DE69408847T2

DE69408847T2 - Behälter/verschluss-kombination

Info

Publication number: DE69408847T2
Application number: DE69408847T
Authority: DE
Inventors: Roger King
Original assignee: Beeson and Sons Ltd
Current assignee: Beeson and Sons Ltd
Priority date: 1993-08-13
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2014-08-12
Also published as: DK0712366T3; RU2125008C1; EP0816244A3; CA2168462C; US5533633A; DK0816244T3; EP0712366B1; DE69431606D1; EP0712366A1; JP3701970B2; EP0816244B1; DE69431606T2; DE69408847D1; WO1995005322A1; ATE226544T1; HK1014698A1; BR9407244A; PT816244E; CN1132496A; CA2168462A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Behälterverschlußeinrichtung. Insbesondere bezieht sie sich auf eine Einrichtung für unter Druck stehende Behälter, und sie ist besonders geeignet für Behälter für kohlensäurehaltige, sprudelnde und unter Druck stehende Getränke als auch für jegliche Flüssigkeiten oder andere Inhalte, die in einem Behälter unter Druck stehen können.
Unter bestimmten Umständen können innere Drücke herkömmliche Verschlüsse mit Gewalt vom Hals abheben, und dies bedeutet die Gefahr von Verletzungen oder einer Beschädigung. Dies kann ein besonderes Problem sein, wenn z.B. ein Behälter für sprudelnde Getränke zum ersten Mal geöffnet wird. Der Inhalt steht oft unter hohem Druck, so daß das Getränk ein gutes "Sprudeln" beibehält. Der Druck kann häufig dramatisch ansteigen, falls der Behälter aufgeheizt wurde oder geschlagen oder vor dem Öffnen geschüttelt wurde. Das Problem wird bei Behältereinrichtungen verstärkt, die kurze Gewinde oder Schnellgewinde wie etwa Gewinde mit 90º-Verschluß aufweisen, da solche Gestaltungen dazu vorgesehen sind, ein einfaches Lösen des Verschlusses vom Hals zu erlauben.
Die US-A-5135124 beschreibt eine Behälterverschlußeinrichtung für unter Druck stehende Behälter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Behälterverschlußeinrichtungen gemäß der US-A-5135124 weisen unterbrochene Gewinde am Behälterhals und am Verschluß mit einem bajonettartigen Eingriff zwischen den Gewinden auf, um den Verschluß auf dem Behälterhals zu sichern.
Die gegenwärtige Erfindung gibt eine Behälterverschlußeinrichtung zum Speichern von Festkörpern oder Fluiden unter Druck an, wobei der Verschluß umfaßt:
einen Behälterhals;
einen Verschluß für den Hals;
ein erstes Gewinde auf einem von Hals oder Verschluß;
ein zweites Gewinde auf dem anderen von Hals oder Verschluß; wobei das zweite Gewinde mit dem ersten Gewinde verschraubbar ist;
Mittel zum Bilden einer Dichtung zwischen dem Hals und dem Verschluß, wenn der Verschluß auf den Hals aufgeschraubt wird;
miteinander zusammenwirkende Elemente auf dem Hals und dem Verschluß, um ein Drehen des Verschlusses in einer Richtung zum Aufschrauben über eine Zwischenposition hinaus zu blockieren oder behindern, wenn der Verschluß unter einem axialen Druck in einer Richtung steht, die von dem Behälterhals ausgeht;
wobei der Hals und Behälter dazu ausgebildet und angeordnet sind, eine Belüftung zum Entlüften von Gas aus dem Behälterhals wenigstens dann zu erlauben, wenn sich der Verschluß in der Zwischenposition befindet, und wobei das erste Gewinde eine Mehrzahl von ersten Gewindesegmenten aufweist, und das zweite Gewinde eine Mehrzahl von zweiten Gewindesegmenten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gewindesegmente entlang eines kontinüierlichen Schraubengewindeweges, der zwischen den ersten Gewindesegmenten definiert ist, beweglich ist, wodurch der Verschluß von einer voll geöffneten zu einer voll geschlossenen Position auf dem Hals durch eine einzige glatte Drehung um 360º oder weniger verdreht werden kann, wenn kein axialer Druck aus dem Inneren des Behälters vorhanden ist.
Vorzugsweise hat das Gewinde auf dem Hals oder dem Verschluß einen weiteren Teil am Ende, das an die betreffende Öffnung angrenzt, und das Gewinde auf dem anderen von Hals und Verschluß ist enger als der dickere Teil des anderen Gewindes, wodurch Druck durch den Abstand zwischen den Gewinden auf dem Hals oder dem Verschluß entweichen kann, wenn der Verschluß aus der verschlossenen Position heraus geöffnet wird.
Es hat sich gezeigt, daß die gegenwärtige Erfindung das oben erwähnte technische Problem löst, indem Blockiermittel auf dem Hals und Verschluß vorgesehen werden, um das Aufschrauben des Verschlusses in einer teilweise aufgeschraubten Position zeitweise zu blockieren, während überschüssiger Druck aus dem Inneren des Behälters entweichen kann. Das Haltemittel ist derart konfiguriert, daß die Kraft zum Entblockieren des Verschlusses aus seiner Zwischenposition mit zunehmendem Gasdruck in dem Behälter zunimmt. Vorzugsweise sind die Gewinde auf dem Behälterhals und dem Verschluß derart dimensioniert, daß zwischen den Gewinden auf Hals und Verschluß ein schraubförmiger Belüftungsweg verbleibt, wodurch überschüssiger Druck aus dem Inneren des Behälters zwischen diesen Gewinden nach außen entweicht, sobald die Dichtung zwischen dem Behälter und dem Verschluß geöffnet wird, jedoch bevor das Aufschrauben des Verschlusses beendet ist. In ferner bevorzugter Weiterbildung findet die Belüftung entlang eines weges zwischen den Gewinden statt, während der Verschluß durch die Blockiermittel in seiner Sicherheitszwischenposition blockiert ist. Vorzugsweise sind Quernuten auf dem Gewinde von Hals und Verschluß vorgesehen, wie dies im Stand der Technik bekannt ist, um in der Zwischenposition eine zusätzliche Gasbelüftung zu ermöglichen.
Solche Anordnungen vermeiden jegliche Tendenz des inneren Druckes, den Verschluß vom Behälterhals abzuheben, wenn eine Person begonnen hat, den Verschluß aufzuschrauben, und bevor das Entlüften von überschüssigem Gas aus dem Behälter abgeschlossen ist.
Die Erfindung wurde derart ausgeführt, daß sie besonders für kohlensäurehaltige Getränkebehälter geeignet ist. Jedoch versteht es sich, daß die Erfindung auch als Sicherheitsdruckverschluß auf anderen Gebieten verwendet werden kann, die sich auf unter Druck stehende Verschlußeinrichtungen beziehen.
Vorzugsweise wirkt das Mittel zum Erlauben der Drehung und zum Blockieren oder Behindern der Drehung über die Zwischenposition hinaus dann nicht zur Blockierung oder Behinderung der Drehung des Verschlusses, wenn sich dieser nicht merklich unter axialem Druck in einer Richtung, die von dem Behälterhals ausgeht, befindet. Auf diese Weise ist das Drucksicherheitsmerkmal druckabhängig und behindert die Drehung des Verschlusses beim Öffnen oder Verschließen des Behälters dann nicht, wenn sich der Verschluß nicht unter Druck befindet, z.B. wenn der Inhalt des Behälters weitgehend oder vollständig drucklos geworden ist.
Vorzugsweise ist die Anordnung wenigstens eines Teiles des Gewindes auf dem Verschluß und wenigstens eines Teiles des Gewindes auf dem Hals derart getroffen, daß eine begrenzte axiale Bewegung oder Verschiebung des Verschlusses in bezug auf den Hals ohne eine Drehung des Verschlusses möglich ist, wenn sich der Verschluß in der Nähe oder in der Zwischenposition auf dem Hals befindet. Mit einer derartigen Anordnung wird ein innerer Druck im Behälter versuchen, den Verschluß axial in eine Richtung, die von dem Behälterhals ausgeht, "anzuheben" oder zu verschieben.
Vorzugsweise sprechen die Mittel zum Erlauben oder Blokkieren oder Behindern der Drehung über die Zwischenposition hinaus auf eine axiale Verschiebung des Verschlusses an, wie es durch die Gewinde ermöglicht wird, wenn sich der Verschluß in der Nähe oder an der Zwischenposition befindet. Vorzugsweise tritt die Blockier- oder Behinderungswirkung dann ein, wenn der Verschluß axial in der Richtung, die von dem Behälterhals ausgeht, verschoben wird, und die Blockier- oder Behinderungswirkung tritt nicht ein, wenn der Verschluß nicht in der Richtung, die von dem Behälterhals ausgeht, verschoben wird. Vorzugsweise kann die Blockier- oder Behinderungswirkung nur dann überwunden oder aufgehoben werden, wenn auf den Verschluß eine externe, nach unten gerichtete axiale Kraft ausgeübt wird, um dem inneren Druck entgegenzuwirken, der den Verschluß axial nach oben verschiebt, wodurch der Verschluß wieder zurück in seinen nicht verschobenen Zustand bewegt wird. Jenseits der Zwischenposition kann der Verschluß leicht aufgeschraubt werden, um den Behälter zu öffnen.
Solch eine Anordnung spricht deshalb nicht nur auf den inneren Druck, der auf den Verschluß wirkt, an, sondern auch auf einen äußeren Druck, der von der Person, die den Verschluß öffnet, ausgeübt wird. Das Sicherheitsmerkmal ist zu einem Teil abhängig von der Stärke der Person, die den Verschluß aufschraubt. Zum Beispiel könnte ein Kind bei einem herkömmlichen Verschluß am meisten gefährdet sein, da es nicht in der Lage sein könnte, den Verschluß sehr eng zu halten, und ein herkömmlicher Verschluß könnte unkontrolliert unter hohem Druck abgelöst werden. Jedoch wird der Verschluß bei der oben beschriebenen Anordnung in der Zwischenposition gehalten, bis sich der innere Druck auf einen niedrigen Wert reduziert hat, bei dem das Kind den Verschluß öffnen kann. Andererseits wäre ein relativ starker Erwachsener einem niedrigerem Risiko als ein Kind bei einem herkömmlichen Verschluß ausgesetzt, da ein Erwachsener einen stärkeren Griff hat, um zu verhindern, daß ein herkömmlicher Verschluß unkontrolliert abgelöst wird. In einer ähnlichen Weise könnte ein Erwachsener eine größere externe nach unten gerichtete axiale Kraft ausüben, um den Blockiereffekt der Erfindung zu einem früheren Zeitpunkt zu überwinden Dennoch wird die Einrichtung den Verschluß in der Zwischenposition halten, bis der Druck reduziert ist, falls der Verschluß beginnen sollte, sich unkontrolliert zu drehen, wenn er zum ersten Mal aufgeschraubt wird.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Erlauben und zum Blockieren oder Behindern der Drehung des Verschlusses wenigstens ein erstes Element auf dem Hals, das mit wenigstens einem zweiten Element auf dem Verschluß zusammenwirkt, um einen Anlagestop zu bilden.
Vorzugsweise sind die Mittel zum Erlauben oder zum Blokkieren oder Behindern der Drehung des Verschlusses einstückig mit oder als ein Teil des Gewindes auf dem Hals und/oder mit dem Gewinde des Verschlusses ausgebildet.
Vorzugsweise umfassen die miteinander zusammenwirkenden Elemente eine Stufe oder eine Vertiefung in der Seite des ersten oder zweiten Gewindes, um eine Anlagefläche zu bilden, gegen die das zweite oder erste Gewinde anliegt, um eine Drehung des Verschlusses in Richtung zum Aufschrauben in der Zwischenposition zu blockieren oder zu behindern, wenn der Verschluß durch den Inhalt des Behälters unter axialem Druck steht. In weiter bevorzugter Ausführung sind komplementäre Stufen oder Vertiefungen zur gegenseitigen Anlage sowohl auf dem ersten als auch dem zweiten Gewinde vorgesehen.
In der bevorzugten Ausführung ist auf dem Nacken oder dem Verschluß ein erstes Gewinde vorgesehen und ein zweites Gewinde auf dem anderen von Hals und Verschluß vorgesehen. Das erste Gewinde ist mit einem Stufenprofil entlang wenigstens einer Kante gebildet, um eine erste Anlagefläche zu bilden, um in einen Teil des zweiten Gewindes einzugreifen, wenn der Verschluß aufgeschraubt und axial in einer Richtung verschoben wird, die von dem Behälterhals ausgeht, und wobei das zweite Gewinde weitgehend glatte Kanten hat, und wobei ein Ende des zweiten Gewindes als eine zweite Anlagefläche wirkt, um mit der ersten Anlagefläche zusammenzuwirken.
Ein bevorzugtes Merkmal der Ausführung besteht darin, daß die zuvor erwähnten Anlageflächen nicht flach sind, sondern stattdessen vorzugsweise komplementär vertiefte (z.B. konkav) und vorstehende (z.B. konvex) Flächen in wenigstens einer axialen Ebene sind, um ineinander einzugreifen, während zur gleichen Zeit Führungen zur Verfügung gestellt werden, um das glatte Öffnen zu unterstützen, wenn der Druck entwichen ist. Zum Beispiel kann die erste Anlagefläche des ersten Gewindes gekrümmt oder winklig sein, um flach oder konkav zu sein, und die zweite Anlagefläche des Verschlußgewindes kann eine konvexe Endfläche auf dem Verschlußgewinde sein. Eine solche Anordnung bietet ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal, um die Möglichkeit zu verhindern, daß die Anlageflächen unter starkem Druck oder bei Abnutzung aneinander vorbei wandern und dem Verschluß ein Verdrehen über die Zwischenposition hinaus erlauben. Die Verschachtelung einer Anlagefläche innerhalb der anderen stellt einen Haken zur Verfügung, um die Flächen formschlüssig aneinander festzulegen, und der formschlüssige Halteeffekt wird um so stärker sein, je größer der Innendruck ist, dem der Verschluß ausgesetzt ist.
Vorzugsweise ist das Gewinde auf dem Behälterhals einstükkig mit zwei Abschnitten gebildet. Der erste Abschnitt, der an das obere Ende des Behälters angrenzt, besitzt einen weiten Querschnitt. Der zweite Abschnitt unterhalb des ersten Abschnittes hat einen zweiten, engeren Querschnitt. Der Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt bildet eine Stufe auf der unteren Fläche des Halsgewindes, an der ein Ende des Halsgewindes anliegt, wenn der Verschluß unter axialem Druck durch Gas vom Inneren des Behälters aufgeschraubt wird. Die obere Fläche des Halsgewindes ist weitgehend kontinuierlich, wodurch ein Aufschrauben des Verschlusses (und Zuschrauben des Verschlusses) glatt abläuft, wenn kein axialer Druck aus dem Inneren des Behälters vorhanden ist.
Die Behälterverschlußeinrichtung kann Mittel zum Behindern oder Blockieren der Drehung an einer Mehrzahl von Zwischenpositionen zwischen der geschlossenen Position des Verschlusses und seiner völlig geöffneten Position aufweisen.
Die Behälter- und Verschlußanordnung dieser Erfindung kann nur ein einziges Startgewinde umfassen oder sie kann vorzugsweise mehrere Startgewinde umfassen. In besonders bevorzugter Ausführung umfaßt das Gewinde vier Anfänge. In diesem Fall können die Mittel zum Erlauben und zum Behindern oder Blockieren der Drehung über die vorbestimmte Position hinaus mit allen Gewinden in der Mehrfachstart-Anordnung gekoppelt sein, oder sie können nur mit einem oder einigen der Gewinde gekoppelt sein. In der bevorzugten Ausführung ist eine betreffende Einrichtung zum Erlauben und zum Behindern oder Blockieren der Drehung für jedes Gewindesegment der Mehrfachstart-Gewinde vorgesehen.
Die Mittel zum Ablassen von innerem Druck, wenn sich der Verschluß in seiner Zwischenposition befindet, können Mittel aufweisen, um das Entweichen des Druckes zwischen dem Hals und dem Verschluß zu erlauben, z.B. durch eine Passage durch oder entlang der Gewinde. In der bevorzugten Ausführung liefert die Anordnung der Gewinde einen eindeutigen Fluchtweg entlang eines schraubenförmigen Weges zwischen den Gewinden, wenn der Verschluß in seiner Zwischenposition gefangen ist. Vorzugsweise wird ein weiterer Gasentlüftungsweg mit Hilfe von quer angeordneten Gasentlüftungsnuten erreicht, die sich über das Gewinde des Halses und des Verschlusses erstrecken, wie dies im Stand der Technik bekannt ist.
Vorzugsweise umfaßt das erste Gewinde erste Gewindeabschnitte, von denen wenigstens Teile durch einen ersten Gewindeabstand mit einer ersten Querschnittsfläche getrennt sind, und das zweite Gewinde umfaßt zweite Gewindeabschnitte, die eine zweite Querschnittsfläche besitzen, die kleiner als die erste Querschnittsfläche ist, wodurch ein Entlüftungsabstand zwischen dem ersten und dem zweiten Gewinde gebildet ist, um ein Entweichen von innerem Druck aus dem Behälter entlang eines Weges zwischen dem ersten und dem zweiten Gewinde zu erlauben.
Zusätzlich oder alternativ können miteinander ausrichtbare Entlüftungskanäle ähnlich den bei herkömmlichen Behälterverschlußeinrichtungen für kohlensäurehaltige Getränke verwendeten vorgesehen sein, um ein Entweichen des Druckes zu erlauben, wenn die Durchlässe ausgerichtet sind. Solche Entlüftungskanäle können in Segmenten von Gewinden vorgesehen sein, wobei die Kanäle ausgerichtet werden, wenn der Verschluß die Zwischenposition erreicht.
Die Mittel zum Ablassen des Gasdruckes und die Mittel zur Zwischenblockierung gemäß der gegenwärtigen Erfindung sind besonders in Zusammenhang mit Verschlüssen nützlich, die auf den Behälterhals durch Drehen um 90º oder weniger vollständig aufgeschraubt werden. Solche Behälter haben steil ansteigende Gewinde, die leichter unter Druck abgesprengt werden können als Gewinde mit zahlreichen Gängen. Die starke Steigung von solchen Gewinden kann ferner Probleme bereiten, da die Verschlüsse sich während der Handhabung der Behälterverschlußeinrichtung lösen können, insbesondere falls der Inhalt des Behälters unter Drucks steht. Deshalb umfaßt die Behälterverschlußeinrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung vorzugsweise Sperrmittel auf dem Behälter und dem Verschluß, um den Verschluß eng auf dem Behälterhals zu halten, bis ein positives Drehmoment zum Abschrauben des Verschlusses angewandt wird. Vorzugsweise umfassen die Sperrmittel eine Mehrzahl von Sperrelementen auf dem Behälterhals und eine Mehrzahl von axialen Sperrippen auf der Innenseite des Randes des Verschlusses. Es ist besonders bevorzugt, daß die Sperrelemente eine Sperrfläche haben, die in einem Winkel zu einem Radius des Behälterhalses geneigt ist, und wobei die Sperrippe auf der Oberfläche aufliegt, wenn der Verschluß in der geschlossenen Position ist, wodurch Druck zwischen der Sperrippe und den Flächen den Verschluß in die geschlossene Position drängt. Dies hilft es, eine gasdichte Dichtung zwischen dem Verschluß und dem Behälterhals einzuhalten. Solche Sperrmittel und Vorspannmittel sind im Detail in der Internationalen Patentanmeldung PCT/GB92/01255 (offengelegt als WO 93/01098) beschrieben, auf deren Offenbarung Bezug genommen wird.
Der Hals des Behälters hat vorzugsweise eine glatte und leicht gerundete Lippe, um ein Trinken direkt aus dem Behälter zu erlauben. Vorzugsweise ist eine gasdichte Dichtung zwischen dem Hals und dem Verschluß in der aufgeschraubten Position durch Anlage zwischen dieser Lippe und der Innenseite der Basis des Verschlusses gebildet. Um leicht veränderliche Herstellungstoleranzen zu erlauben, ist die Innenseite der Basis des Verschlusses vorzugsweise mit einem kompressiblen, gasdichten Dichtungsmaterial oder mit einer Schicht eines gasdichten Elastomers versehen, um die gasdichte Abdichtung zu unterstützen. Alternativ oder zusätzlich können andere gasdichte Dichtungen zwischen dem Behälter und dem Verschluß vorgesehen sein, z.B. Zwischendichtungen, O-Ring-Dichtungen oder Stopfendichtungen, die durch Stopfen gebildet sind, die an der Basis des Verschlusses befestigt sind und gegen die innere Fläche des Halses abdichten, wie allgemein im Stand der Technik bekannt.
Bei anderen bevorzugten Ausführungen umfaßt die Anordnung ferner eine Umfangsdichtrippe von im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt, die von einer ersten Fläche am Hals oder Verschluß hervorsteht, um gegen eine zweite Fläche am Verschluß oder Hals anzuliegen, um dazwischen eine gasdichte Dichtung zu bilden, wenn der Verschluß aufgeschraubt wird. Die Dichtrippe kann z.B. von der Lippe des Behälterhalses nach oben hervorstehen, um an der Basis des Verschlusses anzuliegen. Vorzugsweise steht die Dichtlippe von einer Seitenfläche des Halses nach außen hervor oder steht von einer Seitenfläche des Verschlusses nach innen hervor. In diesem Fall ist die erste und/oder zweite Fläche vorzugsweise um einen Winkel von 2 bis 20º gegenüber der Längsachse der Einrichtung geneigt (d.h. abgeschrägt oder abgefast). Dies führt zu einer verbesserten druckdichten Abdichtung, wenn der Verschluß aufgeschraubt wird.
Vorzugsweise hat die Dichtrippe eine Höhe zwischen 0,025 mm und 1,00 mm, insbesondere zwischen 0,025 und 0,25 mm.
Vorzugsweise steht die Dichtrippe von der Lippe des Behälterhalses nach außen hervor. Dies ermöglicht es, daß die Dichtrippe gleichfalls als eine Tropfsperre dient, wenn Flüssigkeiten aus dem Inneren des Behälters ausgegossen werden. Ferner ist es bevorzugt, daß eine Seite des dreieckförmigen Querschnittes der Dichtrippe weitgehend mit dem oberen Ende des Behälterhalses fluchtet und vorzugsweise auch senkrecht zu der Längsachse des Behälterhalses angeordnet ist.
Das erste und das zweite Gewinde können einen quadratischen, rechteckförmigen oder runden Querschnitt aufweisen, wie das allgemein bekannt ist. Vorzugsweise hat wenigstens ein Teil des Gewindes von Hals und Verschluß einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt, da solche Querschnitte leicht von einer Form abgestoßen werden können, wenn der Behälter und Verschluß in einer automatischen Massenproduktion durch Spritzgießen oder Blasformen hergestellt werden.
Die Erfindung kann ferner auch alle der Merkmale enthalten, die in den offengelegten Internationalen Patentanmeldungen PCT/GB91/00850 (veröffentlicht als WO-A-91/18799) und PCT/GB92/01255 (offengelegt als WO-A-93/01098) und in den britischen Patentanmeldungen 9223779.1 und 9226320.1 beschrieben sind. Der Inhalt dieser Dokumente gehört zu dieser Offenbarung. Insbesondere kann der Verschluß durch eine Relativdrehung von ungefähr 360º oder weniger, oder von vorzugsweise ungefähr 180º oder weniger, oder von ungefähr 90º oder weniger befestigt oder entfernt werden.
Spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung beschrieben, in der :
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Behälterverschlußeinrichtung gemäß der gegenwärtigen Erfindung zeigt, wobei der Verschluß nach unten in die abdichtende Position geschraubt ist, wobei der Verschluß teilweise freigeschnitten und teilweise im Querschnitt gezeigt ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Behälterverschlußeinrichtung gemäß Fig. 1 nach dem Entfernen des Verschlusses zeigt,
Fig. 3 eine ebene Projektion der Gewinde des Behälterhalses gemäß Fig. 1 zeigt, wobei das Gewinde des Verschlusses im Umriß gezeigt ist und sich der Verschluß in der aufgeschraubten, abdichtenden Position befindet;
Fig. 4 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 3 zeigt, jedoch wobei sich das Gewinde des Verschlusses in der teilweise abgeschraubten blockierten, gasentlüftenden Position befindet;
Fig. 5 eine ähnliche Darstellung wie bei den Fig. 3 und 4 zeigt, wobei sich jedoch das Gewinde des Verschlusses in der nicht blockierten Schraub/Abschraub-Position befindet;
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich den Fig. 3 und 5 des Halses einer zweiten Ausführung der gegenwärtigen Erfindung zeigt, der mit einem dreieckförmigen/trapezförmigen Gewinde versehen ist und
Fig. 7 einen Querschnitt durch den Hals und den Verschluß der Ausführung gemäß Fig. 6 zeigt, senkrecht zu dem Gewinde.
Es sei nun auf Fig. 1 Bezug genommen, gemäß der die Einrichtung einen Behälterhals 10 eines Behälters 11 für kohlensäurehaltige Getränke aufweist, sowie einen Verschluß 12, die beide aus Kunststoff bestehen. Der Behälter 11 und der Verschluß 12 sind beide durch Blasformen und Spritzgießen aus PET bzw. Polyethylen in bekannter Weise hergestellt. Der Hals trägt ein erstes Gewinde 14 mit vier Anfängen, und der Verschluß trägt ein entsprechendes zweites Gewinde 16 mit vier Anfängen. Bei dieser besonderen Ausführung haben die Gewinde einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt. Diese Gewinde werden im Detail nachfolgend beschrieben. Die Gewinde erlauben ungefähr eine Viertel-Drehung (90º) des Verschlusses 12 in bezug auf den Hals 10, um den Verschluß von einer voll verschlossenen in eine voll geöffnete Position zu bewegen.
Die Einrichtung umfaßt Sperrmittel, um den Verschluß 10 in seiner vollständig geschlossenen Position auf dem Hals formschlüssig zu halten. Die Sperrmittel umfassen ein Paar von Halselementen 18, die um 180º voneinander beabstandet sind und vom Hals aus radial nach außen hervorspringen, die mit entsprechenden von vier axialen Verschlußrippen 20 zusammenwirken, die von einer inneren Fläche des Verschlusses radial nach innen hervorstehen. Im Detail sind solche Sperrmittel in den offengelegten Patentanmeldungen PCT/GB91/00850 (veröffentlicht als WO- A-91/18799) und PCT/GB92/01255 (veröffentlicht als WO-A- 93/01098) beschrieben. Die Sperrmittel können durch Anwendung eines externen Drehmomentes in einer Richtung zum Aufschrauben des Verschlusses überwunden werden. Bei dieser beispielhaften Ausführung haben die Sperrelemente 18 betreffende Anlageflächen 19, die relativ zur Radialrichtung geneigt sind, um eine elastische Tragwirkung zu erreichen, um den Verschluß 12 in seine vollständig geschlossene Position vorzuspannen.
Die Einrichtung umfaßt ferner Dichtmittel, um eine druckdichte Dichtung zwischen dem Verschluß 12 und dem Hals 10 zu bilden, wenn sich der Verschluß in seiner vollständig geschlossenen Position befindet. Das Dichtmittel umfaßt eine Schicht von Elastomer 13 herkömmlicher Art auf der Innenfläche der Basis des Verschlusses 12. Die Schicht 13 des Elastomers drückt gegen eine obere Fläche 15 des Halses 10, um eine gasdichte Dichtung zu bilden. Selbst ein sehr leichtes Abschrauben des Verschlusses wird diese Dichtung öffnen und ein Ausströmen von Gas aus dem Inneren des Behälters 11 entlang des Gewindes 14, 16 in die Atmosphäre erlauben.
Die Behälterverschlußeinrichtung ist ferner mit einem Verschlußsicherungsring 40 der Art versehen, wie dieser in der Internationalen Patentanmeldung PCT/GB93/02341 beschrieben und beansprucht ist, deren vollständiger Inhalt mit zu dieser Offenbarung gehört. Kurz gesagt ist der Verschlußsicherungsring 40 mit zerbrechlichen Verbindungsstellen zum Verschluß 12 versehen, sowie mit flexiblen Laschen 42, die an der Unterseite eines Flansches 43 des Behälterhalses anliegen. Die Flexibilität der Laschen 42 erlaubt es, daß der Sicherungsring über den Flansch des Behälterhalses überschnappt, wenn der Verschluß zunächst nach unten auf den Behälterhals geschraubt wird. Jedoch führt ein Abschrauben der Verschlußkappe dazu, daß sich die Verschlußkappe und der Sicherungsring an den zerbrechlichen Verbindungsstellen 41 voneinander trennen. Um sicherzustellen, daß diese Trennung auftritt, sind Zahnmittel 44 auf den Behälterhals unterhalb des Flansches 43 vorgesehen, um ein Drehen des Sicherungsrings in der Richtung des Abschraubens des Verschlusses zu verhindern und damit eine Torrosionskraft als auch eine Zugkraft auf die zerbrechlichen Verbindungsstellen 41 auszuüben, wenn der Verschluß abgeschraubt wird.
Die Einrichtung schließt ein Sicherheitsmerkmal ein, um die Möglichkeit zu verhindern, daß der Verschluß 10 sich unter innerem Druck unkontrolliert ablösen kann, wenn eine Person beginnt, den Verschluß aufzuschrauben. Bei dieser Ausführung ist das Sicherheitsmerkmal durch die Anordnung der Gewinde 14 und 16 verwirklicht, wie dies am besten aus den Fig. 3 bis 5 zu ersehen ist.
Jedes Gewindesegment des Halsgewindes 14 hat einen allgemein weiten ersten Bereich 30 an seinem Ende, das dem offenen Ende 24 des Halses 10 am nächsten ist, sowie einen relativ engen zweiten Abschnitt 32, der sich unterhalb des breiten Abschnittes erstreckt. Der Bereich, der den breiten Abschnitt 30 mit dem Stielabschnitt 32 verbindet, ist allgemein mit einem Stufenprofil an seiner unteren Seite ausgebildet, um eine erste Anlagefläche 34 zu bilden. Die Anlagefläche schließt eine Vertiefung in der Form eines konkaven Profils ein (zu sehen in einer axialen Ebene). Die äußerste Ecke 36 der Anlagefläche wirkt als eine führende Lippe. Die obere Fläche des Halsgewindesegmentes ist zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt glatt und kontinuierlich.
Jedes Gewindesegment des Verschlußgewindes 16 ist kürzer als das entsprechende Segment des Halsgewindes 14 und hat allgemein gerade und parallele Seiten und abgerundete Enden. Die Breite jedes Segmentes des Verschlußgewindes ist ungef ihr gleich der des oben beschriebenen engen zweiten Abschnittes 32. Das gerundete Ende 38 jedes Verschlußgewindesegmentes, das von dem offenen Ende des Verschlusses 12 entfernt ist, wirkt als eine zweite Anlagefläche, die mit der ersten Anlagefläche 34 des Halsgewindes zusammenwirkt.
Wie am besten aus den Fig. 3 und 5 zu sehen, ist der Abstand zwischen den zweiten Abschnitten 32 von benachbarten Segmenten des Halsgewindes 14 größer als die Querschnittsbreite der Verschlußgewindesegmente. Dies erlaubt ein begrenztes Maß einer axialen Bewegung des Verschlusses 12 auf dem Hals 10, wenn sich der Verschluß in einer solchen Drehposition befindet, daß die Verschlußgewindesegmente zwischen dem zweiten Abschnitten 32 von benachbarten Halsgewindesegmenten sind. Jedoch ist der Abstand zwischen den ersten Abschnitten 30 von benachbarten Halsgewindesegmenten gerade groß genug, um das Verschlußgewindesegment zu passieren (vgl. Fig. 5), jedoch nicht groß genug, um eine wesentliche axiale Bewegung ohne Drehung zuzulassen.
Im Gebrauch, wenn sich der Verschluß 12 in seiner geschlossenen Position befindet, wird die Anordnung der Gewinde wie in Fig. 3 gezeigt sein. Falls geringer oder kein Druck im Behälter ist, dann werden sich beim Abschrauben des Gewindes die Verschlußgewindesegmente anfangs in einer Umfangsrichtung bewegen, bis sie gegen die glatten oberen Flächen der Halsgewindeabschnitte zur Anlage kommen (vgl. Fig. 3), wonach die Verschlußgewindesegmente entlang der glatten oberen Flächen der Halsgewindesegmente entlang gleiten (vgl. Fig. 5), wodurch der Verschluß 12 vollständig vom Hals 10 abgeschraubt werden kann.
Falls der Behälterinhalt jedoch unter Druck steht, dann wird beim anfänglichen Abschrauben des Verschlusses der innere Druck auf den Verschluß ein "Anheben" oder Verschieben des Verschlusses 12 axial in einer Richtung bewirken, die sich vom Hals 10 aus erstreckt, wobei eine solche Verschiebung durch den relativ breiten Abstand der zweiten Bereiche 32 der benachbarten Halsgewindesegmente erlaubt wird. Deshalb werden die Verschlußgewindesegmente mit der Unterseite der ersten Gewindesegmente in Kontakt bleiben. Von dem Moment an, in dem der Verschluß aus der geschlossenen Position (Fig. 2) bewegt wird, wird ein offener Entlüftungsdurchlaß zwischen den Gewinden gebildet, um Druck abzulassen. Falls der Verschluß weiter unter Druck aufgedreht wird, oder falls der innere Druck groß genug ist, um zu bewirken, daß sich der Verschluß von selbst abzuschrauben beginnt, dann werden die Endflächen 38 der Verschlußgewindesegmente in Anlage mit den Anlageflächen 34 der Halsgewindesegmente kommen, wodurch ein weiteres Drehen des Verschlusses in der Richtung zum Abschrauben blockiert wird (vgl. Fig. 4).
Danach wird der Verschluß 12 in einer Zwischenposition auf den Behälterhals 10 gehalten. Die konvexe Form der oberen Enden der Verschlußgewinde 16 greift in die vertiefte konkave Form der Anlageflächen 34 ein. Dies liefert einen formschlüssigen Halteeffekt, um jegliche Tendenz der Hals- und Verschlußgewinde 14 und 16, aneinander z.B. unter extremem inneren Druck vorbeizugleiten, verhindert wird. Es versteht sich, daß der Formschlußeffekt umso größer wird, je größer der innere Druck ist, der auf den Verschluß wirkt. Der Formschlußeffekt wird ferner von der exakten Form der Anlagefläche 32 auf dem Halsgewinde abhängen.
Wenn sich die Gewinde in dem in Fig. 4 gezeigten Zustand befinden, wird der Verschluß 12 ausreichend über den Behälterhals angehoben, um die von den ersten und zweiten Dichtflächen 22 und 28 und dem Steg gebildete Dichtung freizugeben. Der innere Druck wird abgelassen, indem Gas zwischen dem Hals und dem Verschluß entweichen kann. Wie am besten in Fig. 4 zu sehen, besteht der offene Durchlaß, auf den bereits Bezug genommen wurde, zwischen den Gewinden 14 und 16 des Halses und des Verschlusses, wodurch der Druck entweichen kann. Wenn der innere Druck einmal auf einen sicheren Wert abgefallen ist, kann der Verschluß 12 verdreht werden, um die Halsgewindeabschnitte über die hervorstehenden Ecken 36 der Verschlußgewindesegmente hinwegzubewegen. Die Größe und Form der hervorstehenden Ecken 36 legen es fest, wie schwierig oder leicht es für eine Person sein wird, die erste und die zweite anliegende Fläche 34 und 38 auseinander zu bewegen. Zum Beispiel kann es notwendig sein, den Verschluß axial auf den Behälter zu drücken, um den Eingriff zwischen der zweiten Anlagefläche 38 und der ersten Anlagefläche 34 zu lösen. Der Verschluß 12 kann auch automatisch unter Schwerkrafteinfluß nach unten fallen, wenn der innere Druck nicht länger groß genug ist, um ihn in dem verschobenen Zustand zu halten.
Es sei nun auf Fig. 6 Bezug genommen, in der eine zweite Ausführung der gegenwärtigen Erfindung mit Gewinden mit dreieckförmigem Querschnitt an wenigstens einem Teil des Behälterhalses und -verschlusses vorgesehen ist. Die Verschlußgewinde sind in Fig. 6 der Einfachheit halber nicht dargestellt. Ferner wurden Entlüftungsdurchlässe ähnlich den Entlüftungsdurchlässen 39 gemäß den Fig. 1 bis 5 zum Zwecke der Einfachheit nicht dargestellt. Die Halsgewinde 51 sind angeordnet, um einen Verschluß mit einer Vierteldrehung in vier Positionen zu ermöglichen. Die Halsgewinde 51 umfassen jeweils einen oberen Abschnitt 52 mit einem im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt sowie einen unteren Abschnitt 53 mit im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt. Eine Stufe 54 zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des Gewindes 51 auf der unteren Seite des Gewindes 51 dient als Anlagefliche zur Anlage gegen ein Ende des Verschlußgewindes mit im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt, wenn der Verschluß unter Druck des Inhalts des Behälters teilweise aufgeschraubt wird. Die ersten Abschnitte 52 des Behältergewindes 51 liegen radial um den Hals an, um Nuten 55 zu bilden, entlang derer das Halsgewinde mit dreieckförmigem Querschnitt gleitet, wenn der Verschluß entfernt wird, nachdem der Druck aus dem Behälterinneren entwichen ist.
Die trapezförmige Form der ersten Gewindeabschnitte 52 und der dreieckförmigen Nuten 55 sind genauer im Querschnitt aus Fig. 7 zu ersehen. Diese Darstellung zeigt auch das in den Nuten 55 gelegene, mit dreieckförmigem Querschnitt versehene Gewinde 56 des Verschlusses 57.
Obwohl der Behälterhals und -verschluß gemäß der Ausführungen, auf die zuvor Bezug genommen wurde, aus Kunststoff hergestellt ist, versteht es sich, daß der Hals oder der Verschluß oder beide aus anderen Materialien hergestellt sein können. Zum Beispiel kann der Hals aus Glas bestehen; der Verschluß kann aus Metall bestehen.
Es versteht sich ferner, obwohl die obige Ausführung eine zwischen die Lippe des Behälterhalses und eine elastomere Schicht in der Basis des Verschlusses vorgesehene Dichtung verwendet, daß auch andere Dichtmittel in abgewandelten Ausführungen verwenden werden können.
Es sei hervorgehoben, daß die obige Beschreibung lediglich beispielhaft für eine bevorzugte Ausführung dieser Erfindung ist und daß Details modifiziert werden können, ohne vom Rahmen und den Prinzipien der Erfindung abzuweichen, wie durch die Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Behälterverschlußeinrichtung zum Speichern von Fluiden unter Druck, wobei die Einrichtung umfaßt:

einen Behälterhals (10);

einen Verschluß (12) für den Hals (10);

ein erstes Gewinde (14) auf einem Teil von Hals und Verschluß;

ein zweites Gewinde (16) auf einem anderen Teil von Hals und Verschluß; wobei das zweite Gewinde mit dem ersten Gewinde (14) verschraubbar ist;

Mittel zum Bilden einer Dichtung zwischen dem Hals und dem Verschluß, wenn der Verschluß (12) auf den Hals (10) aufgeschraubt wird;

miteinander zusammenwirkende Elemente auf dem Hals und dem Verschluß (12), um eine Drehung des Verschlusses in einer Richtung zum Aufschrauben über eine Zwischenposition hinaus zu blockieren oder zu behindern, wenn sich der Verschluß unter axialem Druck in einer Richtung befindet, die von dem Behälterhals (10) ausgeht;

wobei der Hals (10) und der Verschluß (12) dazu aufgebaut und angeordnet sind, eine Belüftung zum Entlüften von Fluid aus dem Behälterhals wenigstens dann zu erlauben, wenn sich der Verschluß in der Zwischenposition befindet, und wobei das erste Gewinde (14) eine Mehrzahl von ersten Gewindesegmenten und das zweite Gewinde (16) eine Mehrzahl von zweiten Gewindesegmenten umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Gewindesegmente entlang eines kontinuierlichen Schraubengewindeweges, der zwischen den ersten Gewindesegmenten definiert ist, beweglich sind, wodurch der Verschluß (12) aus einer voll geöffneten in eine voll geschlossene Position auf dem Hals (10) durch eine einzige glatte Verdrehung um 360º oder weniger in der Abwesenheit von axialem Druck aus dem Inneren des Behälters bewegt werden kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste und das zweite Gewinde (14, 16) dazu ausgebildet und angeordnet sind, eine axiale Verschiebung des Verschlusses (12) relativ zu dem Hals (10) wenigstens dann zu erlauben, wenn sich der Verschluß in der Zwischenposition befindet, und wobei die miteinander zusammenwirkenden Elemente dazu geeignet sind, zusammenzuwirken, wenn der Verschluß (12) axial in einer Richtung verschoben ist, die von dem Hals (10) ausgeht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, bei der die miteinander zusammenwirkenden Elemente dazu ausgebildet und angeordnet sind, nicht zusammenzuwirken, wenn der Verschluß (12) axial in einer Richtung nach innen zu dem Hals (10) hin verschoben ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die miteinander zusammenwirkenden Elemente eine Stufe oder eine Vertiefung (34) an der Seite der ersten oder zweiten Gewindesegmente umfassen, um eine erste Anlagefläche zu bilden, gegen die eine zweite Anlagefläche auf einem der zweiten oder ersten Gewindesegmente anliegt, um eine Drehung des Verschlusses in einer Richtung zum Aufschrauben zu blockieren oder zu behindern, wenn sich der Verschluß (12) in der Zwischenposition unter axialem Druck in einer Richtung, die vom Behälterhals (10) ausgeht, befindet.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, bei der komplementäre Stufen oder Vertiefungen zur gegenseitigen Anlage sowohl auf den ersten als auch auf den zweiten Gewindesegmenten vorgesehen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, bei der das erste Gewindesegment einen ersten Gewindeteil (30) umfaßt, der einen ersten Querschnitt und einen zweiten Gewindeabschnitt (32) mit einem zweiten Gewindequerschnitt umfaßt, der enger als der erste Querschnitt ist, wodurch eine Stufe (34) in einer Seite des ersten Gewindesegmentes dort, wo sich der erste und der zweite Gewindeabschnitt treffen, gebildet ist, wobei die erste Anlagefläche durch diese Stufe gebildet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der das erste Gewindesegment ein Gewinde auf dem Hals (10) des Behälters ist, wobei der Hals eine Öffnung am oberen Ende des Halses (10) besitzt, und wobei sich der erste Gewindeabschnitt (30) oberhalb des zweiten Gewindeabschnittes (32) auf dem Hals befindet und die Stufe (34) an einer unteren Seite des ersten Gewindesegmentes gebildet ist, wo sich der erste und der zweite Gewindeabschnitt (30, 32) treffen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der eine obere Seite des ersten Gewindesegmentes gegenüber der unteren Seite des ersten Gewindesegmentes, dort wo sich der erste und der zweite Gewindeabschnitt (30, 32) treffen, im wesentlichen glatt und kontinuierlich ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 6, bei der der erste Gewindeabschnitt (52) einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt aufweist und der zweite Gewindeabschnitt (51) einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweist.

10. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner Sperrmittel (18, 20) auf dem Behälterhals (10) und dem Verschluß (12) umfaßt, um ein unbeabsichtigtes Abschrauben des Verschlusses (12) aus der aufgeschraubten Position heraus zu vermeiden.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, bei der die Sperrmittel (18, 20) eine Längssperrippe (20) auf dem Behälterhals (10) oder dem Verschluß (12) umfassen, um in eine komplementäre Sperrvertiefung (18) an dem Verschluß oder dem Behälter einzugreifen, wenn der Verschluß nach unten auf den Hals aufgeschraubt wird.

12. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Umfangsdichtrippe von im wesentlichen dreieckförmigem Querschnitt aufweist, die von einer ersten Fläche des Halses oder Verschlusses hervorsteht, um an einer zweiten Fläche des Verschlusses oder Halses anzuliegen, wenn der Verschluß nach unten geschraubt wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, bei der die erste und/oder zweite Fläche in einem Winkel zwischen 2º und 20º in bezug auf die Längsachse des Behälterhalses geneigt ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der die Dichtrippe eine Höhe zwischen 0,025 und 0,25 mm aufweist.

15. Einrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei der die Dichtrippe von der Lippe des Halses des Behälters nach außen hervorsteht, wodurch die Dichtrippe gleichfalls als ein Tropfhindernis dient, wenn Flüssigkeiten aus dem Behälter ausgegossen werden.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der die Dichtrippe einen im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt hat, derart, daß eine Seite des Dreiecks weitgehend mit dem oberen Ende des Behälterhalses fluchtet und senkrecht zu der Längsachse des Behälterhalses ist.

17. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, bei der wenigstens eines vom ersten und zweiten Gewinde (14, 16) wenigstens zwei Gewindeanfänge besitzt.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, bei der wenigstens eines vom ersten und zweiten Gewinde (14, 16) vier Gewindeanfänge besitzt.

19. Einrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der der Verschluß (12) durch eine einzige glatte Drehung um 180º oder weniger von einer voll geöffneten in eine voll geschlossene Position auf dem Hals (10) bewegt werden kann.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, bei der der Verschluß (12) durch eine einzige glatte Drehung um 90º oder weniger aus einer voll geöffneten in eine voll geschlossene Position auf dem Hals (10) bewegt werden kann.