EP1607342B1

EP1607342B1 - Abdrückkappe aus Kunststoff

Info

Publication number: EP1607342B1
Application number: EP04405725.5A
Authority: EP
Inventors: Fredy Möckli; Adolf Keller
Original assignee: Schottli AG; Medisize Schweiz AG
Current assignee: SCHOETTLI AG; Medisize Schweiz AG
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2024-11-23
Also published as: ES2424299T3; US20050127023A1; JP2005178905A; EP1607342A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Abdrückkappe aus Kunststoff zur Befestigung auf einem Behälter mit einem Behälterhals mit Haltewulst, wobei die Kappe eine umlaufende Mantelwand aufweist, an der ein Drücker angeformt ist und ein umlaufendes Garantieband über Sollbruchstege angreift.
Es handelt sich dabei um Verschlüsse, die auf relativ weithalsige, gewindefreie Behälter aufgesetzt sind und sich form- und/oder kraftschlüssig auf dem Behälterhals halten, wobei der Behälterhals einen entsprechenden umlaufenden Haltewulst besitzt. Bereits aus der CH-207'849 A ist ein solcher Verschluss bekannt, bei dem die Kappe eine umlaufende Wand aufweist, bei der eine Lasche zum Abreissen angeformt ist und ein umlaufendes Garantieband über eine Sollbruchnaht angeformt ist. Diese frühen Verschlüsse sind noch aus Metall geformt. Versionen in ähnlicher Bauform aus Kunststoff gefertigt sind aber bereits auch seit langem bekannt. So zeigt die US-A-3,707,240 eine Abdrückkappe aus Kunststoff, die sich form- und kraftschlüssig auf einem Behälterhals mit Haltewulst befestigen lässt und zusätzlich zur besseren Dichtung und Halterung mit einem in den Behälterhals eingreifenden Dichtzapfen versehen ist. Dieser Verschluss ist zudem mit einem umlaufenden Garantieband versehen und weist an der Anbindestelle eine umlaufende Sollbruchnaht auf. Das Garantieband weist eine Aufreisslasche auf, ist jedoch als geschlossener Ring konzipiert, weist aber im Bereich der Lasche eine vertikal zur umlaufenden Sollbruchnaht verlaufende Sollbruchstelle im erwähnten Bereich auf. Eine ebensolche Lösung, jedoch ohne den erwähnten Dichtzapfen, ist aus der US-A-3,860,137 bekannt.
Erst mit der Weiterentwicklung des Formenbaus erschienen dann Abdrückkappen aus Kunststoff, die als Erstöffnungsgarantie im Bereich des Drückers Sollbruchnähte in Form von Sollbruchstegen aufwiesen. Diese Sollbruchstege wurden gebildet durch eine Reissnaht, die nachträglich perforiert wurde. Solche Verschlüsse sind beispielsweise aus der CH-A-417'378 oder der US-A-3,899,097 bekannt.
Im weiteren Verlauf wurden die Abdrückkappen mehrheitlich durch Schnappscharnierverschlüsse verdrängt. Hier, wie auch bei den Drehverschlüssen wurden dann die Garantiebänder über Sollbruchstege angeformt. Um diese Verschlüsse fertigen zu können, waren relativ komplizierte Werkzeuge erforderlich, die sich erst in den 80er-Jahren des letzten Jahrhunderts entwickelten. Zum einen wurden Spritzgussformen mit sternförmigen Schiebern verwendet und später auch Formen mit kollabierbaren Kernen und schliesslich Spritzgusswerkzeuge mit spannzangenartigen Einsätzen, welche von aussen die Kappe umgreifen während des Spritzvorganges und sich beim Entformen elastisch nach aussen erweitern.
Abdrückkappen aus Kunststoff der eingangs genannten Art sind heute auf dem Markt erhältlich. Die Garantiebänder weisen dabei eine Lasche auf und eine im Bereich der Lasche vorhandene Öffnung oder Sollbruchstelle. Zum Öffnen eines Behälters mit einer solchen Abdrückkappe werden beide Hände benötigt. Mit einer Hand wird der Behälter gehalten, während mit der anderen Hand die Lasche gegriffen wird und danach das Garantieband abgerissen. Ist das Garantieband entfernt, lässt sich de Abdrückkappe einhändig öffnen, indem mit dem Daumen auf den Drücker Kraft ausgeübt wird und die Kappe elastisch verformt und über den Haltewulst am Behälterhals hinweg gedrückt wird.
GB 2164028 offenbart eine Abdrückkappe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, dass bei der Fertigung eines Kunststoffverschlusses die Kettenmoleküle des Kunststoffes während des Spritzvorganges in den Sollbruchstegen sich längs ausrichten. Die Zerstörung der Sollbruchstege durch Zug in der Verlaufrichtung der Sollbruchstege benötigt dabei wesentlich mehr Kraft als eine Zerstörung durch eine Kraft, die senkrecht zur Verlaufsrichtung der Sollbruchstege und damit senkrecht zu den Molekülketten auftritt. Dieses Problem ist bei den Drehverschlüssen relativiert. Bei den Drehverschlüssen erfolgt über das Gewinde eine Kraftübersetzung, wodurch die erforderlichen Kräfte, obwohl praktisch alle Sollbruchstege gleichzeitig zerstört werden, aufbringbar sind. Bei den Abdrückkappen werden die Kräfte einseitig im Bereich des Drückers angelegt, trotzdem sind die erforderlichen Kräfte bisher so gross, dass ein komfortables Öffnen sich nicht realisieren lässt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abdrückkappe der eingangs genannten Art zu realisieren, die sich einhändig öffnen lässt.
Diese Aufgabe löst eine Abdrückkappe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
Dank dem neuen Konzept, die Sollbruchstege entlang dem Umfang zu variieren, lassen sich unterschiedliche Öffnungsfunktionen erzielen. Diesbezüglich wird auf die nachfolgende Beschreibung verwiesen, in der mit Bezug auf die Zeichnung die Erfindung im Detail erläutert wird. Die Zeichnungen zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, an Hand welcher auch hiervon abweichende Lösungen nachfolgend erläutert werden. Es zeigt:

Figur 1: eine Seitenansicht auf den Abdrückverschluss mit Blick auf den Drücker und
Figur 2: dieselbe Ansicht der Abdrückkappe um 90° gedreht.
Figur 3: zeigt eine Aufsicht auf die Abdrückkappe.
Figur 4: stellt einen diametralen Vertikalschnitt durch die Kappe nach Figur 2 entlang der Linie A-A in einem grösseren Massstab dar, während
Figur 5: einen Horizontalschnitt entlang der Linie B-B nach Figur 2 zeigt mit Blick in die Innenseite der Abdrückkappe unter Weglassung des Garantiebandes.
Figur 6: zeigt das vergrösserte Detail D, wie in Figur 5 angegeben, und
Figur 7: das Detail C nach Figur 4 im vergrösserten Massstab.

Die gesamte Abdrückkappe besteht im wesentlichen aus zwei einstückig gefertigten Elementen, nämlich der eigentlichen Abdrückkappe 1 und dem damit einstückig verbundenen Garantieband 2. Die eigentliche Abdrückkappe 1 besteht aus einer oberen Deckfläche 3 und einer anschliessenden, umlaufenden Mantelwand 4. An der Mantelwand 4 ist ein Drücker 5 angeformt. Der Drücker hat eine eigentliche Druckfläche 10, die senkrecht von der Mantelwand absteht und durch Stützrippen 9 verstärkt an der Mantelwand 4 gehalten ist.
Das Garantieband ist als geschlossener Ring realisiert und ist über Sollbruchstege 6 mit der Mantelwand 4 der Abdrückkappe 1 verbunden. Zwischen jeweils zwei benachbarten Sollbruchstegen 6 ist jeweils ein länglicher Stütznocken 7 an der Mantelwand angeformt. Zwischen den länglichen Stütznocken 7 und dem Garantieband 2 verbleibt ein dünner, freier Spalt 8. Die Stütznocken sind so lang, dass sie fast den gesamten Zwischenraum zwischen jeweils zwei benachbarten Sollbruchstegen 6 ausfüllen. Die erfindungsgemäss extrem dünnen Sollbruchstege 6 würden an sich zerstört werden, wenn beim Aufsetzen das Garantieband 2 nicht auf den Stütznocken aufliegen würde. Beim Aufdrücken der Abdrückkappe auf dem Behälterhals werden trotzdem die Sollbruchstege leicht zusammengestaucht. Beim Aufsetzen der Abdrückkappe muss ein Haltewulst 11 über einen entsprechenden Haltewulst am Behälterhals gedrückt werden, so dass diese beiden Haltewulste einander formschlüssig gegenseitig hintergreifen.
Die eigentliche Abdrückkappe 1 hält sich auf dem Behälterhals zusätzlich mit einer zweiten Haltewulst 12, die auf der Innenfläche der umlaufenden Mantelwand 4 angeformt ist. Statt einer Haltewulst wäre es selbstverständlich auch möglich, die Verbindung mit entsprechenden Haltenocken zu realisieren. Dieser zweite Haltewulst bedingt im hier dargestellten Beispiel nicht, dass dieser eine Dichtfunktion übernimmt. Hierzu ist auf der Innenseite der Deckfläche 3 konzentrisch zur umlaufenden Mantelwand 4 eine Ringwand angeordnet, welche den Dichtzapfen 13 bildet.
In der Figur 5 sind sämtliche Sollbruchstege 6 mit Buchstaben a-1 gekennzeichnet. Es ist das Verdienst der vorliegenden Erfindung, eine einfache Lösung gefunden zu haben, um die Funktion einer Abdrückkappe durch Variation der Durchmesser der Sollbruchstege verändern zu können. Für die Einhandöffnung die sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt hat ist es wichtig, dass die Sollbruchstege im Bereich des Drückers 5 mit relativ wenig Aufwand sich zerstören lassen. Entsprechend sind die beiden Sollbruchstege g und h an ihrer Sollbruchstelle auf einen Durchmesser reduziert, der geringer ist als der Durchmesser an den Sollbruchstellen der anderen Sollbruchstege. Dies hat damit zu tun, dass die Krafteinleitung im Bereich des Drückers praktisch in der Verlaufsrichtung der Sollbruchstege verläuft. In dieser Richtung sind die Sollbruchstege wegen der Ordnung der Kettenmoleküle sehr wiederstandfähig, da hier praktisch eine reine Zugkraft auftritt. Bei den weiter seitlichen Sollbruchstegen erfolgt die Krafteinleitung, hervorgerufen durch eine gewisse Verformung der Kappe durch eine Kombination von Zug- und Scherkraft. Hinzu kommt zudem, dass sich die Hebelverhältnisse immer günstiger auswirken. Entsprechend wird bevorzugterweise der Durchmesser der Sollbruchstellen c - f und i - l grösser gewählt als der Durchmesser der Sollbruchstege g und h. Bei den Sollbruchstegen a und b sind die Verhältnisse wieder ungünstig und entsprechend wird man vorteilhafterweise die Sollbruchstege a und b ebenfalls im Querschnitt geringer gestalten als die Sollbruchstege c - f und i - l.
Erfahrungsgemäss lassen sich die Sollbruchstellen je nach Materialwahl im Bereich zwischen 0,05 mm und 0,4 mm variieren. Diese Angaben sind insbesondere zutreffend bei der Wahl von Polypropylen oder Polyäthylen, die sich beide für Abdrückkappen als geeignet erwiesen haben. Andere Kunststoffe sind jedoch keineswegs ausgeschlossen. Typischerweise liegen die Durchmesser der Sollbruchstege im Bereich des Drückers in der Grössenordnung von 0,05 mm und 0,25 mm. Bevorzugterweise wird jedoch der Durchmesser eher im unteren Bereich angesiedelt, nämlich im Bereich zwischen 0,07 mm und 0,15 mm. Bei der Wahl dieser Durchmesser der Sollbruchstege im Bereich nahe des Drückers wird man daher die Sollbruchstege c - f und i - l eher im oberen Bereich wählen, nämlich bei Durchmessern von 0,2 mm bis 0,4 mm. Demgegenüber sind die Sollbruchstege, welche dem Drücker diametral gegenüber angeordnet sind in einer Grösse von 0,1 mm und 0,3 mm gewählt, bevorzugterweise jedoch insbesondere zwischen 0,15 mm und 0,25 mm. Alle vorgenannten Massangaben sind selbstverständlich nur Massempfehlungen, die zudem in Relation zur Abdrückkappe gesehen werden müssen. Bei Abdrückkappen mit wesentlich grösseren Durchmessern kommen selbstverständlich auch Sollbruchstege mit grösseren Durchmessern in Frage.
Werden solche Abdrückkappen auf grösseren Behältnissen angebracht, so kann es wünschenswert sein, die Abdrückkappe leicht wieder auf den Behälter aufsetzen zu können. Dies lässt sich bei der erfindungsgemässen Ausgestaltung dadurch realisieren, dass man die Sollbruchstege a und b gegenüber den anderen Sollbruchstegen im Durchmesser vergrössert. In diesem Falle dienen dann die Sollbruchstege als Gelenke. Bei der normalen Einhandöffnung werden diese beiden Stege a und b nicht mehr durchgetrennt und der Verschluss bleibt an diesen beiden Stegen hängen. Da zudem das Garantieband als geschlossener Ring gestaltet ist, verbleibt dieser auf der Flasche und entsprechend bleibt die Abdrückkappe bei der vorgenannten Ausgestaltungsform am Garantieband und damit indirekt auch an der Flasche befestigt. Damit lässt sich die erfindungsgemässe Abdrückkappe mit einfachem Aufwand in eine Abdrückkappe mit sogenanntem Schlackerverschluss umgestalten.
Wie insbesondere aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich ist, werden die Sollbruchstege bevorzugterweise konisch gestaltet. Diese konische Gestaltung führt dazu, dass die eigentliche Trennstelle beziehungsweise Sollbruchstelle der Sollbruchstege 6 exakt dorthin gelegt werden kann, wo diese erwünscht ist. Im vorliegenden Fall ist die Sollbruchstelle, die mit 14 bezeichnet ist, direkt an der Anbindstelle am Garantieband 2 gelegt. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Reste der Stege an der Mantelwand 4 verbleiben. Dies wird deshalb so gewählt, weil solche Verschlüsse oftmals auf relativ kleinen Flaschen angebracht werden, die direkt an den Mund genommen werden um daraus zu trinken. Damit kommen die Lippen in Kontakt mit dem am Behälterhals verbleibenden Garantieband und eine gewisse Verletzungsgefahr wäre nicht ausgeschlossen, wenn die Reste der durchtrennten Sollbruchstege 6 am Garantieband verbleiben würden.
Im vorliegenden Fall ist die Erfindung insbesondere erläutert an Hand eines runden Verschlusses. Prinzipiell lassen sich jedoch Abdrückkappen auch oval oder in anderen Formen gestalten. Sind die Formen einer Abdrückkappe von der runden Form abweichend, so treten beim Öffnen auch andere Kraftverhältnisse und andere Hebelwirkungen auf und entsprechend lassen sich die Querschnitte der Sollbruchstege auf diese Verhältnisse anpassen.
Die hier geforderte Präzision ist für eine Abdrückkappe, die zu den ausgesprochen kostengünstigen Varianten der Kunststoffverschlüsse gehört, ungewöhnlich. Dass sich dies trotzdem realisieren lässt liegt daran, dass für die Herstellung hier Spritzgussformen mit spannzangenartigen Einsätzen verwendet worden sind. Auch diese Technologie ist an sich für Kunststoffverschlüsse in diesem Preissegment ungewöhnlich.
Die aussergewöhnlich feinen Anbindestellen und Sollbruchstege mit hoher Prozesssicherheit zu realisieren, ist nur dank der Verwendung von Spannzangen erreichbar. Diese hohe Prozesssicherheit führt trotz der relativ teuren Spritzgussformen zu einer hohen Wirtschaftlichkeit.

Liste der Bezugszahlen

1	eigentliche Abdrückkappe
2	Garantieband
3	obere Deckfläche
4	umlaufende Mantelwand
5	Drücker
6	Sollbruchstege
7	Stütznocken
8	freier Spalt
9	Stützrippen
10	Druckfläche
11	Haltewulst
12	zweiter Haltewulst
13	Dichtzapfen
14	Sollbruchstelle

Claims

Abdrückkappe aus Kunststoff zur Befestigung auf einem Behälter mit einem Behälterhals mit Haltewulst, wobei die Kappe (1) eine umlaufende Mantelwand (4) aufweist, an der ein Drücker (5) angeformt ist und ein umlaufendes Garantieband (2) über Sollbruchstege (6) angreift, wobei das Garantieband (6) vollständig und laschenfrei als ungeschwächter, geschlossener Ring gestaltet ist und über Sollbruchstege (6) angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (6) unterschiedliche Durchmesser aufweisen und dadurch eine einhändige Erstöffnung der Kappe ermöglichen.
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (g, h) in der Nähe des Drückers (5) einen geringeren Durchmesser aufweisen als die in Umfangsrichtung direkt folgenden Sollbruchstege (c-f; i-l) .
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (a, b) in dem dem Drücker (5) diametral gegenüber liegenden Bereich einen geringeren Durchmesser aufweisen als die benachbarten Sollbruchstege (c-f; i-l).
Abdrückkappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (a, b) in dem dem Drücker (5) gegenüber liegenden Bereich einen grösseren Durchmesser aufweisen als die Sollbruchstege (g, h) im Bereich des Drückers (5), jedoch einen geringeren Durchmesser als die benachbarten Sollbruchstege (c-f; i-l) .
Abdrückkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drücker (5) diametral gegenüber mindestens eine Anbindstelle zwischen Garantieband und Kappe vorhanden ist, die ein Gelenk zur Wiederverschliessung der Kappe bildet.
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (6) im Durchmesser von der Kappenmantelwand (4) zum Garantieband (2) hin im Querschnitt abnehmend sind.
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (6) im Durchmesser vom Garantieband (2) zur Mantelwand (4) hin im Querschnitt abnehmend sind.
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei benachbarten Sollbruchstegen (6) an der Mantelwand (4) Stütznocken (7) angeformt sind, die bis annähernd auf die Oberkante des Garantiebandes (2) hinunter reichen.
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese mittels einer Spannzange schieberfrei hergestellt ist.
Abdrückkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (6) bezüglich ihres geringsten Durchmessers zwischen 0,05 mm und 0,45 mm variieren.
Abdrückkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (6; g, h) im Bereich des Drückers (5) einen Mindestdurchmesser zwischen 0,05 mm und 0,25 mm, bevorzugterweise zwischen 0,15 mm und 0,25 mm aufweisen.
Abdrückkappe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstege (6; a, b) in dem dem Drücker (5) diametral gegenüber liegenden Bereich einen Mindestdurchmesser zwischen 0,2 mm und 0,45 mm, bevorzugterweise zwischen 0,25 mm und 0,35 mm aufweisen.
Abdrückkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanz zwischen der Unterkante der Stütznocken (7) und der Oberkante des Garantiebandes (2) im Bereich zwischen 0,15 mm und 0,25 mm liegt.