, die in diesen Patentschriften beschrieben
sind, umgekehrt sind. Das heißt,
die früheren
Patentbeschreibungen beschreiben im Detail Anordnungen mit kurzen
Gewindesegmenten in dem Verschlussrand und längeren Gewindesegmenten an
dem Hals, wohingegen die vorliegende Erfindung nur kurze Gewindesegmente
an dem Hals und längere
Gewindesegmente an dem Verschlussrand bereitstellt.
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Die
Anordnung umfasst einen Behälterhals 10 eines
Behälters
für kohlensäurehaltige
Getränke und
einen Verschluss 12. Sowohl der Behälterhals als auch der Verschluss
sind aus Plastik geformt. Der Behälter ist vorzugsweise durch
Spritzguss und Blasformen von Polyethylenterephtalat in einer Weise
geformt, die für
Behälter
kohlensäurehaltiger
Getränke herkömmlich bekannt
ist. Der Verschluss ist vorzugsweise durch Spritzgießen von
Polypropylen geformt.
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An
dem Behälterhals 10 ist
ein erstes Schraubgewinde mit vier Anfängen bereitgestellt, das aus
vier ersten Gewindesegmenten 18 besteht, wie in 2 und
in den Gewindeabwicklungen der 3–5 schraffiert
gezeigt. Die ersten Gewindesegmente 18 sind kurze Gewindesegmente,
die sich über
etwa 33° um
den Hals erstrecken und eine untere Oberfläche 60 mit relativ
geringer Steigung von etwa 6° und
eine obere Oberfläche 62 mit
einer mittelstarken Steigung von etwa 13,5° aufweisen. Die ersten Gewindesegmente
zeigen einen im Wesentlichen trapezoiden Querschnitt entlang der
Achse des Halses. Der Behälterhals
hat eine abgerundete Lippe, um die Anwenderfreundlichkeit des Halses
zu erhöhen.
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Mit
Verweis auf 1 und 3 umfasst
der Verschluss 12 einen Basisabschnitt 14 und
einen Randabschnitt 16. Der Verschlussrand 12 ist
mit einem zweiten Schraubgewinde versehen, das aus vier zweiten
Gewindesegmenten 20 gebildet wird, von denen jedes aus
vier radial beabstandeten, durch Spalte getrennten Abschnitten besteht
und eine untere Gewindeoberfläche 22 und
eine obere Gewindeoberfläche 24 aufweist.
(Der Begriff „obere" bedeutet in diesem
Zusammenhang näher
an der Basis des Verschlusses, d.h. weiter von dem offenen Ende
des Verschlusses entfernt). Die oberen und unteren zweiten Gewindeoberflächen 22, 24 geben
den Gewindesegmenten im Wesentlichen trapezoide Seitenkanten, die
komplementär
zur Form der ersten Gewindesegmente ist. Ein im Wesentlichen kontinuierlicher,
annähernd
helikaler Gewindespalt 26 ist zwischen den überlappenden
Bereichen der oberen und unteren Oberflächen 22, 24 an
benachbarten zweiten Gewindesegmenten 20 definiert.
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Es
ist ersichtlich, dass die oberen und unteren Abschnitte benachbarter
zweiter Gewindesegmente 20 über einen Teil ihrer Länge umlaufend überlappen.
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Ein
wichtiges Merkmal dieser Anordnung ist der Profilaufbau der oberen
Oberflächen 24 der
zweiten Gewindesegmente 20, der in unserer Internationalen
Patentschrift WO97/21602 detaillierter beschreiben ist. Die oberen
Gewindeoberflächen 24 in einem
ersten, oberen Bereich 28 weisen eine im Wesentlichen konstante
Steigung von nur etwa 6° auf. Der
obere Bereich 28 grenzt an einen mittleren Abschnitt 30,
der eine im Wesentlichen konstante, viel höhere Steigung von etwa 25° aufweist.
Die durchschnittliche Steigung der helikalen Gewindebahn, die von
den zweiten Gewindesegmenten 20 definiert wird, beträgt 13,5°.
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Die
zweiten Gewindesegmente 20 umfassen auch ein Drucksicherheitsmerkmal,
das dem in unserer Internationalen Patentschrift WO95/05322 beschriebenen
und beanspruchten Merkmal ähnelt. Kurz
gesagt definiert der unterste Abschnitt des zweiten Gewindesegments 20 eine
Stufe, die an einem Ende der ersten Gewindesegmente 18 anliegt
und das Abschrauben des Verschlusses 12 von dem Hals 10 blockieren,
wenn die ersten Gewindesegmente 18 an der oberen Oberfläche 24 anliegen,
d.h. wenn eine Nettokraft auf den Verschluss in einer axialen Richtung
aus dem Behälterhals
heraus wirkt. Ein dritter Bereich 34 der oberen Oberflächen 24 der
zweiten Gewindesegmente, der sich neben der Stufe 32 befindet,
weist ebenfalls eine geringe Steigung von etwa 6° auf.
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Die
Behälter-
und Verschlussanordnung ist auch mit komplementären Sperrelementen an dem Behälterhals
und dem Verschluss versehen, um das Abschrauben des Verschlusses
aus der vollständig eingerasteten
Position an dem Behälterhals
zu blockieren, wenn nicht ein Minimum des Öffnungsdrehmoments angewandt
wird. Diese Sperrelemente umfassen vier radial gleichmäßig beabstandete
Sperrrippen 36 an dem Behälterhals und vier radial gleichmäßig beabstandete
Rückhalterampen 38 an
der Innenseite des Verschlussrandes 16. Die Rampen 38 weisen
eine radial geneigte Außenfläche 40 und
eine radial hervorstehende Rückhaltekante 44 auf,
an der die Rippe 36 an dem Verschluss anliegt, wenn der Ver schluss
an dem Behälterhals
vollständig
eingerastet ist. Die komplementären
Sperrelemente können
so wie in unserer Internationalen Patentschriften WO91/18799 beschrieben
gestaltet sein. Die Sperrrippe befindet sich jedoch in dieser Ausführungsform an
dem Behälterhals
und nicht an dem Verschluss, was auch dazu beiträgt, die Anwenderfreundlichkeit des
Behälterhalsabschlusses
zu verbessern, besonders mit einer in geeigneter Weise geglätteten Rippe.
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Die
Behälter-
und Verschlussanordnung umfasst auch Mittel zur Bildung einer gasdichten
Dichtung zwischen dem Verschluss und dem Behälterhals. Dieses Mittel umfasst
einen gasdichten Elastomer-Dichtungseinsatz 46, der gegen
die Lippe des Behälterhalses
komprimiert wird. Optimale Abdichtung wird vorzugsweise erreicht,
wenn der Elastomer-Dichtungseinsatz
auf 30% bis 70% seiner ursprünglichen
Dicke komprimiert wird. In anderen Ausführungsformen kann die Dichtung
ohne die Notwendigkeit eines Einsatzes erreicht werden, beispielsweise
durch Kompression von in geeigneter Weise konfigurierten Dichtungsrippen
oder – Lamellen
an der Verschlusskappe gegen den Behälterhals.
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Die
zweiten Gewindesegmente 20 enden an ihrem unteren Ende
in einem hervorstehenden Abschnitt, der einen längs verlaufenden Ansatz 72 definiert,
der einen ersten Haltepunkt bildet, an dem das zweite Ende 74 der
ersten Gewindesegmente 18 anliegen kann, um so ein Überziehen
des Verschlusses auf dem Hals zu blockieren.
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Die
Behälterverschlussanordnung
umfasst ferner ein Originalitätssicherungsmerkmal.
Dieses besteht aus einem Originalitätsring 50, der anfänglich einteilig
mit dem Rand 16 des Behälterverschlusses 12 geformt
und mit diesem durch zerbrechliche Stege 52 verbunden ist.
Der Originalitätsring 50 umfasst mehrere
einteilig geformte, flexible, radial nach innen zeigende Rückhaltestreifen 54.
Eine umlaufende Rückhaltelippe 56 ist
an dem Behälterhals 10 bereitge stellt.
Auch können
Sperrvorsprünge
(in dieser Ausführungsform
nicht zu sehen) an dem Behälterhals
unterhalb der umlaufenden Rückhaltelippe 56 und
radial beabstandet um den Behälterhals
angebracht sein, um die Rotation des Originalitätsrings 50 an dem
Behälterhals 10 in
einer Richtung des Abschraubens zu blockieren. Es kann jedoch vorgezogen
werden, die Sperrvorsprünge
zu glätten
oder wegzulassen, um die Anwenderfreundlichkeit des Halsabschlusses
zu verbessern. Die Struktur und Funktionsweise des Originalitätsring-Merkmals
ist so wie in unserer Internationalen Patentschrift WO94/11267 beschrieben
und beansprucht.
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Im
Gebrauch wird der Verschluss 12 an dem Behälterhals 10 gesichert,
indem er in herkömmlicher Weise
aufgeschraubt wird. Der Verschluss 12 kann an dem Behälterhals 10 durch
Rotation um etwa 90° aus
einer vollständig
gelösten
Position in eine vollständig
eingerastete Position bewegt werden. Wenn der Verschluss aufgeschraubt
wird, wird von dem Anwender normalerweise eine axiale Nettokraft
auf den Verschluss in den Behälterhals
hinein ausgeübt,
und dementsprechend liegen die ersten Gewindesegmente 18 an
den oberen Oberflächen 22 der
hervorstehenden Abschnitte der zweiten Gewindesegmente 20 an
dem Verschlussrand an und wandern daran entlang, wie in 4 dargestellt.
Daraus wird ersichtlich, dass die ersten Gewindesegmente einer im
Wesentlichen kontinuierlichen Bahn entlang einer Helix mit variabler
Steigung folgen. Die ersten und zweiten Gewinde sind frei laufend,
d.h. es gibt im Wesentlichen kein Reibmoment zwischen den Gewindesegmenten,
bis die vollständig
eingerastete Position annähernd
erreicht ist. Diese Merkmale einer 90°-Verschlussrotation, einer im
Wesentlichen kontinuierlichen Gewindebahn und der frei laufenden
Gewinde machen es zusammen extrem leicht, den Verschluss an dem
Behälterhals
zu sichern, besonders für ältere oder
arthritische Personen oder Kinder.
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Wenn
sich der Verschluss der vollständig eingerasteten
Position an dem Behälterhals 10 nähert, geschehen
mehrere Dinge. Erstens beginnt der Originalitätsring 50 über die
Rückhaltelippe 56 zu gleiten.
Die Rückhaltestreifen 56 an
dem Originalitätsring 50 biegen
sich radial nach außen,
um es dem Originalitätsring
zu ermöglichen,
ohne übermäßige radiale
Spannung auf die zerbrechlichen Stege 52 die Rückhaltelippe 56 zu überschreiten.
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Zweitens
rutschen die Sperrrippen 36 an dem Behälterhals an der äußeren gerampten
Oberfläche 40 der
Rückhalterampen 38 an
dem Verschlussrand 16 nach oben. Die sanfte Neigung der gerampten
Oberflächen 40,
zusammen mit der Elastizität
des Verschlussrandes 16, bedeutet, dass relativ wenig zusätzliches
Momentum notwendig ist, um die Sperrrippen 38 die gerampten
Oberflächen 40 hinauf
gleiten zu lassen.
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Drittens
führt das
anfängliche
Anliegen des Dichtungseinsatzes 46 in der Basis des Behälterverschlusses
an der Dichtungslippe 48 an dem Behälterhals zu einer axialen Nettokraft
auf den Verschluss in einer Richtung aus dem Behälterhals hinaus. Dies drückt die
Gewindesegmente 18 aus dem Anliegen an den unteren Oberflächen 22 der
hervorstehenden Abschnitte der zweiten Gewindesegmente 20 heraus und
in das Anliegen an den oberen Oberflächen 24 der hervorstehenden
Abschnitte der zweiten Gewindesegmente 20 hinein. Insbesondere
bewirkt es das Anliegen der ersten Gewindesegmente 18 an
den oberen Bereichen 28 der hervorstehenden Abschnitte
der oberen Gewindeoberflächen 24.
Weitere Rotation des Verschlusses in eine Richtung des Hinunterschraubens
lässt die
ersten Gewindesegmente 18 entlang der oberen Bereiche 28 wandern,
bis die endgültige,
vollständig
eingerastete Position, die in 4 dargestellt
ist, erreicht ist. Die geringe Steigung der oberen Oberflächen 28 bedeutet,
dass diese weitere Rotation eine starke Hebelwirkung (Camming) ausübt, um den
Dichtungsein satz 46 gegen die Dichtungsrippe 48 zu
pressen, um eine effektive gasdichte Dichtung zu erreichen.
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Wenn
die vollständig
eingerastete Position des Verschlusses 12 an dem Behälterhals 10 erreicht ist,
klicken die Sperrrippen 36 über die Oberseite der entsprechenden
gerampten Oberflächen 40 und
in das Anliegen an den steilen Rückhalteoberflächen der
Sperrrampen 38. In derselben Position können die zweiten Enden 74 der
ersten Gewindesegmente 18 zum Anliegen an den Rückhaltestreifen 72 an
der Oberseite der zweiten Gewindesegmente kommen und dabei ein weiteres
Festziehen des Verschlusses, das die Gewinde beschädigen und/oder
den Dichtungseinsatz zu sehr komprimieren könnte, blockieren.
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Wenn
der Verschluss 12 sich in der voll eingerasteten Position
an dem Behälterhals 10 befindet, liegen
die oberen Oberflächen 60 der
ersten Gewindesegmente 18 an den oberen Bereichen 28 der
oberen Gewindeoberflächen 24 der
hervorstehenden Abschnitte der zweiten Gewindesegmente 20 an,
wie in 3 dargestellt. Die obere Oberfläche der
ersten Gewindesegmente hat eine geringe Steigung passend zu der
der oberen Abschnitte 28, so dass die Kontaktfläche zwischen
den hervorstehenden Abschnitten in den Bereichen 28 maximiert
wird und somit die durch den Verschluss ausgeübte Axialkraft so gleichmäßig wie
möglich
um den Behälterhals
verteilt wird. Wegen der geringen Steigung in den Bereichen 28 wird
relativ wenig der Axialkraft, die aufgrund des Drucks in dem Behälter von
dem Behälterhals
ausgeht, durch das Anliegen der Gewindeoberflächen in dieser Position in
Rotationskraft zum Abschrauben umgewandelt. Dies reduziert stark
die Neigung des Verschlusses, sich unter Druck spontan zu lösen. Spontanes
Lösen wird
auch verhindert durch das Anliegen der Sperrrippen 36 an
der Rückhaltekante 44 an
den Sperrrampen 38. Ein wichtiger Vorteil der Anordnung
besteht darin, dass die verminderte Neigung zu spontanem Lösen aufgrund
der geringen Steigung des Gewindes in den unteren Bereichen 28 bedeutet, dass
das minimale Öffnungsdrehmoment
der Elemente 36, 38 ohne das Risiko, dass der
Verschluss spontan abspringt, reduziert werden kann.
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Im
Gebrauch wird der Verschluss von dem Behälterhals durch einfaches Abschrauben
entfernt. Die Gewindebahn für
das Abschrauben, der die kurzen Gewindesegmente an dem Behälterhals
folgen, ist in 5 dargestellt. Ein anfängliches,
minimales Abschraub-Drehmoment ist nötig, um den Widerstand der
Sperrelemente 36, 38 zu überwinden. Ist dieser Widerstand
erst überwunden,
muss im Wesentlichen kein Drehmoment mehr durch den Anwender ausgeübt werden,
um den Verschluss abzuschrauben. Der innere Druck in dem Behälter übt eine
axiale Kraft auf den Verschluss aus in einer von der Öffnung des
Behälters
ausgehenden Richtung, in deren Ergebnis die ersten Gewindesegmente 18 an den
oberen Oberflächen 28 der
hervorstehenden Abschnitte der zweiten Gewindesegmente 20 entlang gleiten,
wenn der Verschluss abgeschraubt wird. Die ersten Gewindesegmente
gleiten anfänglich
an den oberen Bereichen 28 entlang, und dann an den steil steigenden
mittleren Bereichen 30 der oberen Oberfläche der
zweiten Gewindesegmente 20 entlang. Die ersten Gewindesegmente 18 kommen
dann zum Anliegen an de unteren hervorstehenden Abschnitt der zweiten
Gewindesegmente 20, wie in 5 dargestellt.
In dieser Position ist das weitere Abschrauben des Verschlusses
blockiert, während
entlang der Gewindebahn 26 der Gasauslass stattfindet.
Es sollte auch bemerkt werden, dass in dieser Zwischenposition des
Gasauslasses die ersten Gewindesegmente 18 vornehmlich
an dem Bereich 34 der oberen Oberfläche der zweiten Gewindesegmente 20 anliegen.
Die geringe Steigung dieses Bereichs 34 führt dazu,
dass relativ wenig der axialen Kraft auf den Verschluss in Abschraubdrehmoment
umgewandelt wird, was somit die Neigung des Verschlusses, das Drucksicherheitsmerkmal
zu übergehen
und abzuspringen, vermindert.
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Ist
der Auslass des Gases aus dem Behälterhals abgeschlossen, so
dass keine axiale Aufwärtskraft
mehr auf den Verschluss einwirkt, kann sich der Verschluss senken
und so die Gewindesegmente 18 zum Anliegen an den unteren
Oberflächen 22 der zweiten
Gewindesegmente 20 bringen. In dieser Position kann das
Abschrauben fortgesetzt werden, um den Verschluss vollständig von
dem Behälterhals
zu lösen,
wie in 5 dargestellt.
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Die
obenstehende Ausführungsform
wurde lediglich als Beispiel beschrieben. Für den fachmännischen Leser werden viele
weitere Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen,
offensichtlich sein. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung nicht
auf Behälter
für kohlensäurehaltige
Getränke oder
auf Behälter
aus geformtem Thermoplast beschränkt.