WO1984004906A1

WO1984004906A1 - Plastic closure

Info

Publication number: WO1984004906A1
Application number: PCT/CH1984/000087
Authority: WO
Inventors: Werner Fritz Dubach
Original assignee: Alfatechnic Ag
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-05-30
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE8416037U1; AU568856B2; US4573600A; DK26985A; DK153825B; CH661488A5; ES279705U; IL72057A0; ES279705Y; ZA844319B; JPH0563382B2; IL72057A; CA1230839A; EP0147423B1; DE3460557D1; IT1179194B; AU2920484A; DK153825C; DK26985D0; JPS60501553A

Description

Kunststoffverschluss

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluss, für feste oder deformierbare Behälter, welcher Verschluss ein integraler Bestandteil des Behälters oder auf diesen aufsetzbar ist, mit einem Unterteil und einer über mindestens einem Spannband mit dem Unterteil integral verbundenen Kappe oder einem Deckel.

Aus der CH-PS 619 413 ist ein Kunststoff-Verschluss der ob- genannten Art bekannt. Die Funktion des Spannbandes bzw. der Spannbänder ist dabei als Rückhalter umschrieben, der die Kappe, wenn sie einmal geöffnet ist, in der geöffneten Lage hält. Solche Vorkehrungen sind in der Verschlusstechnik seit längerer Zeit in verschiedenster Ausführung bekannt. Die Spannbänder gemäss obgenanntem Patent liegen in der Schliesstellung des Verschlusses in einer Ebene ausserhalb dem Verschluss. Weil aber die Spannbänder in der Schliess- stellung des Verschlusses gespannt sind, haben sie die

OMPI Neigung, denselben zu öffnen und der Verschluss sollte folglich immer mit entsprechenden, den Spannbändern gegen¬ über liegenden Verriegelungsorganen versehen 'sein, die diesem Effekt entgegen wirken.

Eine andere, bekannte Lösung, dem ungewollten Oeffnungseffekt der Spannbänder entgegen zu wirken ist in derselben Patent¬ schrift dargestellt. Hierbei wird ein integrales Filmschar¬ nier an Unterteil und Kappe derart angeordnet, dass die Dreh¬ achse noch weiter vom Zentrum des Verschlusses ausserhalb desselben zu liegen kommt.

Diese Lösung hat mehrere Nachteile:

a) Beim Oeffnungs- und Schliessvorgang resultieren erheb¬ liche Kräfte die enorme Anforderungen an das Filmschar¬ nier stellen. Folglich lassen sich solche Verschlüsse nur aus hochwertigem, teurem Kunststoff realisieren, wie zum Beispiel aus Polypropylen. b) Die Anordnung des Filmscharniers relativ weit ausserhalb des eigentlichen Verschlusses, erfordert erhebliche An¬ passungen an die Verschliessmaschine einer Abfüllanlage. Nicht nur müssen die Greifer entsprechend formlich ge¬ staltet werden, sondern auch die Zuführung des Verschlus¬ ses muss exakt positioniert erfolgen.

O PI c) Die Verschliesskraft der Spannbänder ist auch bei relativ entfernter Anordnung des Filmscharniers ausserhalb des Verschlusses nur gering.

d) Das Erfordernis, ein Filmscharnier überhaupt haben zu müssen, führt zu einem zwingenden Bewegungsmechanismus, der äusserst einschränkend auf die geometrische Gestal¬ tung von Unterteil und Kappe wirkt. Insbesondere Ver¬ schlüsse mit Aufbauten am Unterteil, wie zum Beispiel eine hochgezogene Ausgussöffnung in die ein in der Kappe angeordneter Zentrierzapfen eingreifen soll, lassen sich kaum bewerkstelligen. Auf jeden Fall erfolgt beim Schliess- beziehungsweise Oeffnungsvorgang eine erheb¬ liche Beanspruchung des Filmscharniers und der gesamte Verschluss wird dabei ständig leicht deformiert. Insbesondere werden die Kanten des Zentrierzapfens und der Ausgusslippe verletzt, wodurch sowohl der Dichteffekt wie die Ausgusseigenschaften des Verschlusses leiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschluss der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der die aufgezählten Nachteile behebt.

OMPI Diese Aufgabe löst ein Verschluss gemäss Oberbegriff des Patentanspruches, der sich dadurch auszeichnet, dass in ge¬ schlossenem Zustand des Verschlusses das Spannband oder die Spannbänder in einer Ebene verläuft beziehungsweise verlaufen, die den Kunststoffverschluss schneidet.

Bei dieser Anordnung wirkt die resultierende Kraft der Spannbänder als Schliesskraft des Verschlusses auch in geschlossenem Zustand desselben.

In einer bevorzugten Ausführung des Verschlusses kann die Spannbandebene parallel zu einer Senkrechten zur Trennebe¬ ne zwischen Unterteil und Kappe verlaufen. Dies bewirkt, dass auch die resultierende Kraft in der Schliesstellung exakt vertikal auf die Trennebene eingeleitet, wird.

Weitere Ausführungsformen und ihre Vorteile gehen aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor. In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsvarianten dargestellt und in der Beschreibung erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 einen zylindrischen Verschluss in Aufsicht und " Figur 2 denselben Verschluss in Seitenansicht Figur 3 stellt einen gleichen Verschluss zum Aufsatz auf ein Behältnis mit prismatischer Form dar und

Figur 4 zeigt wiederum den Verschluss nach Figur 3 in Seitenansicht

Figur 5 verdeutlicht die geneigte Lage von Spannbändern an einem zylindrischen Verschluss

Figur 6 ist eine Aufsicht auf eine mit dem erfindungs- gemässen Verschluss ausgestaltete Dose, und

Figur 7 zeigt den Schnitt durch die Dose nach Figur 6 entlang der Linie A - A, während

Figur 7a einen Detailausschnitt der Figur 7 zeigt

In den Figuren 8 a - d werden vier Oeffnungspositionen eines scharnier¬ losen Verschlusses dargestellt.

Der erfindungsgemasse Verschluss besteht immer aus einem Unterteil 1 und einer Kappe oder Deckel 2. Je nach Ver¬ wendung des Verschlusses wird der Unterteil 1 auf einem festen oder deformierbaren, in der Zeichnung nicht dar¬ gestellten Behälter aufgesetzt, oder stellt selber den Unterteil des Behältnisses dar.

OMPI In den Figuren 1 - 5 und 8a bis d sind Verschlüsse zum Aufsatz auf feste oder deformierbare Behältnisse gezeigt. Im geschlossenen Zustand des Verschlusses liegen der Un¬ terteil 1 und die Kappe 2 in direkter Berührung aufeinander. Die Berührungsfläche liegt in der sogenannten Trennebene, die in der Zeichnung mit T bezeichnet ist. Das Unterteil 1 und die Kappe oder Deckel 2 sind über mindestens einem Spannband 3 integral miteinander verbunden. Ueber Angüsse 4 sind die Spannbänder 3 vom Unterteil 1, beziehungsweise von der Kappe 2 leicht distanziert. Die Spannbänder 3 ver¬ laufen in einer Ebene E. Die Ebene E schneidet den Verschluss parallel zu dessen Rotationsachse a. In der Variante gemäss den Figuren 1 und 2 sind der Unterteil 1 und die Kappe 2 über ein Filmscharnier 5 miteinander verbunden. Die Schwenkachse des Filmscharniers 5 liegt einerseits in der Trennebene T und andererseits parallel zur Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen.

In der geschlossenen Stellung des Verschlusses sind die Spannbänder 3 gespannt, wodurch eine resultierende Kraft vorhanden ist, die innerhalb des Grundrisses des Verschlusses der Ebene E liegt und einen Schliessdruck zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 aufrecht erhält. Ist der Verschluss zur Ver¬ wendung auf einem Behältnis mit gashaltigem Inhalt gedacht, so sollte der Schliessdruck möglichst gross sein. Dies lässt sich durch die Dimensionierung und Positionie¬ rung der Spannbänder entsprechend einstellen. Dabei dürfen materialbedingte, physikalische Eigenschaften wie Elastizi¬ tätsmodul und Festigkeit nicht vernachlässigt werden. Eine optimale Lösung lässt sich oftmals nur empirisch finden. Die variablen Grossen bei deren Dimensionierung sind die Breite und die Dicke der Spannbänder 3, sowie der Abstand der Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen, zur Rotations¬ achse a des Verschlusses.

Auf die möglichen Verriegelungsorgane die sich mit dem erfindungsgemässen Verschluss kombinieren lassen, wird in dieser Beschreibung nichts ausgeführt.

Selbstverständlich kann der erfindungsgemasse Verschluss mit jeder Art von bekannten Verriegelungsorganen kombiniert wer¬ den, beispielsweise auch mit einem kindersicheren Verriege¬ lungsorgan.

Der erfindungsgemasse Verschluss lässt sich bei entsprechen¬ der Anpassung auf jeder Gestaltungsform von Unterteil und Kappe anbringen. Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Unterteil 1 und eine deckungsgleiche Kappe 2 mit zwölfeckigem Grund- riss. Die Spannbänder 3 die wiederum über Angüsse 4 an der Kappe 2 beziehungsweise am Unterteil 1 befestigt sind, liegen wiede¬ rum in einer Ebene E, die den Verschluss schneidet. Das Scharnier 5 sollte etwa in der der Ebene E nächst gelegenen parallelen Seitenfläche 6 verlaufen.

In den Figuren 1 - 4 verläuft die Ebene E in der die Spann¬ bänder 3 liegen parallel zu einer Vertikalen zur Trennebene T, die im vorliegenden Fall identisch der Rotationsachse a ist. Dies ist jedoch keinesfalls zwingend, wie die Ausführung gemäss Figur 5 zeigt. Auch hier verlaufen die Spannbänder 3 in einer Ebene E die wiederum den Verschluss schneidet, je¬ doch ist die Ebene E diesmal zur Vertikalen v zur Trennebene T geneigt. Im dargestellten Beispiel gemäss Figur 5 sind auch die Angüsse 4 , im Gegensatz zu den voran beschriebe¬ nen Beispielen asymetrisch zur Trennebene T angeordnet. Die schräg verlaufenden Spannbänder 3 bewirken zweierlei. Zum einen wirkt die resultierende Andruckskraft zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 vermehrt in Richtung zum Zentrum des Verschlusses, zum anderen beeinflusst diese Anordnung eine leichte Veränderung der Schliessbewegung wodurch ein in der Kappe eventuell angeordneter Zentrierzapfen eine exaktere Einführung in einei durch den Zentrierzapfen zu dichtenden Ausguss erhält. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Verschluss scharnierlos gestaltet ist, wie dies an Hand der Figuren 8 a - 8 d noch beschrieben wird.

Durch die asymetrische Anordnung der Angüsse 4 am Unterteil 1 und an der Kappe 2 kann die Position der maximalen Deh¬ nung der Spannbänder 3 entsprechend verschoben werden. Aus der Position der maximalen Dehnung 3 klappt die Kappe in Richtung Schliess- oder Oeffnungsstellung. Die gewünschte Oeffnungsstellung der Kappe 2, in der die Spannbänder 3 ent¬ spannt sind, kann je nach Art des Verschlusses, der Form des Ausgusses oder der Art des zu verschliessenden Behältnisses anders erwünscht sein.

In Figur 6 ist eine Dose, die mit dem erfindungsgemässen Verschluss ausgestaltet ist, dargestellt. Die Dose, und damit auch der Unterteil 1 und die Kappe 2 weisen einen etwa recht¬ eckigen Grundriss auf. Unterteil 1 und Kappe 2 sind hier über drei an derselben Seitenfläche angeordneten Spann¬ bänder 3 miteinander verbunden. Statt der hier dargestellten drei Spannbänder kann der Verschluss selbstverständlich auch aus einem einzigen, dafür etwas breiterem Spannband gebildet sein. Auch hier sind wiederum die Spannbänder 3 zu einer Vertikalen v auf der Trennebene T geneigt angeordnet. Hier¬ zu liegen die Spannbänder 3 in nischenartigen Aussparungen "• , die zur Längsseite 8 der Dose geneigt sind. In Figur 7 ist ein Schnitt entlang der Linie A - A gemäss Figur 6 gezeigt. Aus der Figur 7 a werden die Verhältnisse im Bereich der nischenartigen Aussparung 7 im'Detail ver¬ deutlicht. Die Anordnung von Spannbändern 3 in nischenarti¬ ge Aussparungen 7 lassen sich selbstverständlich auch bei anderen Verschlussformen wie jene in den voran beschriebenen Figuren, realisieren. Die Anordnung der Spannbänder _3 in nischenartige Aussparungen 7 hat den Vorteil, dass keine Teile des Verschlusses über die Kontur des Unterteiles beziehungsweise der Kappe, vorstehen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Verschluss maschinell auf ein Behält¬ nis aufgesetzt wird, muss doch dann der Verschluss nicht mehr auf einen Greifer, entsprechend den vorstehenden Teilen ausgerichtet werden.

In den Figuren 8 a - d ist ein scharnierloser Verschluss in verschiedenen Oeffnungen dargestellt. Wiederum handelt es sich hierbei um einen Verschluss mit zylindrischem Unterteil 1 und deckungsgleicher Kappe 2. Die Angüsse 4, für die Spannbänder 3, liegen wiederum asymetrisch zur Trennebene T. Selbstverständlich schneidet auch hier wieder die Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen den Verschluss. Das Besondere an vorliegendem Verschluss, besteht darin, dass er kein Scharnier aufweist, sodass Kappe 2 und Unter¬ teil 1 lediglich über die Spannbänder 3 miteinander verbun¬ den sind.- In der Schliesstellung gemäss Figur 8 a verhalten sich die Schliesskräfte, die von den Spannbändern 3 ausge¬ übt werden gleich wie in den voran beschriebenen Varianten. Die Schliesskräft liegt innerhalb der Ebene E und ist durch einen Pfeil F Indizes I dargestellt.

Figur 8 b zeigt denselben Verschluss in leicht geöffneter Zwischenstellung. Die Spannbänder 3 sind nun etwas stärker gedehnt und bewirken nun eine etwas vergrosserte resultieren¬ de Kraft F 2. Die resultierende F 2 verläuft nach wie vor in der Ebene der Spannbänder, die nun jedoch entsprechend dem Oeffnungsgrad der Kappe 2 geneigt ist. Folglich lässt sich die resultierende Kraft F 2 in eine Komponente FS, die be¬ strebt ist die Kappe 2 zu schliessen und in eine Komponente FZ , die geneigt ist die Kappe 2 zum Zentrum, beziehungs¬ weise zur Rotationsachse a , zu ziehen, zerlegen. In dieser Stellung erkennt man bereits, dass der Unterteil 1 einen Aufbau 9 aufweist, der etwa um die Wanddicke der Kappe 2 konzentrisch zur Rotationsachse a gegen innen versetzt ist. Der Aufbau 9 verläuft konisch zu einer mittigen Ausguss¬ öffnung 10.

OMPI In der Stellung gemäss Figur 8 b ist die fiktive Drehachse parallel zur Ebene E und verläuft exakt durch den Berüh¬ rungspunkt von Kappe 2 und Unterteil 1. Mit zunehmendem Oeffnungswinkel der Kappe 2 nimmt die Komponente FS ab und die Komponente FZ entsprechend zu. Dies geschieht solang, bis die Kraftkomponente FZ die Haftreibung zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 überwindet, worauf die Kappe 2 ruckartig bis an den zurück versetzten Aufbau 9 anstösst. Dabei wird die Kappe 2 vollständig ge¬ öffnet, wie in Figur 8 c dargestellt, und die Spannbänder 3 entspannen sich weitgehend, jedoch nicht vollständig, sodass eine geringe resultierende Kraft verbleibt, die die Kappe 2 in der geöffneten Lage gemäss Figur 8 c hält. Weist der Aufbau 9 lediglich eine geringe Bauhöhe auf, wie in Figur 8 c dargestellt, so könnten die Spannbänder 3 die Kappe 2 auf den Aufbau 9 ziehen und damit ein Wieder- verschliessen der Kappe 2 erheblich erschweren. Für diesen Fall ist auf dem Aufbau 9 ein Anschlag 11 angespritzt, der sich im Bereich zwischen den beiden Angüssen 2 des Unter¬ teiles 1 befindet. Der Bewegungsablauf beim Oeffnen, und insbesondere beim Schliessen des Verschlusses wird dadurch optimiert, dass der Uebergang 12 vom Unterteil 1 zum Auf¬ bau 9 gerundet ist. Ist der Aufbau 9 relativ niedrig, wie in Figur 8 c dargestellt, so kann der gerundete Uebergang 12 direkt von der Trennebene T zum Anschlag 11 verlaufen. In der Figur 8 d ist der erfindungsgemasse Verschluss schliesslich noch in der Spritzlage dargestellt. Die Trennebene T ist hier gleichzeitig die Trennebene der Spritzform. Die Spannbänder 3 werden gewölbt gespritzt, sodass sie eine grössere Länge aufweisen, als die Distanz zwischen den beiden entsprechenden Angüssen 4 die der Spritzform entspricht.

Die scharnierlose Ausführung ist selbstverständlich nicht nur bei gerundeten Verschlüssen möglich, sondern prinzi¬ piell bei jeder Gestaltungsform des Verschlusses. Bei der Ausführung gemäss den Figuren 6 und 7 müsste man dann lediglich anstelle von einem Berührungspunkt von einer Berührungslinie sprechen. Hat der Verschluss wie in Figur 6 ersichtlich eine ungerade Anzahl Spannbänder, so müsste man, falls der Aufbau 9 eine zu geringe Bauhöhe aufweist, eine gerade Anzahl von Anschlägen 11 vorsehen. Bei einer Dose, würde der Aufbau 9, beispielsweise lediglich ein nach innen versetzter Rand entsprechen. Wie dies von vielen Schachteln bekannt ist.

Claims

Patentansprüche

1. Kunststoffverschluss für feste oder deformierbare Behäl¬ ter, welcher Verschluss ein integraler Bestandteil des Behälters oder auf diesen aufsetzbar ist, mit einem Un¬ terteil und einer über mindestens einem Spannband mit dem Unterteil integral verbundenen Kappe oder Deckel, dadurch gekennzeichnet,

dass in .geschlossenem Zustand des Verschlusses das Spannband (3) oder die Spannbänder (3) in einer Ebene (E) verläuft beziehungsweise verlaufen, die den Kunst¬ stoffverschluss schneidet.

2. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (E) senkrecht zur Trennebene (T) zwischen Unterteil (1) und Kappe (2)verläuft.

3. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass die Ebene (E) geneigt zur Trennebene (T) zwischen Unterteil (1) und Kappe (2) verläuft.

4. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unterteil (1) mit der Kappe ('2) zusätzlich über ein Scharnier {5) miteinander verbunden sind, dessen Achse mindestens annähernd eine Tangente zum Körper des Verschlusses bildet und parallel zur Ebene (E), in der das Spannband (3) oder die Spannbänder (3) verläuft, be¬ ziehungsweise verlaufen, liegt.

5. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Unterteil (1) und Kappe beziehungsweise Deckel (2) scharnierlos über das Spannband oder die Spannbänder ( 3 ) miteinander verbunden sind.

6. Kunststoffverschluss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

dass das Unterteil (1) des Verschlusses einen gegenüber der Trennebene. (T) zwischen Kappe (2) und Unterteil (1) erhöhten Aufbau (9) aufweist, der annähernd um die Waι i- dicke der Kappe (2) verjüngt ist.

7. Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine fiktive Achse in der Schliesstellung durch den zur Ebene (E) in der die Spannbänder oder das Spannband (3) liegt beziehungsweise liegen, nächstgelegenen Punkt in der Trennebene (T) zwischen Unterteil (1) und Kappe beziehungsweise Deckel (2) verläuft, wobei der Berührungs¬ punkt während des Oeffnungs- und Schliessvorganges auf einer Linie entlang des Aufbaues (9) wandert.

8. Kunststoffverschluss nach Anspruch 5, mit mehreckiger Umfangslinie, dadurch gekennzeichnet, dass Spannband oder die Spannbänder (3) in einer Ebene (E) liegt beziehungsweise liegen, die parallel zu der nächstgelegenen Kante (6) der Umfangslinie ver¬ läuft.

9. Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte, verjüngte Unterteil (9) im Bereich zwischen zwei Spannbändern (3) einen gerundeten Ueber¬ gang (12) von der Trennebene (T) zum Aufbau (9) auf¬ weist.

10. Kunststoffverschluss nach Anspruch 5 - dadurch gekennzeichnet, dass am Unterteil (1) des Verschlusses, itn Bereich zwischen zwei Spannbändern (3), ein über die Trenn¬ ebene (T) zwischen Kappe und Unterteil sich erhebender Anschlag (11) angeordnet ist.