NO326240B1 - Gjenget lukningsenhet for beholder - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en gjenget lukningsenhet for beholder, idet enheten omfatter:

en beholderhals med en åpning,

en lukning for halsen, idet lukningen har en basisdel og et skjørt,

en første skrugjenge på halsen, idet den første skruegjengen omfatter ett eller flere første gjengesegmenter,

en andre skrugjenge på en indre overflate av skjørtet, idet den andre skrugjengen omfatter ett eller flere andre gjengesegmenter,

idet den første og andre skrugjengen er utformet for å muliggjøre at en anvender kan feste, fjerne og på nytt feste lukningen i en tettende posisjon på halsen ved rotasjon av lukningen på halsen,

komplementære låseelementer på halsen og lukningen som motstår avskruing av lukningen fra den tettende posisjonen på halsen etter at lukningen har blitt festet eller på nytt festet på halsen, inntil et forhåndsbestemt minimums åpningsdreiemoment utøves, idet de andre gjengesegmentene definerer en hovedsakelig kontinuerlig, helisk gjengebane langs hvilken de første gjengesegmenter kan beveges fra en hovedsakelig fullstendig frakoblet til en hovedsakelig fullstendig sikret posisjon for lukningen på halsen ved en enkelt rotasjon på 360° eller mindre.

Nåværende kommersielt masseproduserte drikkevarebeholdere anvender gjenger på beholderhalsen og lukninger av den kontinuerlige, heliske typen. Gjengene omfatter en enkelt, hovedsakelig kontinuerlig gjengedel på beholderhalsen med en lav stigningsvinkel på gjengen, typisk mindre enn 5°. Den lave stigningsvinkelen er nødvendig for å sikre at lukningen ikke skrus av spontant. Den lave stigningsvinkelen sørger også for den nødvendige utvekslingen for å oppnå en lufttett kompresjonstetning mellom lukningen og beholderhalsen når lukningen tettes på beholderhalsen. Den lave stigningsvinkelen til de heliske gjengene betyr også at lukningen typisk trenger å roteres mer enn 360° for å fullstendig koble den fra beholderhalsen.

Ulemper med disse heliske gjengene med lav stigning inkluderer arbeidskrevende rotasjon som er nødvendig for å fjerne og gjenfeste lukningen på halsen, overflødig anvendelse av støpemateriale for å danne de lange heliske gjengene, og upålitelig separasjon av ringer som tydelig viser om de har blitt tuklet med fra lukningsskjørtet på grunn av den lave stigningsvinkelen til gjengene.

I internasjonal patentsøknad WO95/05322 har den foreliggende søkeren beskrevet en forbedret trykksikker lukning for kullsyreholdige drikkevarebeholdere. Denne søknaden beskriver lukningsenheter for beholdere med hovedsakelig kontinuerlige gjenger som definerer en hovedsakelig kontinuerlig helisk gjengebane, selv stigningen til heliksen kan variere. Lukningen kan beveges fra en fullstendig frakoblet til en fullstendig sikret posisjon på beholderhalsen ved rotasjon i 360° eller mindre. Gjengene på halsen eller lukningen er utstyrt med gjensidige elementer for inngrep for å blokkere eller begrense rotasjon av lukningen i en avskruingsretning etter en midtre posisjon når lukningen er under et aksialt trykk i en retning vekk fra beholderhalsen, idet halsen og lukningen er konstruert og anordnet for å danne en ventil for ventilering av gass fra beholderhalsen i det minste når lukningen er i den midtre posisjonen. Dette trekket med trykksikkerhet forhindrer lukningen fra å blåse løs ukontrollerbart med en gang avskruing av lukningen fra beholderhalsen har startet. Det tillater dermed anvendelsen av kortere gjenger, med brattere stigninger eller flerstartsgjenger i beholderen og lukningsenheten, og gjør derved enheten mye mer eldre- og barnevennlig uten å ofre trykksikkerhet. WO97/21602 og W099/19228 beskriver forbedrede versjoner av enhetene i WO95/05322.

Lukningsenheten for drikkevarebeholderen eksemplifisert i WO95/05322 har korte, utragende gjengesegmenter på kapselen og lenger utragende gjengesegmenter på beholderhalsen. Denne anordningen er vanlig, delvis pga. kravene om høyhastighets sprøytestøping av kapslene, hvorved kapslene må "dumpes" ut av en (fortrinnsvis) udelt støpedor med minimal deformasjon.

Interessant nok har de forskjellige skrutoppformatene for drikkevarebeholdere ennå ikke fullstendig erstattet glassflasker med kronelukninger. Dette til tross for at kronelukninger krever en flaskeåpner for å åpnes, og kan ikke festes tilbake på flaskehalsen på en lufttett måte, og gjør det derved nødvendig å konsumere hele innholdet av en slik flaske rett etter åpning.

Den foreliggende søker antar at en av grunnene til den fortsatte anvendelsen av kronelukninger er at de er bedre egnet for konsumering direkte fra flasken på grunn av at de relativt jevne overflatene til flaskehalsen er mer komfortable mellom forbrukerens lepper. Dette kjennetegnet vil bli henvist til som "brukervennlighet" av flaskehalsen. I motsetning har beholderhalser for påskruing halsringer som representerer en relativt ujevn eller abrasiv overflate for leppene.

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å komme frem til forbedrede påskruings lukningsenheter for beholdere. Den foreliggende oppfinnelsen er spesielt anvendbar for drikkevarebeholdere, inkludert beholdere for drikkevarer med kullsyre.

Den gjengede lukningsenheten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen kjennetegnes ved at de første gjengesegmentene forløper omkretsmessig fra 5° til 45° rundt halsen, at de andre gjengesegmentene rager radialt i det minste 60° rundt skjørtet, og at de andre gjengesegmentene hvert er utformet av en eller flere utragende deler anbragt omkretsmessig fra hverandre, idet hver del rager radialt ikke mer enn omtrent 60° rundt skjørtet.

Beholderhalsen er fortrinnsvis formet av termoplastmateriale, dvs. fra en støpt polymer, men den kan være utformet av glass.

Lukningen er fortrinnsvis dannet av sprøytestøpt termoplast, og det er spesielt fordelaktig ved den foreliggende oppfinnelsen at lukningen enkelt kan fremstilles ved høyhastighets sprøytestøping, som vil bli beskrevet nærmere i det følgende.

Den gjennomsnittlige indre diameteren til halsen kan være typisk for beholdere for drikkevarer med kullsyre, for eksempel omtrent 1,5 til omtrent 3 cm. I andre utforminger har halsen en større diameter for å lette drikking og helling fra halsen, for eksempel en gjennomsnittlig indre diameter fra omtrent 3 til omtrent 8 cm, fortrinnsvis fra omtrent 4 til omtrent 6 cm.

Fortrinnsvis er det i det minste to av nevnte første gjengesegmenter. Mer fortrinnsvis er det i det minste fire av nevnte første gjengesegmenter I utformingene med større hals kan det spesielt være seks, åtte, ti, tolv eller flere av de første gjengesegmentene. Antallet av andre gjengesegmenter er typisk det samme som antallet av første gjengesegmenter. Fortrinnsvis fører dette til et antall gjengestarter lik antallet første gjengesegmenter, eller fortrinnsvis i det minste to gjengestarter, mer fortrinnsvis i det minste fire, slik som seks eller åtte gjengestarter.

De første gjengesegmentene på beholderhalsen er kortere enn de andre gjengesegmentene. Dvs. at de strekker seg radialt rundt åpningen med en mindre vinkel enn vinkelen som de andre gjengesegmentene strekker seg rundt lukningsskjørtet. Fortrinnsvis strekker de første gjengesegmentene seg ikke hele veien rundt halsen, og fortrinnsvis overlapper de ikke rundt beholderhalsen. Fortrinnsvis strekker i det minste et av de første gjengesegmentene seg omkretsmessig fra omtrent 1 til omtrent 60° rundt beholderhalsen, mer fortrinnsvis fra omtrent 2 til omtrent 45°, mer fortrinnsvis fra omtrent 5 til omtrent 30°, mer fortrinnsvis fra omtrent 10 til omtrent 20°, og mer fortrinnsvis strekker alle de første gjengesegmentene seg slik. Fortrinnsvis er den maksimale lengden av hvert første gjengesegment fra omtrent 2 til omtrtent 20 mm, mer fortrinnsvis fra omtrent 4 til omtrent 15 mm, mer fortrinnsvis fra omtrent 6 til omtrent 12 mm. Fortrinnsvis har alle de første gjengesegmentene hovedsakelig den samme formen, hvorved antallet gjengestarter kan være lik antallet av de første gjengesegmentene.

Uttrykket "første gjengesegment" henviser typisk til et avlangt fremspring med stigning på utsiden av beholderhalsen. Det henviser typisk ikke til en enkel utragende knott eller pinne. Gjennomsnittsstigningen til de første gjengesegmentoverflatene er fortrinnsvis fra omtrent 5° til omtrent 25°, mer fortrinnsvis fra omtrent 10° til omtrent 20°. De øvre og nedre overflatene til de første gjengesegmentene kan ha forskjellige stigninger, og stigningene langs en eller annen av nevnte overflater kan også variere. Fortrinnsvis har i det minste en av nevnte overflater i det minste en region med konstant stigning som strekker seg i det minste 5° rundt beholderhalsen. F.eks. kan det første gjengesegmentet være et kort helisk gjengesegment med avrundede ender, lignende gjengesegmentene på lukkekapslene beskrevet i detalj i WO95/05322 eller WO97/21602.

De første gjengesegmentene kan hovedsakelig være trekantede, rektangulære, avrundede eller avfasede rektangulære, eller trapesformet i tverrsnitt langs den langsgående aksen til halsen. Fortrinnsvis er de første gjengesegmentene jevne. Dvs. at i det minste en kant av segmentene er formet for å representere et avrundet eller avfaset tverrsnitt langs den langsgående aksen til halsen i stedet for et trekantet, rektangulært eller trapesformet tverrsnitt mellom siden av segmentet og toppen av segmentet. Fortrinnsvis er hovedsakelig alle kantene til segmentet utjevnet på denne måten. Fortrinnsvis fører dette til en økt krumningsradius mellom toppen av segmentet og siden av segmentet relativt til kjent teknikk. F.eks. kan krumningsradien være i det minte 0,5 mm, mer fortrinnsvis i det minste 1 mm eller 2 mm. Fortrinnsvis er tverrsnittet til segmentene tatt langs den langsgående aksen til beholderen en hovedsakelig kontinuerlig kurve slik som en halvsirkel eller sinusformet kurve. Denne utjevnede profilen forbedrer brukervennligheten til halsgjengeavslutningen.

Fortrinnsvis er den maksimale radiale høyden av de første gjengesegmentene ovenfor den sylindriske basisen til halsavslutningen større enn 0,1 mm, mer fortrinnsvis større enn 0,2 mm og enda mer fortrinnsvis fra 0,5 til 3 mm, mest fortrinnsvis fra 1 til 2 mm. Fortrinnsvis er bredden til de første gjengesegmentene (målt langs den langsgående aksen til beholderhalsen) fra 1 mm til 6 mm, mer fortrinnsvis fra 2 mm til 4 mm. Anvendelsen av slike relativt store og høye gjengesegmenter bidrar til å gjøre det mulig å fremstille en brukervennlig halsavslutning på hvilken en egnet skrutopp kan festes og gjenfestes på trykksikker måte. Likevel muliggjør de korte, første gjengesegmentene og det vanligvis avrundede eller jevne tverrsnittet til de første gjengesegmentene at den relativt høye gjengeutførelsen på åpningen kan gjøres brukervennlig, og spesielt gjøres komfortabel mot leppene til en anvender som drikker direkte fra halsen.

Fortrinnsvis definerer de andre gjengesegmentene på innsiden av brukerskjørtet en hovedsakelig kontinuerlig helisk gjengebane langs hvilken de første gjengesegmentene beveges fra en hovedsakelig fullstendig frakoblet til en hovedsakelig fullstendig festet posisjon av lukningen på den beholderhalsen. Dvs. at de første og andre gjengene ikke går i inngrep på en trinnvis måte lik en bajonettlukning (som er normalt for kortgjengede segmenter), men heller på en vanlig kontinuerlig helisk måte. Med andre ord er stigningen til gjengebanen normalt mindre enn 90 grader i hele dens lengde. Det vil forstås at stigningen til heliksen ikke behøver å være konstant. Fortrinnsvis er gjennomsnittsstigningen til den heliske gjengebanen fra 5 til 20° for en typisk enhet for drikkevare med kullsyre beskrevet her. Stigningen kan være forskjellig for enheter med vid munning, som her beskrevet.

Den kontinuerlige gjengebanen gjør enheten spesielt enkel å lukke for eldre og svake, eller av barn. I motsetning krever gjengene av bajonettypen som beskrevet i US-A-5135124 en relativt kompleks, trinnvis manipulasjon for å feste lukningen på beholderhalsen, med det resultat at lukningen ofte er utilstrekkelig festet på beholderhalsen. Videre er det ekstremt vanskelig å konstruere en tukle-avslørende ring for lukningen som separeres pålitelig og enkelt ved åpning av en lukningsenhet av bajonettypen. Dessuten er en kontinuerlig gjenge enklere for fysisk svake mennesker å skru ned mot trykket fra innsiden av beholderen enn en bajonettgjenge.

De andre gjengesegmentene er ikke gjengesegmenter av bajonettypen. De andre gjengesegmentene strekker seg rundt lukningsskjørtet en tilstrekkelig lengde til at toppdelen av et gjengesegment er nær en bunndel av et annet gjengesegment, og overlapper fortrinnsvis det andre gjengesegmentet i en begrenset vinkel rundt lukningsskjørtet. Dvs. at respektive topp- og bunndeler av tilstøtende andre gjengesegmenter er overlappende i omkretsen. Fortrinnsvis strekker i det minste et av de andre gjengesegmentene seg i det minste 45° rundt lukningsskjørtet, mer fortrinnsvis i det minste 60°, mer fortrinnsvis i det minste 90°. Et gjengegap er definert mellom nevnte topp- og bunndel av gjengesegmentene. Et av de første gjengesegmentene beveges gjennom dette gjengegapet idet lukningen skrus på eller av beholderhalsen.

Fortrinnsvis er det fire, seks eller åtte av de andre gjengesegmentene. Fortrinnsvis definerer de første og andre gjengesegmentene en fire-starts, seks-starts eller åtte-starts hovedsakelig kontinuerlig og rasktstigende gjengebane.

Fortrinnsvis kan lukningen beveges fra en fullstendig frigjort til en fullstendig tilkoblet stilling på beholderhalsen (eller vice-versa) med en enkelt, jevn rotasjon i 360° eller mindre, mer fortrinnsvis omtrent 180° eller mindre, og mest fortrinnsvis omtrent 90° eller mindre.

Fortrinnsvis er den maksimale radiale høyden til de andre gjengesegmentene rundt den sylindriske overflaten av lukningsskjørtet større enn omtrent 0,1 mm, mer fortrinnsvis større enn omtrent 0,2 mm og enda mer fortrinnsvis fra omtrent 0,5 til omtrent 3 mm, mest fortrinnsvis omtrent 1 til omtrent 2 mm. Fortrinnsvis er bredden av de andre gjengesegmentene (målt langs den langsgående aksen til lukningsskjørtet) fra omtrent 1 mm til omtrent 6 mm, mer fortrinnsvis fra omtrent 2 mm til omtrent 4 mm.

De andre gjengesegmentene er hvert utformet av en eller flere radialt utragende deler anbragt fra hverandre, hver nevnte del strekker seg radialt ikke mer enn omtrent 60° rundt lukningsskjørtet, fortrinnsvis ikke mer enn omtrent 45° rundt lukningsskjørtet, mer fortrinnsvis fra omtrent 2° til omtrent 35° rundt lukningsskjørtet. De utragende delene radialt anbragt fra hverandre er fortrinnsvis radialt anbragt fra hverandre med gap som strekker seg radialt fra 0 til omtrent 10°, fortrinnsvis fra omtrent 0,5° til omtrent 2°. Fortrinnsvis er bredden til gapene fra omtrent 0,1 mm til omtrent 5 mm, mer fortrinnsvis fra omtrent 0,5 mm til omtrent 2 mm. Med andre ord er den andre gjengen fortrinnsvis en brutt eller avbrutt gjenge med flere gap i hvert gjengesegment, men gapene er tilstrekkelig radialt smale til ikke å forstyrre virkningen av de andre gjengesegmentene. Dvs. at de andre gjengesegmentene fremdeles definerer en hovedsakelig kontinuerlig helisk gjengebane derimellom. Dette krever at gapene i de andre gjengesegmentene (i tillegg til gapene mellom de andre gjengesegmentene) er radialt smalere enn for de første gjengesegmentene.

Fortrinnsvis er hvert andre gjengesegment utformet av i det minste to deler, fortrinnsvis i det minste tre eller fire deler, og dette medfører i det minste en eller fortrinnsvis i det minste to eller tre gap i gjengesegmentet. Tilstedeværelsen av gapene i de andre gjengesegmentene kan forbedre gassventilering gjennom den andre gjengen når trykksatte beholdere åpnes. Lukningkapslene er enklere å dumpe ut av en udelt støpedor under høyhastighetsfremstilling, på grunn av at de brutte gjengene gir mindre motstand mot radial ekspansjon av lukningsskjørtet.

Fortrinnsvis har i det minste et av de andre gjengesegmentene også et utjevnet tverrsnitt. Tverrsnittet til den andre gjengen er fortrinnsvis tilsvarende til tverrsnittet beskrevet ovenfor for de første gjengesegmentene. Det vil forstås at dette kan føre til en bedre tilpassing mellom de første og andre gjengesegmentene, f.eks. hvis de har tilpassede tverrsnittsformer parallelt med rotasjonsaksen. Videre gjør avpassede eller utjevnede gjenger på lukningen det enklere å dumpe lukningen ut av støpedoren, for derved å bidra til høyhastighetsfremstilling av lukningene ved sprøytestøping uten nødvendigheten av støpestykker i flere deler.

Den foreliggende oppfinnelsen er anvendbar for et stort antall beholdere av enhver form hvor brukervennligheten er ønskelig, inkluderende beholdere for drikkevarer både med og uten kullsyre. Den foreliggende oppfinnelsen er anvendbar for beholder-lukningsenheter av støpt termoplast, og også for lukningsenheter for glass- eller metallbeholdere, og for kombinasjoner derav (f.eks. en glassbeholder med en metall-ener termoplastlukning).

Fortrinnsvis omfatter beholderlukningsenheten i henhold til den foreliggende oppfinnelsen videre komplementære låsemidler på beholderhalsen og lukningen som motstår avskruing av lukningen fra den fullstendig tilkoblede posisjonen på beholderhalsen etter at lukningen har blitt festet eller gjenfestet på beholderhalsen inntil et forhåndsbestemt minimums åpningsdreiemoment er påført. Disse elementene muliggjør at gjenger med brattere stigning og friløps (parallelle) gjenger kan anvendes uten risiko for at lukningen skrus opp spontant. Anvendelsen av gjenger med brattere stigning gjør det igjen mulig å anvende bredere og høyere gjengesegmenter innenfor størrelses- og høydebegrensningene for en normal halsavslutning.

Fortrinnsvis omfatter låsemidlene på beholderhalsen et fremspring eller en uthulning for inngrep med et samsvarende fremspring eller uthulning på lukningsskjørtet. Mer fortrinnsvis er fremspringet eller uthulningen på beholderhalsen utjevnet som her tidligere definert.

Mer fortrinnsvis omfatter låsemidlene en langsgående låseribbe på beholderhalsen, og en samsvarende låserampe på skjørtdelen av lukningen, idet låseribben ligger an mot en holdekant på låserampen når lukningen er fullstendig tilkoblet på beholderhalsen. I alternative foretrukne utforminger kan en låseuthulning slik som en langsgående rille være anordnet i et eller flere av de første eller andre gjengesegmentene, og en langsgående låseribbe er anordnet på den andre av åpningen eller på skjørtdelen av lukningen, hvorved låseribben er mottatt i uthulningen i gjengesegmentene ved den fullstendig tilkoblede og tettende posisjonen av lukningen på åpningen. Låsemidler av denne typen er beskrevet i detalj i W091/18799 og WO95/05322.

De komplementære låsemidlene sørger for flere viktige fordeler. Først forhindrer de utilsiktet tilbaketrekking av lukningen fra den fullstendig tilkoblede og tettende posisjonen på beholderhalsen på grunn av trykk fra innsiden av beholderen. Dette tillater også anvendelsen av gjenger med brattere stigning. Videre sørger låsemidlene for et positivt "klikk" når den fullstendig tilkoblede og tettende posisjonen til lukningen er nådd, for derved å gi anvenderen en positiv indikasjon på den posisjonen. Dette bidrar til å sikre at nøyaktig den korrekte graden av press påføres mellom beholderen og lukningen for å oppnå en effektiv lufttetning.

Fortrinnsvis er beholderlukningsenheten i henhold til oppfinnelsen en enhet for en kullsyreholdig drikkevare, hvori beholderen ytterligere omfatter gjensidig inngrepbare elementer på halsen og lukningen for å blokkere eller begrense rotasjon av lukningen i en avskruingsretning forbi en midtre posisjon når lukningen er under aksialt trykk i en retning vekk fra beholderhalsen. Dette er det såkalte trykksikkerhetstrekket som er ment å forhindre at lukningen skrus ut ukontrollerbart eller skytes løs idet den fjernes fra en beholderhals under trykk. Fortrinnsvis er de foretrukne utformingene av dette trykksikkerhetstrekket som beskrevet i WO95/05322, WO97/21602 og W099/19228.

Fortrinnsvis er de første og andre skrugjengene konstruert og anordnet for å tillate aksial forflytning av lukningen relativt til halsen i det minste når lukningen er ved den nevnte mellomposisjonen, og fortrinnsvis er de inngrepbare elementer tilpasset å gå i inngrep med hverandre når lukningen er aksialt forflyttet i en retning bort fra halsen, f.eks. ved aksialt trykk fra innsiden av den trykksatte beholderen. Mer fortrinnsvis er de gjensidig inngrepbare elementene konstruert og anordnet for ikke å gå i inngrep med hverandre når lukningen er aksialt forflyttet i en retning innover mot halsen ved den midtre posisjonen, f.eks. når lukningen skrus ned på beholderhalsen.

Fortrinnsvis omfatter de gjensidig inngrepbare elementene et trinn eller en uthulning utformet i den øvre overflaten til et av de andre skrugjengesegmentene, for å danne en første anleggsflate mot hvilken en andre anleggsflate på et av de første skrugjengesegmentene ligger, for å blokkere eller forhindre rotasjon av lukningen i en utskruingsretning ved den nevnte mellomposisjonen når lukningen er under aksialt trykk i en retning bort fra beholderhalsen.

Mer fortrinnsvis omfatter det andre gjengesegmentet en første gjengedel med et første langsgående tverrsnitt og en andre gjengedel med et andre langsgående tverrsnitt smalere enn det første tverrsnittet, hvorved det første gjengesegmentet ligger an mot den andre gjengedelen. Det relativt brede, første tverrsnittet er fortrinnsvis tilstøtende den omkringliggende, overlappende delen av de andre gjengesegmentene, noe som fører til et relativt smalt gjengegap i det området.

Enhetene i henhold til den foreliggende oppfinnelsen omfatter videre fortrinnsvis ekstra

middel for å danne en trykktett tetning mellom halsen og lukningen. I visse utforminger omfatter tettemiddelet en kompressibel foring på innsiden av basisdelen til lukningen for å ligge an mot en leppe på beholderhalsen. Fortrinnsvis er tettefdringen utformet av en kompressibel elastomer. En omkringliggende tetteribbe kan være anordnet på leppen til beholderhalsen, eller på innsiden av basisen til lukningen under tettefdringen, for å optimalisere kompresjon av elastomeren for å oppnå en trykktett tetning. Imidlertid er fortrinnsvis leppen til beholderhalsen jevn og avrundet for å optimalisere dens brukervennlighet.

I andre utforminger kan tettemiddelet omfatte en sylindrisk tetteplugg som rager eksentrisk og på innsiden av lukningsskjørtet og som danner en trykktett tetning mot innsiden av beholderhalsen nær åpningen.

Fortrinnsvis er de første og andre gjengene på beholderhalsen og lukningen gjenger med variabel stigning, fortrinnsvis som beskrevet i WO97/21602. Fortrinnsvis er stigningen til en avskruingsgjengebane definert av de første og de andre gjengesegmentene relativt lavere i en første region og relativt høyere i en andre region forflyttet fra den første regionen i en avskruingsretning. Stigningen til gjengebanen i den første regionen er fortrinnsvis hovedsakelig konstant. Det første området inkluderer normalt posisjonen ved hvilken lukningen er tettet på beholderhalsen. Fortrinnsvis strekker det første området seg omtrent 20°- 40° rundt omkretsen til beholderhalsen eller lukningsskjørtet. Fortrinnsvis er stigningen i den nedre gjengeoverflaten i det første området omtrent 1 til 12°, mer fortrinnsvis 2 til 8°.

Fortrinnsvis er det andre området tilstøtende til det første området av gjengebanen. Fortrinnsvis er stigningen til den heliske gjengebanen i det andre området hovedsakelig konstant, og det andre området strekker seg fortrinnsvis fra omtrent 15° til omtrent 35° rundt omkretsen av beholderhalsen eller lukningsskjørtet. Fortrinnsvis er stigningen til gjengebanen i det andre området omtrent 15° til 35°.

Anvendelsen av en gjenge med variabel stigning gjør det enkelt å kombinere hurtigskruingsgjenger med en bratt gjennomsnittlig stigning som er eldre- og barnevennlig med trykksikkerhet. Et problem som kan oppstå med hurtigskruingsgjenger er at de har bratt stigning, som medfører en tendens til at de skrus ut fra den fullstendig sikre posisjonen på beholderhalsen når beholderen er trykksatt. Dette problemet kan løses ved å anvende bajonettgjenger, men anvendelsen av bajonettgjenger fører til flere forskjellige problemer, som beskrevet ovenfor. I motsetning løser gjengene med variabel stigning problemet med avskruing av lukningen under trykk, idet det beholdes alle fordelene med kontinuerlige hurtigskruingsgjenger.

Fortrinnsvis omfatter den heliske avskruingsgjengebanen videre et tredje område tilstøtende det andre området, hvori det tredje området har en relativt lav stigning. Fortrinnsvis har det tredje området en relativt konstant stigning, fortrinnsvis i området 1 til 12°, mer fortrinnsvis 2 til 8°. Det tredje området inkluderer fortrinnsvis posisjonen for lukningen på beholderhalsen når lukningen er blokkert ved den midtre gass-ventileringsposisjonen. Den relativt lave stigningen til det tredje området reduserer tendensen for lukningen til å overstyre blokkeringsmiddelet ved høye gassventilerings-trykk.

Fortrinnsvis inkluderer i visse utforminger lukningsenheten en uthulning i den indre overflaten av lukningsskjørtet, idet uthulningen er plassert mellom og omkretsmessig overlappende to av de mange andre gjengesegmentene, for å øke tverrsnittsarealet anordnet for gassventilering mellom de andre gjengesegmentene.

Det har blitt funnet at gjengegapet mellom overlappende deler av tilstøtende andre gjengesegmenter kan ha et tverrsnitt som er for lite for optimal gassventilering i alle tilfeller. Uthulningen løser denne vanskeligheten ved å øke tverrsnittet av gjengegapet, for å øke raten av gass som ventileres gjennom gjengegapet.

Det økte tverrsnittsarealet til ventileringsbanen i de omkretsmessig overlappende områdene i den andre gjengen tillater hurtigere ventilering av trykk fra innsiden av beholderen, og derved reduseres tiden som lukningen er blokkert ved den midtre posisjonen idet ventilering skjer, uten noe tap av trykksikkerhet.

Fortrinnsvis omfatter uthulningen i disse utformingene en avlang rille som strekker seg rundt lukningsskjørtet mellom de andre gjengesegmentene i de nevnte overlappende områdene. Fortrinnsvis strekker den avlange rillen seg hovedsakelig parallelt med den heliske gjengebanen. Fortrinnsvis omfatter uthulningen en avlang rille på innsiden av lukningsskjørtet. Fortrinnsvis er det langsgående tverrsnittsarealet av uthulningen fra 5% til 50% av det gjennomsnittlige langsgående tverrsnittsarealet av de andre gjengesegmentdelene tilstøtende uthulningen.

En lukningkapsel for en beholderlukningsenhet omfatter en basisdel og en skjørtdel med en skrugjenge definert av flere skrugjengesegmenter ragende innover fra skjørtet og som rager radialt i det minste 90° rundt skjørtet, hvori gjengesegmentene hvert er utformet av flere utragende deler radialt anbrakt fra hverandre, idet hver slik nevnte del rager radialt ikke mer enn omtrent 60° rundt lukningsskjørtet.

Fortrinnsvis er lukningkapselen utformet av termoplast ved sprøytestøping.

Spesifikke utforminger av lukningsenhetene for beholdere i henhold til den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere ved hjelp av eksempel, med henvisning til de vedføyde tegningene, hvor: Fig. 1 viser en lukningsenhet for beholder i henhold til den foreliggende oppfinnelsen,

med lukningen i fullstendig tilkoblet posisjon på beholderhalsen, hvor halsen er

vist i oppriss og lukningen er vist med skjørtet delvis fjernet for å vise gjengene på beholderhalsen,

Fig. 2 viser en sideprojeksjon av beholderhalsen til lukningsenheten i fig.1 etter at

lukningen er fjernet,

Fig. 3 viser et snitt gjennom kun lukningen i enheten i fig. 1,

Fig. 4 viser en planprojeksjon av skrugjengene på lukningsskjørtet i enheten i fig. 1,

med skrugjengene på halsen vist skravert ved en posisjon som inntas under lukningspåsetting,

Fig. 5 viser en liknende projeksjon som fig. 4, men med skrugjengene på halsen vist

skravert ved en sekvens av posisjoner som inntas under lukningsfjerning.

Med henvisning til figur 1 og 2, er denne utformingen en lukningsenhet for beholder spesielt tilpasset beholdere for drikkevare med kullsyre. Hovedtrekkene til denne enheten ligner dem til enheten beskrevet i internasjonale patentsøknader WO95/05322 og WO97/21602 og W099/19228. Imidlertid er det viktig å legge merke til at gjengene på lukningen og beholderåpningen er reversert i den foreliggende oppfinnelsen relativt til lukningsenhetene beskrevet i de nevnte søknadene. De tidligere patentsøknadene beskriver i detalj enheter med korte gjengesegmenter i lukningsskjørtet og lengre gjengesegmenter på halsen, hvorved den foreliggende oppfinnelsen kun omfatter korte gjengesegmenter på halsen og lengre gjengesegmenter på lukningsskjørtet.

Enheten inkluderer en beholderhals 10 til en beholder for drikkevare med kullsyre, og en lukning 12. Både beholderhalsen og lukningen er utformet av plastmateriale. Beholderen er fortrinnsvis utformet ved sprøytestøping og trykkforming av polyetylentereftalat, på måten godtkjent for slike beholdere for drikkevare med kullsyre. Lukningen er fortrinnsvis utformet ved sprøytestøping av polypropylen.

På beholderhalsen 10 er anordnet en fire-starts første skruegjenge dannet av fire første gjengesegmenter 18, som vist i fig. 2 og skravert i de gjengede utformingene i figur 3-5. De første gjengesegmentene 18 er korte gjengesegmenter som strekker seg omtrent 33° rundt halsen og som har en nedre overflate 60 med relativt lav stigning på omtrent 6° og en øvre overflate 62 med gjennomsnittlig stigning på omtrent 13,5°. De første gjengesegmentene representerer et hovedsakelig trapesformet tverrsnitt langs aksen av beholderen. Beholderhalsen har en avrundet leppe for å øke brukervennligheten for åpningen.

Med henvisning til fig. 1 og 3, omfatter lukningen 12 en basisdel 14 og en skjørtdel 16. Lukningsskjørtet 16 er utformet med en andre skrugjenge dannet av fire andre gjengesegmenter 20, hvert utformet av fire deler radialt anbrakt fra hverandre separert ved gap og hver med en nedre gjengeflate 22 og en øvre gjengeflate 24. (Uttrykket "øvre" i dette tilfellet betyr nærmere basisen til lukningen, med andre ord lenger bort fra den åpne enden av lukningen). De øvre og nedre andre gjengeflatene 22, 24 gir gjengesegmentene hovedsakelig trapesformede sidekanter som er samsvarende med formen på de første gjengesegmentene. Et hovedsakelig kontinuerlig, omtrent helisk gjengegap 26 er definert mellom overlappende områder i de nevnte øvre og nedre flatene 22, 24 på tilstøtende andre gjengesegmenter 20.

Det kan sees at topp- og hunndelene til tilstøtende andre gjengesegmenter 20 er omkretsmessig overlappende over deler av deres lengde.

Et viktig trekk ved denne enheten er profilen av de øvre flatene 24 på de andre gjengesegmentene 20, som er beskrevet i større detalj i internasjonal patentsøknad WO97/21602. De øvre gjengeflatene 24 i et første, øvre område 28 har en hovedsakelig konstant stigning på kun omtrent 6°. Det øvre området 28 grenser til et mellomområde 30 med en hovedsakelig konstant, mye høyere stigning, på omtrent 25°. Den gjennomsnittlige stigningen til den heliske gjengebanen definert av de andre gjengesegmenter 20 er 13,5°.

De andre gjengesegmentene 20 inkluderer også et trykksikkerhetstrekk lignende det som er beskrevet i internasjonal patentsøknad WO95/05322. Kort sagt definerer det laveste området av det andre gjengesegmentet 20 et trinn for å ligge an mot en ende på de første gjengesegmentene 18 og blokkere avskruing av lukningen 12 fra åpningen 10 når nevnte gjengesegmenter 18 ligger an mot den øvre flaten 24, med andre ord når det er en netto kraft på lukningen i en aksial retning bort fra beholderhalsen. Et tredje område 34 på de øvre flatene 24 på de andre gjengesegmentene anbragt tilstøtende til trinnet 32 har også en lav stigning, på omtrent 6°.

Beholderen og lukningsenheten er også utformet med komplementære låseelementer på beholderhalsen og lukningen for å blokkere avskruing av lukningen fra den fullstendig tilkoblede posisjonen på beholderhalsen hvis ikke et minimums avskruingsdreiemoment påføres. Disse låseelementene omfatter fire låseribber 36 likt anbragt fra hverandre radialt på beholderhalsen, og fire halvramper 38 anbragt likt radialt fra hverandre på innsiden av lukningsskjørtet 16. Rampene 38 omfatter en radialt skrådd, ytre flate 40 og en radialt utragende holdekant 44 mot hvilken ribben 36 på lukningen ligger når lukningen er fullstendig i inngrep med beholderhalsen. De samsvarende låsemidlene kan være som beskrevet i internasjonal patentsøknad W091/18799. Imidlertid er låseribben på beholderen og ikke på lukningen i denne utformingen, noe som også bidrar til å forbedre brukervennligheten til beholderhalsutformingen, spesielt ved en egnet utjevnet ribbe.

Beholderen og lukningsenheten omfatter også midler for å danne en gasstett tetning mellom lukningen og beholderhalsen. Disse midler kan omfatte en gasstett elastomerisk tetningsfdring som er sammenpresset mot leppen på beholderhalsen. Optimal tetning oppnås fortrinnsvis når den elastomeriske tetningsforingen presses sammen til mellom 30% og 70% av sin opprinnelige tykkelse. I andre utforminger kan tetningen oppnås uten at det trengs en foring, f.eks. ved kompresjon av egnet utformede, omkringliggende tetningsribber og -finner på lukningkapselen mot beholderhalsen.

De andre gjengesegmentene 20 avsluttes ved deres nedre ende i en utragende del som definerer en langsgående skulder 72 som danner en første stopper, mot hvilken en andre ende 74 av de første gjengesegmentene 18 kan ligge for derved å blokkere overtiltrekning av lukningen på halsen.

Beholderlukningsenheten omfatter også et tukle-avslørende sikkerhetstrekk. Dette omfatter en tukle-avslørende ring 50, som initialt er utformet integrert med skjørtet 16 til beholderlukningen 12 og henger sammen med denne via skjøre broer 52. Den tukle-avslørende ringen 50 omfatter flere integrert utformede, fleksible, radialt innoverrettede holdetunger 54. En omkringliggende holdeleppe 56 er anordnet på beholderhalsen 10. Sperrehakefremspring (ikke tilstede i denne utformingen) kan også være anordnet på beholderhalsen under den omkringliggende holdeleppen 56 og radialt fordelt rundt åpningen, for å blokkere rotasjon av den tukle-avslørende ringen 50 på åpningen 10 i en utskruingsretning. Imidlertid kan det være foretrukket å utjevne eller utelate sperrehakefremspringene for å forbedre brukervennligheten til halsavslutningen. Konstruksjonen og virkemåten til det tukle-avslørende ringtrekket er som beskrevet i internasjonal patentsøknad W094/11267.

Ved anvendelse er lukningen 12 festet på beholderhalsen 10 ved å skrus ned på vanlig måte. Lukningen 12 kan beveges fra en fullstendig frakoblet posisjon til en fullstendig tilkoblet posisjon på beholderhalsen ved å roteres omtrent 90°. Når lukningen skrus ned er det normalt en netto aksial kraft påført av anvenderen på lukningen på beholderhalsen, og henholdsvis ligger de første gjengesegmentene 18 an mot og glir langs de øvre flatene 22 på de utragende delene av de andre gjengesegmentene 20 på lukningsskjørtet, som vist i fig. 4. Det kan dermed ses at de første gjengesegmentene følger en hovedsakelig kontinuerlig bane langs en heliks med variabel stigning. De første og andre gjengene er frittløpende, som vil si at det er hovedsakelig ikke noe friksjonsdreiemoment mellom gjengesegmentene inntil den fullstendig tilkoblede posisjonen nærmer seg. Disse trekkene med en 90° lukningsrotasjon, hovedsakelig kontinuerlig gjengebane og frittløpende gjenger gjør lukningen ekstremt enkel å feste på beholderhalsen, spesielt for eldre og personer med gikt, eller barn.

Idet lukningen nærmer seg den fullstendig tilkoblede posisjonen på beholderåpningen 10, skjer flere ting. Først begynner den tukle-avslørende ringen 50 å gli over holdeleppen 56 på beholderhalsen. Holdetungene 54 på den tukle-avslørende ringen 50 bøyes radialt utover for å muliggjøre at den tukle-avslørende ringen kan passere over holdeleppen 56 uten overdrevet radial spenning i den skjøre broen 52.

For det andre glir låseribbene på beholderhalsen opp langs den ytre, skrå overflaten 40 på holderampene 38 på lukningsskjørtet 16. Den svake helningen til de skrå overflatene 40, sammen med elastisiteten til lukningsskjørtet 16, betyr at relativt liten økning av dreiemoment er nødvendig for å få låseribbene 36 til å gli opp langs de skrå overflatene 40.

For det tredje fører det initiale anlegget mellom tettefdringen 46 i beholderlukningbasisen og tetteleppen 48 på beholderhalsen til en netto aksial kraft på lukningen i en retning bort fra beholderen. Dette skyver gjengesegmentene 18 ut av anlegg med de nedre flatene 22 på de utragende delene av de andre gjengesegmentene 20 og til anlegg med de øvre overflatene 24 på de utragende delene av de andre gjengesegmentene 20. Mer spesifikt føres de første gjengesegmentene 18 til anlegg med de øvre områdene 28 på de utragende delene av de øvre overflatene 24. Fortsatt rotasjon av lukningen i en nedskruingsretning bevirker at de første gjengesegmentene 18 beveges langs de øvre områdene 28 inntil den siste, fullstendig tilkoblede posisjonen vist i fig. 4 er nådd. Den lave stigningen til de øvre flatene 28 betyr at denne videre rotasjonen gir et høyt kraftforhold (inngrep) for å presse tetteforingen 46 mot tetteribben 48 for å oppnå en effektiv gasstett tetning.

Når den fullstendig tilkoblede posisjonen til lukningen 12 på beholderhalsen 10 er nådd, klikker låseribbene over toppen av de respektive skråstilte flatene 40 og til anlegg mot de bratte holdeflatene til mothakerampene. I den samme posisjonen kan de andre endene 74 av de første gjengesegmentene 18 komme til anlegg mot stoppeskuldrene 72 på toppen av de andre gjengesegmentene, for derved å blokkere ytterligere tilskruing av lukningen som kan skade gjengene og/eller overkomprimere tettefdringen.

Når lukningen 12 er i den fullstendige tilkoblede posisjonen på beholderhalsen 10, ligger de øvre flatene på de første gjengesegmentene 16 an mot de øvre områdene 28 av de øvre gjengeflatene 24 på de utragende delene av det andre gjengesegmentet 20, som vist i fig. 3. Den øvre flaten på de første gjengesegmentene har en lav stigning for å tilpasse den til de øvre områdene 28, for å maksimere kontaktarealet mellom de utragende delene i områdene 28, og derved fordele den aksiale kraften påført av lukningen så jevnt som mulig rundt beholderhalsen. På grunn av den lave stigningen i områdene 28, omdannes relativt lite av den aksiale kraften som kommer fra beholderhalsen på grunn av trykket på innsiden av beholderen, til avskruings-rotasjonskraft av anlegget mellom gjengeoverflatene i denne posisjonen. Dette reduserer sterkt tendensen for lukningen til å skrus ut spontant under trykk. Spontan utskruing er også forhindret av anlegget mellom låseribbene 36 og holdekanten 44 på låserampene 38. En viktig fordel med enheten er at den reduserte tendensen til å skrus ut spontant på grunn av den lave stigningen på gjengene i de nedre områdene 28 betyr at minimumsdreiemomentet for åpning av låseelementene 36, 38 kan reduseres uten risiko for at lukningen blåses løs spontant. Dette gjør lukningen enklere å fjerne for eldre eller mennesker med gikt, eller av barn, uten å redusere trykksikkerheten til lukningen.

Ved anvendelse fjernes lukningen fra beholderhalsen ved enkel avskruing. Gjengebanen for avskruing fulgt av de korte gjengesegmentene på beholderhalsen er illustrert i fig. 5. Et initialt, minimums avskruingsdreiemoment er nødvendig for å overvinne motstanden til låseelementene 36, 38. Når denne motstanden har blitt overvunnet, er det omtrent ikke nødvendig å påføre noe dreiemoment for å skru av lukningen. Det interne trykket på innsiden av beholderen påfører en aksial kraft på lukningen i en retning bort fra beholderåpningen, og som et resultat av dette glir de første gjengesegmentene 18 langs den øvre overflaten 28 på de utragende delene av de andre gjengesegmentene 20 idet lukningen skrus av. De første gjengesegmentene glir initialt langs de øvre områdene 28, og deretter langs de midtre områdene 30 med bratt stigning, til den øvre flaten på de andre gjengesegmentene 20. De første gjengesegmentene 18 kommer deretter i kontakt med en nedre utragende del av de andre gjengesegmentene 20, som vist i fig. 5. I denne posisjonen blokkeres ytterligere utskruing av lukningen idet gassventilering skjer langs gjengebanene 26. Det skal også legges merke til at i denne midtre, gassventilerende posisjonen ligger de første gjengesegmentene 18 primært an mot området 34 av den øvre flaten på de andre gjengesegmentene 20. Den lave stigningen i dette området fører til at relativt lite av den aksiale kraften på lukningen omdannes til avskruingsdreiemoment, for derved å redusere tendensen for lukningen til å overstyre trykksikkerhetstrekket og blåses løs.

Når ventileringen fra innsiden av beholderhalsen er fullført, slik at det ikke lenger er en aksial, oppoverrettet kraft på lukningen, kan lukningen falle ned for å få gjengesegmentene 18 i anlegg med de nedre flatene 22 på de andre gjengesegmentene 20. I denne posisjonen kan avskruing fortsette for å frakoble lukningen fullstendig fra beholderhalsen, som vist i fig. 5.

Den ovennevnte utformingen har blitt beskrevet kun som et eksempel. Mange andre utforminger av den foreliggende oppfinnelsen som ligger innenfor omfanget av de vedføyde kravene vil fremgå for fagmenn. Spesielt er den foreliggende oppfinnelsen ikke begrenset til beholdere for kullsyreholdige drikkevarer, eller til beholdere utformet av støpt termoplast.

Claims (17)

1. Gjenget lukningsenhet for beholder, idet enheten omfatter: en beholderhals (10) med en åpning, en lukning (12) for halsen, idet lukningen har en basisdel (14) og et skjørt (16), en første skrugjenge på halsen (10), idet den første skruegjengen omfatter ett eller flere første gjengesegmenter (18), en andre skrugjenge på en indre overflate av skjørtet (16), idet den andre skrugjengen omfatter ett eller flere andre gjengesegmenter (20), idet den første og andre skrugjengen er utformet for å muliggjøre at en anvender kan feste, fjerne og på nytt feste lukningen (12) i en tettende posisjon på halsen (10) ved rotasjon av lukningen på halsen, komplementære låseelementer (36, 38) på halsen (10) og lukningen (12) som motstår avskruing av lukningen fra den tettende posisjonen på halsen etter at lukningen har blitt festet eller på nytt festet på halsen, inntil et forhåndsbestemt minimums åpningsdreiemoment utøves, idet de andre gjengesegmentene (20) definerer en hovedsakelig kontinuerlig, helisk gjengebane langs hvilken de første gjengesegmenter (18) kan beveges fra en hovedsakelig fullstendig frakoblet til en hovedsakelig fullstendig sikret posisjon for lukningen på halsen ved en enkelt rotasjon på 360° eller mindre,karakterisert ved at de første gjengesegmentene (18) forløper omkretsmessig fra 5° til 45° rundt halsen, at de andre gjengesegmentene (20) rager radialt i det minste 60° rundt skjørtet, og at de andre gjengesegmentene (20) hvert er utformet av en eller flere utragende deler anbragt omkretsmessig fra hverandre, idet hver del rager radialt ikke mer enn omtrent 60° rundt skjørtet (16).

2. Lukningsenhet for beholder i henhold til krav 1, hvori det er i det minste to av de første gjengesegmentene (18).

3. Lukningsenhet i henhold til krav 2, hvori det er fire eller flere av de første gjengesegmentene (18).

4. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori de første gjengesegmentene (18) forløper omkretsmessig fra 10 til 45° rundt beholderhalsen (10).

5. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori i det minste ett av de første gjengesegmentene (18) har en øvre flate (62) eller en nedre flate (60) med en gjennomsnittlig stigning fra 5° til 25°.

6. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori i det minste ett av de første gjengesegmentene (18) har en øvre flate (62) eller en nedre flate (60) med et område med konstant stigning som forløper i det minste 5° rundt halsen (10).

7. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori de utragende delene som er anbragt radialt fra hverandre er radialt adskilt av gap som forløper omkretsmessig opptil 10°.

8. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, omfattende gjensidig inngrepbare elementer (32) på halsen (10) og lukningen (12) for å blokkere eller begrense rotasjon av lukningen i en avskruingsretning forbi en midtre posisjon når lukningen er under aksialt trykk i en retning bort fra beholderhalsen.

9. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori den gjennomsnittlige stigningen til den heliske gjengebanen er fra 5 til 20°.

10. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori de andre gjengesegmentene (20) definerer i det minste én fordypning for mottak av de første gjengesegmenter, idet fordypningen er hovedsakelig helisk og forløper i mer enn 45° rundt lukningsskjørtet.

11. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori det er fire eller flere av de andre gjengesegmentene (20).

12. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori i det minste ett av de andre gjengesegmentene (20) har et utjevnet tverrsnitt.

13. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori de første gjengesegmentene (18) har et tverrsnitt langs den langsgående aksen til enheten som er avrundet, avfaset, trapesformet eller trekantet.

14. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori lukningen (12) kan beveges fra en fullstendig frigjort til en fullstendig tilkoblet posisjon på halsen (10) ved en enkelt jevn rotasjon på 180° eller mindre.

15. Lukningsenhet i henhold til krav 14, hvori lukningen (12) kan beveges fra en fullstendig frigjort til en fullstendig tilkoblet posisjon på halsen (10) ved en enkelt jevn rotasjon på 90° eller mindre.

16. Lukningsenhet i henhold til krav 18, hvori låsemidlene på halsen (10) omfatter et fremspring eller en uthulning for inngrep med et komplementært fremspring eller uthulning på skjørtet (16).

17. Lukningsenhet i henhold til ethvert tidligere krav, hvori halsen (10) er utformet av et materiale valgt fra gruppen omfattende termoplast, glass, metall og kombinasjoner av disse.