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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei manipulationssicheren
Bändern,
wie sie gewöhnlich
an Flaschenkapseln verwendet werden, und spezieller auf ein verbessertes
abnehmbares manipulationssicheres Banddesign zur Verbesserung der
Montage des Verschlusses auf einem Ausguss oder Hals eines Behälters, ebenso
um die Befestigung des Bands auf dem Ausguss zu verbessern.
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Die
Erfindung bezieht sich ebenso auf Verbesserungen in dem Schraub-Gewinde-Design
von Flaschenverschlüssen.
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2. Stand der Technik
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US-Patent Nr. 4,801,031 offenbart
einen manipulationssicheren Verschluss, der ein nach innen gefaltetes
manipulationssicheres Band mit gegenseitig beabstandeten Falten
um den nach innen gefalteten Abschnitt des Bandes hat. Die Falten
sind nach innen gerichtet und um den Umfang des Bandes verteilt.
US-Patent Nr. 5,400,913 offenbart
einen ähnlichen
manipulationssicheren Verschluss, der ebenfalls ein nach innen gefaltetes
manipulationssicheres Band mit kontinuierlichen Falten um den nach
innen gefalteten Abschnitt des Bandes hat.
EP 0,635,434 offenbart ebenfalls einen ähnlichen
manipulationssicheren Verschluss, umfassend einen Kappenkörper und
ein Bandelement mit einer Ringwand, die mit dem Bandelement kontinuierlich
geformt ist und sich nach oben erstreckt. Die Ringwand umfasst abwechselnd
Kreisbogenabschnitte und Haltenasen, die sich von den Kreisbogenabschnitten
aus nach innen erstrecken.
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Wie
in dem '913-Patent
erläutert,
sollte das manipulationssichere Band über den Rückhaltewastwulst oder -rand
des Behälterhalses
gleiten, ohne das zerbrechliche Netz, welches das Band mit der Schürze des
Verschlusses verbindet, zu zerbrechen. Das manipulationssichere
Band muss ausreichend elastisch sein, um einen zu großen Widerstand
beim Verschließen
der Flasche zu vermeiden, was das zerbrechliche Netz beschädigen könnte. Jedoch
sollte das manipulationssichere Band ausreichend steif sein, um
den Verschlusswulst des Behälterhalses
zuverlässig
zu umfassen und dabei das Band beim Öffnen des Verschlusses unter
dem Verschlusswulst zu halten, so dass das manipulationssichere
Band an dem zerbrechlichen Netz reißt.
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Das '913-Patent verbessert
die Flexibilität des
nach innen gefalteten Faltenabschnitts des Bandes auf zwei Wegen.
Zum Einen ist zwischen jeder Falte ein zerbrechliches Netz vorgesehen.
Die zerbrechlichen Netze zwischen den Falten sichern eine große Elastizität des manipulationssicheren
Bandes während
des Verschließens.
Alternativ sind individuelle Stege anstelle eines zerbrechlichen
Netzes zwischen den Falten vorgesehen. Die Stege werden während des Öffnens des
Verschlusses leicht beschädigt
und verbessern so die manipulationssichere Natur des Verschlusses.
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Durch
den Anmelder wurde festgestellt, dass das einwärts gefaltete Design der '031- und '913-Patente und des
EP 0,635,434 die Tendenz
hat, den Verschlusswulst des Behälterhalses
unsauber zu umgreifen, so dass das manipulationssichere Band beim Öffnen des
Verschlusses nach hinten oben über den
Verschlusswulst gleiten kann, was den manipulationssicheren Aspekt
der Konstruktionen vernichtet. Die vorliegende Erfindung verbessert
diesen Aspekt der vorbekannten gefalteten manipulationssicheren
Bänder.
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Bei
den Innengewindeprofilen von Flaschenkappen ist es ebenso bekannt,
um den Schraubengewindewulst gleichmäßig verteilte Lücken vorzusehen,
um Gewicht der Flaschenkappe zu reduzieren und ebenso die zur Herstellung
der Flaschenkappen benötigte
Werkzeugproduktion zu vereinfachen. Die vorliegende Erfindung stellt
auch ein verbessertes Schraubengewindeprofil und -design zur Verfügung.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Kurz
gesagt umfasst die vorliegende Erfindung einen manipulationssicheren
Verschluss wie z.B. eine Flaschenkappe für einen Behälter mit einer Verschlussfläche am Hals
des Behälters.
Der Verschluss umfasst eine Verschlusskappe mit einem Deckelabschnitt,
einer davon abgehenden ringförmigen Schürze und
einem manipulationssicheren Band, welches mit Hilfe einer zerbrechlichen
Verbindung mit der unteren Kante der ringförmigen Schürze verbunden ist. Das manipulationssichere
Band umfasst einen nach innen gerichteten Halterand, der sich wenigstens
teilweise am Behälterhals
aufwärts
erstreckt, und der Halterand umfasst eine freie Kante, die geeignet
ist, die Verschlussfläche
des Behälterhalses
zu umgreifen. Die freie Kante des Halterandes umfasst einen Bogenabschnitt
und einen gerippten Abschnitt, der sich von dem Bogenabschnitt nach
außen
erstreckt. Die Rippen haben die Form von Falten, andere Formen sind
ebenfalls geeignet.
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Vorzugsweise
ist eine Serie von abwechselnd Falten und Bogenabschnitten rings
um die obere Kante des Halterandes angeordnet. Die auswärts orientierten
Falten stellen sicher, dass mehr von der oberen Kante des Halterandes
in Kontakt mit der Haltefläche
des Behälterhalses
ist, was das Umgreifen des Halses durch den Rückhalterand verbessert, wodurch
der Rückhalterand
unterhalb der Sicherungsfläche
gehalten wird, wenn die Verschlusskappe erstmals abgeschraubt wird.
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Die
Anordnung von auswärts
gerichteten Falten in Kombination mit Bogenabschnitten zum Erfassen
der Sicherungsfläche
macht es schwieriger, mit der Verschlusskappe zu manipulieren. Zum
Beispiel ist ein Versuch, das manipulationssichere Band mit einem Schraubendreher
nach außen
zu biegen, erschwert durch die Größe des Rückhalterandes, der mit der
Sicherungsfläche
in Kontakt ist. Einwärts
gefaltete Ränder
gemäß dem Stand
der Technik haben weniger Kontakt mit der Sicherungsfläche und
haben somit weniger Fläche,
die nach außen
gebogen werden muss, um das Band über die Sicherungsfläche gleiten
zu lassen, ohne die zerbrechlichen Verbindungen zu zerbrechen.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst ebenso eine Verschlusskappe zum Verschließen der Öffnung eines
Behälters
mit Gewindehals mit einem Deckelabschnitt, einer nach unten abgehenden
Schürze, die
einen zylindrischen Kappenkörper
bildet, und einem Gewindeprofil auf der Innenfläche der Schürze, wobei das Gewindeprofil
Gewindesegmente umfasst, die sehnenförmig sind. Die sehnenförmigen Gewindesegmente
haben eine gerade Innenkante, die ein tieferes Zentrum und allmählich schmaler
werdende Außenenden
bilden. Vorzugsweise sind die Gewindesegmente mit Gewindesegmenten
oberhalb und unterhalb gefluchtet. Die Gewindesegmente sind mit
Gewindesegmenten auf beiden Seiten gefluchtet, um so eine unterbrochen
definierte Gewindenut zu bilden.
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Unterbrochene
sehnenförmige
Gewindesegmente reduzieren das Gewicht der Verschlusskappe und reduzieren
ebenso wesentlich die Werkzeugkosten zum Herstellen der Verschlusskappen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Zeichnungen, die hier beigefügt
sind und einen Teil der Beschreibung bilden, zeigen die Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der
Erfindung zu beschreiben, wobei:
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1 eine
Bildansicht der erfindungsgemäßen Flaschenkappe
ist;
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2 eine
Seitenansicht der Flaschenkappe von 1 ist;
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3 eine
Unteransicht der Flaschenkappe von 2 ist;
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von 3 ist;
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5 eine
vergrößerte Detailansicht
des Rückhalterandes
der Flaschenkappe von 4 ist;
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6 eine
Schnittansicht entlang der Linie 6-6 von 3 ist;
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7 eine
vergrößerte Detailansicht
des Rückhalterandes
der Flaschenkappe von 6 ist;
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8 eine
Explosions-Ansicht der Flaschenkappe von 1 und eines
Behälterhalses
ist, wobei die Flaschenkappe und der Behälterhals im Viertelschnitt
dargestellt sind;
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9 eine
Explosions-Darstellung einer Bildansicht der Flaschenkappe und des
Behälterhalses von 8 ist;
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10 ein
Viertelschnitt einer Bildansicht der Flaschenkappe ist, montiert
auf dem Behälterhals;
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11 eine
Seitenansicht der auf dem Behälterhals
montierten Flaschenkappe ist, dargestellt als Teilschnitt;
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12 eine
Bildansicht einer alternativen Ausführungsform des Innengewindeprofils
der Flaschenkappe von 1 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Nunmehr
wird im Detail auf die Erfindung Bezug genommen, von der Beispiele
in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt sind.
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Bezugnehmend
auf 1 bildet die Flaschenkappe 10 einen Verschluss
zum Verschließen eines
Ausgusses oder Behälterhalses
einer Flasche (nicht dargestellt). Die Flaschenkappe 10 umfasst
einen runden Deckelabschnitt und eine davon abgehende ringförmige oder
zylindrische Schürze 14.
Die Schürze 14 umfasst
eine untere Kante 16, mit der ein manipulationssicheres
Band mit Hilfe einer zerbrechlichen Verbindung in Form von dünnwandigen
brechbaren Verbindungen 20 verbunden ist. Die Innenseitenwand
der Schürze 14 umfasst
einen konventionellen Schraubgewindewulst 22. Die Neuheit
der in 1 dargestellten Erfindung liegt wohl in dem Design
des manipulationssicheren Bandes 18, und dementsprechend
sind die Designs des Deckelabschnitts 12 und der davon
abgehenden ringförmigen Schürze ihrerseits
nicht Teil der vorliegenden Erfindung.
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Ein
manipulationssicheres Band 18 umfasst einen einwärts und
aufwärts
gedrehten ringförmigen Rückhalterand 24.
Rückhalterand 24 umfasst
eine obere freie Kante 26. Die freie Kante 26 umfasst
Falten 28, die radial auswärts gefaltet sind, und Bogenabschnitte 30 dazwischen.
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Bezugnehmend
auf 2 und 3 umfasst eine Flaschenkappe 10 eine
Serie von zerbrechlichen Verbindungen 20, die durch dünnwandige
Segmente geformt sind, die ausreichend Druckfestigkeit haben, um
die Druckkräfte,
die von dem manipulationssicheren Band 24 erzeugt werden, wenn
die Flaschenkappe auf einem Behälterauslass montiert
wird, überstehen
zu können
und gleichzeitig auch eine minimale Zugfestigkeit haben, so dass
die zerbrechlichen Verbindungen 20 brechen, wenn die Flaschenkappe
von dem Behälterauslass
abgeschraubt wird.
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Eine
Serie von sechs Falten 28 ist in den aufwärts und
einwärts
gedrehten Rückhalterand 24 eingeformt.
Obwohl die vorliegende Erfindung nicht auf die spezielle Zahl von
Falten begrenzt sein soll, ist es wünschenswert, wenigstens zwei
Falten und vorzugsweise wenigstens vier vorzusehen. In der dargestellten
Ausführungsform
sind die Falten als Falten geformt, sechs an der Zahl. Jedoch können andere Faltendesigns
benutzt werden, so lange das Design eine Expansion der oberen Kante
des Randes erlaubt. Das Vorsehen von sechs Falten erzeugt natürlich sechs
Bogenabschnitte 30 entlang der freien Kante 26.
Bogenabschnitte 30 haben einen Krümmungsradius, der sich dem
Krümmungsradius
des Behälterauslasses
annähert,
so dass, wenn die Flaschenkappe auf dem Behälterhals montiert wird, die obere
Kante 26 der Bogenabschnitte eine Sicherungsfläche sicher
umgreift.
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Falten 28 sind
von den Bogenabschnitten 28 aus radial auswärts gefaltet.
Mit anderen Worten falten die Falten 28 von den Bogenabschnitten 30 auswärts zu der
herabkommenden ringförmigen
Schürze 14.
Falten 28 haben einen Scheitel 34, der mit geringem
Abstand innerhalb der Schürze 14 platziert
ist. Vorzugsweise ist die Tiefe der Falten 28 ausreichend, so
dass die äußere Extremität 34,
d.h. der Scheitel von jeder Falte unterhalb der Sicherungsfläche des Behälterhalses
bleibt. Dies wird detaillierter mit Bezug auf 11 erläutert.
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Unter
Bezugnahme auf die 4 bis 7 erstreckt
sich der einwärts
gedrehte Rückhalterand 24 wenigstens
teilweise aufwärts,
so dass sich seine obere freie Kante 26 nach oben richtet
und so positioniert ist, dass sie die Sicherungsfläche am Behälterhals
umgreift. In diesen Figuren kann man ebenso sehen, dass die Falten 28 sich
von den Bogenabschnitten 30 aus radial auswärts erstrecken.
Es ist bekannt, sich einwärts
erstreckende Falten vorzusehen wie die, die auf den Flaschenkappen
gefunden werden, die in dem zuvor erwähnten Kelly '913-Patent und dem Barriac '031-Patent offenbart
sind. Sich einwärts
erstreckende Falten resultieren in weniger freiem oberem Kantenkontakt
mit der Sicherungsfläche
am Behälterhals,
was dazu führen
kann, dass der Rückhalterand über die
Sicherungsfläche
gleitet, ohne dass die zerbrechlichen Verbindungen brechen, wenn
die Flaschenkappe erstmals vom Behälterhals abgeschraubt wird.
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Die
dünne Wandkonstruktion
der zerbrechlichen Verbindungen 20 ermöglicht ein relativ leichtes Brechen
des zerbrechlichen Materials, wenn die freie Kante 26 des
Rückhalterands 24 die
Sicherungsfläche
des Behälterhalses
umgreift. Dennoch haben die zerbrechlichen Verbindungen 20 genügend Druckfestigkeit,
um den anfänglichen
Druckkräften
des manipulationssicheren Bandes 18 zu widerstehen, wenn die
Flaschenkappe erstmals auf den Behälterhals geschraubt wird.
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8 und 9 zeigen
ein Design für
einen konventionellen Flaschenhals 40. Das Design von Flaschenhals 40 ist
nicht Teil der vorliegenden Erfindung, abgesehen von der Tatsache,
dass der Flaschenhals 40 eine Art von Sicherungsfläche 42 erfordert,
z.B. einen ringförmigen
Wulst, Rand oder dergleichen. Die restlichen Eigenschaften des Flaschenhalses 40 sind
von konventionellem Design, einschließlich Gewinde 44 und
ringförmigem
Basisflansch 46. Der Rückhalterand
der Flaschenkappe rastet unter der Sicherungsfläche 42 ein.
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Ebenso
dargestellt in 8 und 9 ist eine
innere Ringnut 50, die mit dem oberen Rand 52 des
Flaschenhalses 40 zusammenpasst. Diese bildet eine Leckage-sichere
Dichtung um die Öffnung
des Flaschenhalses 40.
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10 und 11 zeigen
eine Flaschenkappe 10, geschraubt auf einen Flaschenhals 40. Rückhalterand 24 ist
gebogen und aufwärts
gerichtet, um seinen Durchmesser zu erweitern, um den Durchmesser
des Flaschenhalses 40 zu egalisieren. Die obere Kante des
Rückhalterandes 24 einschl.
der oberen Kante der Falten 28 umgreift die Sicherungsfläche 42.
In 11 erkennt man, dass ein schmaler Spalt 56 zwischen
einer Falte 28 und der Innenwand des manipulationssicheren
Bandes 18 existiert.
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Wenn
eine Flaschenkappe 10 von dem Flaschenhals 40 abgeschraubt
wird, erfasst der Rückhalterand 24 die
Sicherungsfläche 42.
Wegen der Position der zerbrechlichen Verbindungen 20 an
der Außenseite
der Sicherungsfläche 42 wird
ein leichtes Drehmoment auf den Rückhalterand ausgeübt, was den
Rückhalterand 24 dazu
bringen kann, sich nach außen
in Richtung zu dem manipulationssicheren Band 18 zu bewegen.
Wenn dies geschieht, erfassen Falten 28 ein Band 18 und
verhindern, dass die obere freie Kante des Rückhalterandes sich von unterhalb der
Sicherungsfläche
auswärts
bewegt, was es dem manipulationssicheren Band ermöglichen
würde, über die
Sicherungsfläche
zu gleiten, ohne die zerbrechlichen Verbindungen zu zerbrechen.
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Ein
weiterer Vorteil des Designs des manipulationssicheren Bandes der
vorliegenden Erfindung ist, dass es schwieriger ist, mit dem Band
zu "manipulieren". Theoretisch ist
es möglich,
das manipulationssichere Band unter Benutzung eines flachkantigen
Werkzeuges wie zum Beispiel eines Standard-Schraubendrehers über die
Sicherungsfläche aufzubiegen.
Bei bekannten Designs war es lediglich nötig, nach innen gerichtet Falten über die
Sicherungsfläche
aufzubiegen. Bei dem vorliegenden Design ist es, weil der Rückhalterand
Bogenabschnitte umfasst, die die Sicherungsfläche über wenigstens einen größeren Teil
der freien oberen Kantenfläche des
Rückhalterandes
berühren,
schwieriger, den Rückhalterand
genügend
auswärts
zu biegen, um das manipulationssichere Band über die Sicherungsfläche gleiten
zu lassen.
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12 zeigt
das Design für
ein alternatives Innengewindeprofil der Flaschenkappe 110.
Man kann sehen, dass das Gewindeprofil durch eine Serie von Gewindesegmenten 160 gebildet
ist. Jedes Gewindesegment 160 ist wie in Sehnensegment
geformt mit einer geraden Innenkante 162, die an seinem
Zentrum 164 eine größere Tiefe
bildet und zu seinen Enden 166 hin zunehmend schmaler wird,
wo es in die Innenfläche
der Schürze 114 übergeht.
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Gewindesegmente 160 sind
mit Segmenten darüber
und darunter vertikal in einer Art und Weise angeordnet, die Spalten 168 bildet.
Zusätzlich
sind Gewindesegmente 160 mit Segmenten an beiden Seiten
entlang eines Schraubenpfades angeordnet, um so einen definierten
Gewindekanal für
das Gewinde eines Behälterhalses
zu bilden.
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Ein
Vorteil des in 12 dargestellten Gewindedesigns
ist nicht nur, dass es leichtere Flaschenkappen erzeugt, es ist
auch einfacher herzustellen vom Standpunkt der Fertigung.
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Formen
zum Spritzgießen
von Flaschenkappen, wie sie hier erläutert wurden, können einfacher hergestellt
werden, um dargestellte Gewindesegmente zu erzeugen.
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Die
vorangehenden Beschreibungen wurden zum Zwecke der Illustration
und Beschreibung präsentiert.
Sie sind nicht dazu bestimmt, erschöpfend zu sein oder die Erfindung
auf die offenbarten präzisen
Formen zu beschränken,
und selbstverständlich sind
viele Modifikationen und Variationen im Lichte der vorstehenden
Lehre möglich.
Die Beispiele wurden ausgewählt
und beschrieben, um die Merkmale der Erfindung und ihre praktische
Anwendung bestens zu erklären,
um dadurch andere Fachleute in Stand zu setzen, die Erfindung und
verschiedene Ausführungsformen
mit verschiedenen Modifikationen zu benutzen, wie sie für den speziellen
betrachteten Gebrauch geeignet sind. Es ist beabsichtigt, dass der
Schutzumfang der Erfindung durch die angefügten Ansprüche und ihre Äquivalente
definiert sein soll.