DE60000868T2

DE60000868T2 - Schraubkappe versehen mit einem originalitätsband für behälter

Info

Publication number: DE60000868T2
Application number: DE60000868T
Authority: DE
Inventors: Alain Franchet
Original assignee: PRISPA HOLDING SA
Current assignee: PRISPA HOLDING SA
Priority date: 1999-03-23
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2003-12-04
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: BR0009110A; HK1048795B; LU90375B1; CA2367947C; AU769899B2; ATE228463T1; WO2000056618A1; ES2188519T3; EP1165391A1; EP1165391B1; TR200102787T2; DE60000868D1; CA2367947A1; PL202365B1; BR0009110B1; MXPA01009541A; AU3438300A; PL364724A1; CN1136129C; CN1364129A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlusses für einen Behälter mit einem Gewindehals und einem Befestigungskragen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Diese Erfindung betrifft insbesondere das Verschließen von Behältern für eventuell mit Kohlensäure versetzte Getränke, für die die Anforderungen an Dichtheit und Unverletzlichkeit sehr streng sind.
Die US 4 801 031 und die EP 0 390 412 beschreiben Verschlüsse mit einem oberen Dichtungselement, das dazu bestimmt ist, auf den Gewindehals eines Behälters mit Befestigungskragen geschraubt zu werden, und einem unteren Unverletzlichkeitselement, das dazu bestimmt ist, einerseits von dem Kragen und andererseits am oberen Element durch eine Verbindungszone gehalten zu werden, die in der Lage ist, zumindest teilweise beim Abschrauben durchbrochen zu werden, wobei das untere Element eine äußere seitliche Schürze umfasst, die an ihrem unteren Teil durch ein flexibles Band verlängert ist, das mit Vorsprüngen versehen ist. Das Dokument EP 0752373A beschreibt einen Verschluss und demnach ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verschlusses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei diesen Ausführungsformen wird das flexible Band indessen immer in einer unteren Position geformt und dann vor seiner Verwendung oder beim Verschließen des Behälters nach der Verpackung des Getränks nach innen gewendet.
Das Verschrauben des Verschlusses auf dem Hals des Behälters bewirkt somit beim Durchtritt des Befestigungskragens einen radialen Versatz des unteren Elements nach außen. Dieser nachteilige Effekt resultiert aus dem Widerstand des Bandes gegen die Faltung nach innen, des wegen des Formgedächtnisses des Materials unter Spannungen steht.
Diese Ausführungsformen haben ebenso Schwierigkeiten bei der automatischen Verschraubung auf Abfüllstraßen zur Folge, da die aufzuwendenden Kräfte den Deformationswiderstand des unteren Elements überwinden müssen; dies wirkt sich auf das anzulegende Moment und die Festigkeit der Verbindungszone aus.
Diese Ausführungsformen können zudem kein zufrieden stellendes Maß an Unverletzlichkeit bereitstellen, da das flexible Band direkt am unteren Rand der seitlichen Schürze angebunden ist, wodurch in der umgefalteten Position zwischen dem unteren Element und dem Behälter ein Raum frei bleibt, der genügt, um die Einführung eines Werkzeugs und das Ablösen des Verschlusses ohne Brechen der Verbindungszone zu gestatten.
Die US 5.846.471 offenbart ein Herstellungsverfahren für einen Verschluss, bei dem das Unverletzlichkeitselement Rippen aufweist, die durch Formen hergestellt werden und nach innen und oben orientiert sind, mittels einer Presse.
Bei dem Zurückziehen des Kerns bei der Ausstoßung aus der Form kehren die Rippen jedoch wegen des Elastizitätsverlusts, der aus einem vorhergehenden Schritt des Umkehrens beim Herauslösen aus der Form resultiert, nicht in ihre Position des Formens zurück.
Zudem gestattet der herkömmliche Schritt des Abstreifens allein keine vollständige Rückkehr in die natürliche Position des Formens.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese technischen Probleme auf zufriedenstellende Weise zu lösen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mittels eines Herstellungsverfahrens für einen Verschluss der vorstehenden Art mittels einer Presse gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor dem Abkühlen des flexiblen Bandes dessen elastische Rückkehr in seine natürliche Position des Formens mechanisch unterstützt und geführt wird.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal wird die Dicke der Wand des inneren Bandes des unteren Elements mit einem durchschnittlichen Wert zwischen 20% und 50% des durchschnittlichen Wertes der Dicke der äußeren Schürze und vorzugsweise, in Abhängigkeit von dem verwendeten Material, zwischen 0,2 mm und 0,4 mm bei einem Standardhals von 28 mm hergestellt.
Gemäß einem weiteren Merkmal werden die Vorsprünge des flexiblen Bandes mit im Wesentlichen dreieckigen Flächen in Form von umgekehrten Halbpyramiden hergestellt.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante erfolgt das mechanische Unterstützen und Führen des flexiblen Bandes vor dem Ausstoßen des Verschlusses mit Hilfe einer relativen Verschiebung des Kerns der Form.
Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante erfolgt das mechanische Unterstützen und Führen des flexiblen Bandes mit Hilfe eines Elements, das bereits am Ausgang der Presse und nach dem Ausstoßen des Verschlusses wirkt.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal des Verfahrens wird die Verbindungszone in einer äußeren Umfangsnut ausgeführt.
Außerdem ist es möglich, die Anbindung des Bandes an die Innenfläche der seitlichen Schürze durch eine gekrümmte Zone auszuführen.
Gemäß einer Variante wird am unteren Rand der seitlichen Schürze ein freier Endabschnitt ausgeführt, der sich unter dem Niveau der gekrümmten Zone erstreckt.
Gemäß einer weiteren Variante wird in der gekrümmten Zone mindestens eine Öffnung ausgeführt, die die Beseitigung eventueller Rückstände ermöglicht.
Gemäß einem weiteren Merkmal ist auf der Innenseite der Schürze ein Zentrierring für das untere Element ausgeführt, der dazu bestimmt ist, mit dem Befestigungskragen radial in Kontakt zu kommen, um die Unverletzlichkeit zu gewährleisten.
Der erfindungsgemäße Verschluss passt sehr leicht zu verschiedenen, bei automatischen Abfüllstraßen verwendeten Werkzeugen und insbesondere zu allen Arten von Maschinenschraubern, einschließlich denjenigen, die "fliegend" mit sehr hohen Taktraten arbeiten.
Das obere Element dieses Verschlusses kann selbstdichtend sein oder irgendeine Art von Dichtung aufnehmen, ohne dass dies die durch das untere Element gewährleistete Unverletzlichkeit beeinträchtigen könnte.
Die Montage des Verschlusses an dem Behälter kann demnach mit sehr geringen Kräften erfolgen, da das flexible innere Band in der zurückgewendeten Position keinerlei Spannung ausgesetzt ist und folglich in dieser Position ein erhebliches elastisches Deformations- und/oder Biegevermögen besitzt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Verminderung des Gewichts des Verschlusses insbesondere durch die Verminderung der Dicke der Wände des oberen Elements beziehungsweise des unteren Elements (äußere Schürze und/oder inneres Band).
Dieser Materialgewinn, der auf wirtschaftlicher Ebene von großer Bedeutung ist, geht nicht mit einer Verschlechterung von Qualitäten einher, die für den Verschluss sowohl hinsichtlich Dichtheit als auch Unverletzlichkeit erforderlich sind.
Die Erfindung wird durch das Studium der folgenden Beschreibung unter Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen besser verständlich:
- die Fig. 1A und 1B geben Schnittansichten zweier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verschlusses wieder;
- die Fig. 2 gibt eine Schnittansicht einer Ausführungsformvariante des Verschlusses der Fig. 1A nach der Montage auf dem Hals eines Behälters wieder;
- die Fig. 3 gibt eine Schnittansicht einer Variante der Verschlüsse der Fig. 1A und 1B nach der Montage auf dem Hals eines Behälters wieder;
- die Fig. 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F geben schematische Halbansichten verschiedener Phasen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Verschlusses wieder.
Der in den Fig. 1A und 1B dargestellte Verschluss umfasst ein oberes Element 1, das dazu bestimmt ist, auf den Gewindehals C (siehe Fig. 2 und 3) eines Behälters mit Befestigungskrägen A geschraubt zu werden, um dessen Dichtheit zu gewährleisten.
Hierzu ist das obere Element 1 mit einem Gewinde F und einer Dichtung J versehen.
Der erfindungsgemäße Verschluss umfasst außerdem ein unteres Element 2, das die Unverletzlichkeit des Behälters gewährleistet.
Das untere Element 2 ist dazu bestimmt, einerseits von dem Befestigungskragen A des Halses C und andererseits am oberen Element 1 durch eine Zone 12 gehalten zu werden, die in der Lage ist, zumindest teilweise beim Abschrauben des oberen Elements 1 bei der ersten Öffnung des Behälters durchbrochen zu werden.
Das untere Element 2 umfasst eine äußere seitliche Schürze 21, die an ihrem unteren Teil durch ein inneres flexibles Band 22 verlängert ist, das mit Vorsprüngen 22a versehen ist.
Die Vorsprünge 22a sind beispielsweise von der in dem Patent EP 0 635 434 beschriebenen und dargestellten Art, bei der sie im Wesentlichen dreieckige Flächen, die umgekehrte Halbpyramiden begrenzen, oder Wellen umfassen.
Der obere Rand des inneren Bandes 22 ist dazu bestimmt, bei der Abschraubung des oberen Elements 1 oben an der unteren Fläche des Kragens A zum Anschlag zu kommen; dadurch wird das untere Element 2 nach unten gehalten und das zumindest teilweise Brechen der Verbindungszone 12 bewirkt.
Die Verschlusseinheit wird erfindungsgemäß in einem einzigen Stück durch Formen (Pressen oder Einspritzen) hergestellt, wobei das flexible Band 22 direkt nach innen und nach oben gerichtet ist, das heißt, es befindet sich wie in den Fig. 1A und 1B dargestellt in einer entspannten und zum oberen Element gebogenen Position.
Im Unterschied zum Stand der Technik bedingt die Ausführungsform der Erfindung nach der Formung keine erzwungene spätere Rückkehr des Bands 22 nach innen, da es sich bereits in dieser Position im Inneren der Form befindet.
Die Fig. 4A bis 4F sind Schnitthalbansichten des Verschlusses in der Herstellungsform, von der nur vier Teile dargestellt sind. Die in den Figuren dargestellte vertikale Anordnung mit dem Band 22 im unteren Teil ist willkürlich gewählt; für das Formen könnte jede andere Orientierung gewählt werden.
Das obere Teil a formt das obere Element 1 des Verschlusses, während der Kern b sein freies Innenvolumen begrenzt.
Die unteren Teile c, d sind ihrerseits dazu bestimmt, das untere Element 2 des Verschlusses herzustellen (Fig. 4A).
Beim Öffnen der Form verschieben sich die Teile a, b, c und d in Richtung der Pfeile.
Die Teile a und d werden zuerst entfernt (Fig. 4B).
Das Zurückziehen des Teils d gibt das flexible Band 22 frei, das durch die Schulter bl des Kerns b bei axialer Verschiebung nach unten geschoben wird und sich dabei aufbiegt (Fig. 4C).
Das Band 22 weicht aus, indem es in der Ausnehmung c1 mit komplementärem Profil zu liegen kommt, die in der Innenfläche des seitlichen Teils c ausgebildet ist, und dabei den Kern b passieren läßt.
Sobald es vom Kern b freikommt, beginnt das Band 22, auf natürliche Weise in seine Position des Formens (Fig. 4D) zurückzukehren, wobei die Schürze 21 im Eingriff mit dem Stück c verbleibt und darin festgehalten wird. Vor seiner Abkühlung wird, das Band 22 während seiner Rückkehr vorzugsweise mechanisch unterstützt und geführt, entweder in einem ersten Fall durch ein Element der Form, wie beispielsweise Kern b, das sich relativ zu Teil c (Fig. 4E) bewegt, oder in einem zweiten Fall durch ein (nicht dargestelltes) spezielles Organ, das bereits am Ausgang der Presse nach dem Ausstoßen des Verschlusses wirkt.
In beiden Fällen erfordert das Ausstoßen des Verschlusses die Ablösung der Schürze 21 von dem seitlichen Stück c. Diese Ablösung kann durch das Stoßen eines mittigen Ausstoßers und/oder die Relativbewegung des seitlichen Stücks c (Fig. 4F) und/oder durch Druckluft erreicht werden. Der freigegebene Verschluss wird dann auf einer (nicht dargestellten) Förderstraße gesammelt.
Die Lösung des unteren Elements 2 aus der Form kann somit durch erzwungene Deformation des Bands 22 erfolgen, das sich nach außen und zur Unterseite des Verschlusses hin elastisch öffnet.
Das Band 22 erstreckt sich folglich schön bei der Herstellung des Verschlusses radial nach oben ins Innere des unteren Elements 2 in seine Ruheposition, so dass es keinerlei Spannung in dieser Position ausgesetzt ist.
Daraus ergibt sich, dass zur Montage des Verschlusses auf dem Hals C sich das Band 22 beim Durchtritt des Befestigungskragens A leicht verformen und/oder elastisch nach außen nachgeben kann, bis es eventuell mit der Innenfläche 21a der Schürze 21 in Kontakt kommt. Diese Verschiebbarkeit geht jedoch nicht mit einem Versatz der Schürze 21 einher, wodurch es insbesondere ermöglicht wird, den Verbindungsbereich 12 maximal zu schwächen, ohne bei der Verschraubung ein Brechen zu riskieren.
Das Vorhandensein der Vorsprünge 22a sorgt nämlich für eine große Biegsamkeit des Bandes 22, dessen Innendurchmesser dadurch variieren kann, um den Durchtritt des Kragens A unabhängig von den Abmessungstoleranzen dieses Kragens zu erleichtern.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1A und 1B sind die Erzeugenden der Innenfläche 21a der seitlichen Schürze 21 mit den Erzeugenden der seitlichen Innenfläche des oberen Elements 1 unter dem Gewinde F ausgerichtet.
Die durchschnittliche Dicke der Wand des inneren Bandes 22 ist geringer als die durchschnittliche Dicke der äußeren seitlichen Schürze 21, und ihr Wert liegt zwischen 20% und 50% der durchschnittlichen Dicke der Schürze 21, wobei er bei einem Standardhals von 28 mm vorzugsweise in Abhängigkeit von dem verwendeten Material zwischen 0,2 mm und 0,4 mm liegt.
Das Band 22 ist an der Innenfläche der Schürze 21 durch eine gekrümmte Zone 23 angebunden, die beim Umschlagen des Bandes 22 die Rolle des Gelenks spielt. Der untere Rand der Schürze 21 ist, wie in den Figuren dargestellt, vorzugsweise frei und begrenzt einen Endabschnitt 24, der sich unterhalb der Ebene der gekrümmten Zone 23 nach unten erstreckt.
Die Länge des Abschnitts 24 ist an die Geometrie des Halses C angepasst, um jede Möglichkeit des Zugriff s über den Verschluss ins Innere oder jegliche Einführung eines Werkzeugs oder auch jede Manipulation, die zu einer betrügerischen Öffnung des Behälters führen könnte, ohne Abtrennung des unteren Elements 2 zu unterbinden.
Gegebenenfalls wird zumindest eine Öffnung 23a durch die Zone 23 hindurch ausgebildet, wie im rechten Teil der Fig. 3 dargestellt ist. Diese Öffnung ist dazu bestimmt, die Entleerung eventueller flüssiger Produktrückstände zu gestatten, die von einem Reinigungsvorgang und/oder einem defekten Füllvorgang des Behälters stammen, und dadurch Risiken einer Verschmutzung oder einer bakteriellen Verunreinigung zu vermeiden. Die Öffnung 23a kann in Abhängigkeit von der Art und insbesondere der Viskosität des Reinigungsprodukts und/oder des verpackten Produkts unterschiedliche Formen annehmen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1A und 1B ist die Verbindungszone 12 durchgängig und umfasst geformte Brückenstücke oder unterbrochene Einschnitte in Umfangsrichtung, die beispielsweise durch Schlitzung ausgeführt werden.
Gemäß einer nicht dargestellten Variante ist es vorgesehen, auch auf der ganzen Höhe der Schürze 21 bis zur Verbindungszone 12 einen oder mehrere axiale und/oder geneigte Einschnitte auszuführen, die zumindest ein beständiges Brückenstück begrenzen, das es gestattet, zumindest teilweise die Verbindung zwischen dem oberen Element 1 und dem unteren Element 2 nach dem Abschrauben des Verschlusses zu erhalten.
Diese Variante ist besonders bei Pfandverpackungen oder recycelbaren Verpackungen nützlich, bei denen der Behälter und der Verschluss wegen unterschiedlicher Materialien getrennt verarbeitet werden müssen.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1A, 2 und 3 liegt die Verbindungszone in einer Umfangsnut 20, die auf der Außenfläche 21b der Schürze 21 ausgebildet ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3 trägt die Innenfläche 21a der Schürze 21 einen durchgehenden Ring oder Zentrierstifte 25, die dazu bestimmt sind, in radialen Kontakt mit dem Befestigungskragen A zu kommen, um eine korrekte Positionierung des unteren Elements 2 an dem Hals C des Behälters hinsichtlich einer Perfektionierung der Unverletzlichkeit zu gewährleisten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Verschlusses mit Hilfe einer Presse, umfassend ein oberes Dichtungselement (1), das dazu bestimmt ist, auf den Gewindehals (C) eines Behälters mit Befestigungskragen (A) geschraubt zu werden, und ein unteres Unverletzlichkeitselement (2), das dazu bestimmt ist, einerseits von dem Kragen (A) und andererseits am oberen Element (1) durch eine Verbindungszone (12) gehalten zu werden, welche in der Lage ist, zumindest teilweise beim Abschrauben durchbrochen zu werden, welches untere Element (2) eine äußere seitliche Schürze (21) umfasst, die an ihrem unteren Teil durch ein flexibles Band (22) verlängert ist, das mit Vorsprüngen (22a) versehen und durch Formen hergestellt ist, indem es direkt nach innen und nach oben gerichtet ist, so dass es keinerlei innerer Spannung in dieser Position ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Abkühlen des flexiblen Bandes (22) dessen elastische Rückkehr in seine natürliche Position des Formens unterstützt und geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke der Wand des inneren Bandes (22) des unteren Elements (2) mit einem durchschnittlichen Wert zwischen 20% und 50% des durchschnittlichen Wertes der Dicke der äußeren Schürze (21) und damit zwischen 0,2 mm und 0,4 mm bei einem Standardhals von 28 mm hergestellt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (22a) des flexiblen Bandes (22) mit im Wesentlichen dreieckigen Flächen in Form von umgekehrten Halbpyramiden hergestellt sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Unterstützen und Führen des flexiblen Bandes (22) vor dem Ausstoßen des Verschlusses mit Hilfe einer relativen Verschiebung des Kerns (b) der Form erfolgen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Unterstützen und Führen des flexiblen Bandes (22) mit Hilfe eines Elements erfolgen, das bereits am Ausgang der Presse und nach dem Ausstoßen des Verschlusses wirkt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungszone (12) in einer äußeren Umfangsnut (20) ausgeführt ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anbindung des Bandes (22) an die Innenfläche (21a) der seitlichen Schürze (21) durch eine gekrümmte Zone (23) erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass am unteren Rand der seitlichen Schürze (21) ein freier Endabschnitt (24) dargestellt ist, der sich unter dem Niveau der gekrümmten Zone (23) erstreckt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der gekrümmten Zone (23) mindestens eine Öffnung (23a) ausgeführt ist, die die Beseitigung eventueller Rückstände ermöglicht.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite (21a) der Schürze (21) ein Zentrierring (25) für das untere Element (2) dargestellt ist, der dazu bestimmt ist, mit dem Befestigungskragen (A) radial in Kontakt zu kommen, um die Unverletzlichkeit zu gewährleisten.