DE69415655T2

DE69415655T2 - Behälterverschluss

Info

Publication number: DE69415655T2
Application number: DE69415655T
Authority: DE
Inventors: Jose F-75012 Paris Carvalheiro; Alain F-02400 Brasles Franchet; Vincent F-01500 Amberieu-En-Bugey Guerrazzi; Pierre F-75010 Paris Pellerano
Original assignee: NORD EST DEV
Current assignee: NORD EST DEVELOPPEMENT PARIS FR
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: FI952690A; CZ204195A3; US5402901A; SK98995A3; CA2151923A1; DE69424149D1; JPH08509188A; AU676009B2; NO952382L; FI952691A0; AU6003094A; ES2146252T3; NO952383L; CA2107041A1; RU2094343C1; EP0682624B1; BR9406119A; EP0682625B1; PL173080B1; CN1040311C

Description

Diese Erfindung betrifft eine Verschlussvorrichtung für Behälter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (US-A-4 890 754).
Der französische Patentantrag Nr. 93 01 410 beschreibt bereits eine Verschlussvorrichtung für Behälter mit einem Gewindehals, mit einem Verschluss mit Innengewinde, dessen unterer Teil über eine Verbindungszone mit geringer mechanischer Festigkeit mit einem Sicherungsstreifen verbunden ist; wobei der besagte Streifen einen internen, elastisch verformbaren, ringförmigen Wulst aufweist, der unter einem am unteren Rand des besagten Halses vorgesehenen Einhakkragen durch forciertes Schrauben des Verschlusses eingreifen soll, sowie einen externen periphären Buckel, der über eine Zone vom besagten Wulst getrennt ist, die kontrolliert elastisch verformbar ist.
Wenn der Streifen jedoch immobilisiert ist, wenn sich der Wulst am Anschlag gegen den Kragen des Behälters befindet und das Schrauben fortgesetzt wird, erfolgt ein Zusammendrücken und eine relative Verschiebung des Verschlusses in Bezug auf den Streifen, was zum Bruch der Verbindungszone mit geringer mechanischer Festigkeit führt, bevor der Wulst unter dem Kragen einrastet.
Um die Sicherung zu vervollständigen, ist es demnach wünschenswert, einen internen, stark hervorragenden Wulst herzustellen, bei gleichzeitiger maximaler Brüchigkeit der Verbindungszone, um die Offensichtlichkeit der ersten Öffnung zu garantieren und sie gleichzeitig zu erleichtern. Die Unterlage EP 96 351 beschreibt ein Verschluss- System mit einem Verschluss, einem Sicherungsring und Stegen, die den Verschluss mit dem Sicherungsring verbinden. Am freien unteren Ende der seitlichen Struktur des Verschlusses sind Ausschnitte bzw. Vorsprünge bildende Elemente angeordnet.
Diese Ausschnitte bzw. diese Vorsprünge bildenden Elemente sind dazu bestimmt, mit den Vorsprünge bildenden Elementen bzw. den jeweils am oberen Rand des Sicherungsringes vorgesehenen Ausschnitten zusammenzuwirken. Die Stege sind in Bezug auf die Längsachse des Verschlusses schräg.
Die in der Unterlage EP 96 351 beschriebene Schraub- bzw. Losdrehrichtung des Verschlusses ist durch die Geometrie der Stege festgelegt, was zu höheren Produktionskosten führt, wenn man konventionelle Verschlüsse und Sicherheitsverschlüsse mit umgekehrter Losdrehrichtung herstellen möchte.
Die Geometrie der in der Unterlage EP 96 351 beschriebenen Stege ist so beschaffen, dass sie sich beim Aufsetzen des Verschlusses durch eine doppelte Flexion aufgrund ihres Zerdrückens zwischen dem Sicherungsring und der seitlichen Struktur des Verschlusses und aufgrund des Drehens des Wulstes beim Anbringen des Kragens am Behälter verformen.
Demnach können die in der Unterlage EP 96 351 beschriebenen Stege beim Aufsetzen des Verschlusses auf den Behälter vorzeitig gebrochen werden.
Die Unterlage US 4 890 754 beschreibt ein Verschluss- System mit einem Verschluss, einem Sicherungsring und Stegen, die den Verschluss mit dem Sicherungsring verbinden. Die Stege sind aus Fertigungsgründen an der Innenseite der Verschlussvorrichtung vorgesehen.
Um den Bruch dieser Stege zu verhindern, sind an der Aussenseite der Verschlussvorrichtung grosse Brücken vorgesehen.
Die Anbringung dieser grossen Brücken an der Aussenseite der Verschlussvorrichtung beweist, dass die internen Stege eine zerbrechliche Struktur aufweisen und von externen Brücken Verstärkt werden müssen, was zu einer komplexeren und teureren Struktur führt.
Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten technischen Probleme in zufriedenstellender Weise zu lösen.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss mittels einer Verschlussvorrichtung, wie vorstehend beschrieben, erreicht, bei der die Buckeloberseite und der untere Rand der Seitenwand des Verschlusses mindestens einen Zahn und/oder mindestens eine Lücke umfassen; wobei der besagte Zahn sich zeitweilig beim Schrauben in die besagte Lücke einfügen soll, wenn sich der besagte Wulst am Anschlag gegen den Einhakkragen befindet, um jegliche relative Verschiebung des Verschlusses in Bezug auf den Streifen zu vermeiden und die Einrastkraftübertragung ohne Beschädigung der Verbindungszone zu gewährleisten.
Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Breite der oberen Seite des Wulstes grösser oder gleich der Breite des Behälterkragens.
Weiters ist die obere Seite des Wulstes etwa normal zur Achse des Verschlusses.
Nach einem weiteren Merkmal besitzt die kontrollierte Verformungszone eine Innenseite, die in Bezug auf die Achse des Verschlusses eine Krümmung und/oder eine Schräge aufweist.
Nach noch einem weiteren Merkmal ist die untere Innenseite des besagten Wulstes in Bezug auf die Achse des Verschlusses um einen Winkel α geneigt, so dass sich die kontrollierte Verformung der verformbaren Zone in einer Durchbiegung und einer Verengung des unteren Teiles des Streifens zur Achse des Halses hin äussert.
Die untere Innenseite des Wulstes umfasst eine Inflexionslinie.
Möglicherweise umfasst der äussere Umfang des Wulstes eine oder mehrere Unterbrechungen.
Die Abmessungen des Zahnes und/oder der Lücke sowie ihr jeweiliges seitliches Spiel sind so bestimmt, dass die in Bezug auf die Schraubrichtung hintere Seitenfläche des Zahnes zumindest teilweise in die besagte Lücke eindringt und sich gegen die hintere Seitenfläche der besagten Lücke abstützt, bevor der Grenzwert der Zugfestigkeit der Verbindungszone erreicht wird.
Ausserdem wird die Anzahl und die Verteilung der Zähre und der Lücken sowie ihr jeweiliges vertikales Spiel entsprechend der mechanischen Festigkeit der Verbindungszone und ihrer gegenseitigen horizontalen Stützkontakt- Oberfläche, die für die Übertragung der vertikalen Einrastkraft erforderlich ist, bestimmt.
Die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung kann einfach im Spritzformverfahren hergestellt werden, ohne Schwierigkeiten beim Ausformen durch Querentfernung der Formteile zu bereiten. Durch die Montage des Verschlusses mit Innengewinde mittels forciertem Schrauben wird die Verbindungszone zwischen dem Verschluss und dem Sicherungsstreifen nicht zerstört.
Unter diesen Bedingungen kann man diese Verbindungszone um so zerbrechlicher gestalten, beispielsweise durch eine geringere Anzahl von Stegen und/oder durch Verkleinerung ihres Querschnittes und ihrer Höhe.
Weiters wird die Sicherung durch das Vorhandensein eines internen, ausreichend breiten und stark hervorragenden Wulstes verstärkt.
Diese Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen besser verstanden, auf denen.
- die Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung darstellt;
- die Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht der Vorrichtung der Fig. 1 darstellt;
- die Fig. 3a, 3b, 3c und 3d perspektivische Ansichten der erfindungsgemässen Vorrichtung in verschiedenen Positionen beim Schrauben auf der Abfüllinie des Behälters darstellen; und
- die Fig. 4, 5 und 6 weitere Ausführungsformen der Erfindung darstellen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen die erfindungsgemässe Verschlussvorrichtung. Diese Vorrichtung soll auf den Gewindehals eines (nicht dargestellten) Behälters montiert werden.
Die Verschlussvorrichtung umfasst einen Verschluss 1 mit. Innengewinde, dessen unterer Teil von einem ablösbaren Sicherungsstreifen oder -wulst verlängert wird, der über eine Verbindungszone 12 mit geringer mechanischer Festigkeit mit dem Verschluss 1 verbunden ist.
Der zerbrechliche Charakter dieser Verbindungszone kann nach dem Formen durch späteres Ausstanzen oder während des Formens des Verschlusses hergestellt werden.
Die Verbindungszone 12 besteht vorzugsweise aus auf dem Rand der Verbindungszone 12 angeordneten Stegen 120. Diese Stege können durch Ausstanzen eines geformten widerstandsfähigen Streifens oder durch direktes Formen zerbrechlicher Elemente hergestellt werden.
Die Vorrichtung wird durch forciertes Schrauben bis zum Einrasten und geeignetes Festdrehen auf den Gewindehals des Behälters montiert.
Der Streifen 2 weist einen internen Haltewulst 20 auf einem an der unteren Peripherie des Halses G des Behälters angeordneten Einhakkragen C auf (dargestellt auf den Fig. 4, 5 und 6).
Der Wulst 20 kann an seinem äusseren Umfang gegebenenfalls eine oder mehrere Unterbrechungen umfassen. Die obere Seite 20a des Wulstes 20 ist in Ruhestellung etwa normal zur Achse des Verschlusses 1, während seine untere Innenseite 20b in Bezug auf die Achse des besagten Verschlusses um einen Winkel α geneigt ist.
Die untere Innenseite 20b umfasst eine Inflexionslinie 20d, deren Position entsprechend dem Wert des Winkels α bestimmt wird.
Der Streifen 2 umfasst ebenfalls einen periphären externen Buckel 21, der über eine kontrollierte Verformungszone 22 vom Wulst 20 getrennt ist. Die kontrollierte elastische Verformungszone 22 besitzt eine Innenseite 22a, die in Bezug auf die Achse des Verschlusses eine Krümmung und/oder eine Winkelneigung (β) aufweist.
Der Winkel α zwischen der unteren Innenseite des Wulstes 20 und der vertikalen Achse des Verschlusses ist gleichzeitig Funktion des Profils des Einhakhalses C, des Innendurchmessers des hervorragenden Teiles des Streifens 2 am Wulst 20 und der Höhe des unter der oberen Seite 20a des Wulstes 20 sitzenden Teiles des besagten Steifens.
Dieser Winkel α wird so bestimmt, dass sich die kontrollierte Verformung der Zone 22 in einer Durchbiegung und einer Verengung des unteren Teiles des Streifens 2 zur Achse des Halses hin äussert.
Die obere Seite des Buckels 21 umfasst mindestens einen Zahn 23, der sich beim endgültigen Schrauben zeitweilig in eine entsprechende, am unteren Rand der Seitenwand des Verschlusses 1 vorgesehene Lücke 13 einfügen soll, wenn der Wulst 20 sich bereits am Anschlag gegen den Einhakkragen des Behälters befindet.
Die Anzahl der Zähne 23 und der Lücken 13 wird entsprechend der mechanischen Festigkeit der Verbindungszone 12 und ihrer gegenseitigen horizontalen Stützkontakt- Oberfläche, die für die Übertragung der vertikalen Einrastkraft erforderlich ist, gewählt.
Diese Oberfläche besteht aus der Summe der oberen Seiten 23b der Zähne 23.
Nach anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsformen befindet sich mindestens ein Zahn am unteren Rand der Seitenwand des Verschlusses 1 und mindestens eine entsprechende Lücke an det oberen Seite des Buckels 21. Gleichfalls kann man an der oberen Seite des Buckels 21 abwechselnd Zähne und Lücken vorsehen. Eventuell kann man auf dem Buckel 21 einen oder mehrere zusätzliche Zähne hinzufügen, ohne dass am unteren Rand des Verschlusses entsprechende Lücken vorgesehen sind, um die gesamte horizontale Stützoberfläche für das Einrasten zu vergrössern.
Die Fig. 3a, 3b, 3c und 3d zeigen das erste Aufsetzen des Verschlusses auf den Gewindehals G (dargestellt auf Fig. 4) eines Behälters nach seinem Füllen auf der Abfüllinie.
Zunächst setzt der Wulst 20 mit seiner unteren Innenseite 20b gegen den Einhakkragen C des Behälters G (dargestellt auf den Fig. 4, 5 und 6).
Danach bewirkt das fortgesetzte forcierte Schrauben ab dieser Arretierposition zunächst das Zusammendrücken der Verbindungszone 12, und dann einerseits die elastische Verformung des Wulstes 20 und andererseits die kontrollierte Verformung der Zone 22.
Während dieser Phase erfahren die Stege 120 aufgrund der relativen Verschiebung des Körpers des Verschlusses 1 in Bezug auf den Streifen 2 eine elastische Verformung. Diese Verformung besteht in einer Querflexion in Schraubrichtung V, die die Verringerung des Abstandes zwischen dem unteren Teil des Verschlusses und dem oberen Teil des Steifens zur Folge hat. Diese Querflexion setzt sich fort bis die Zähne 23 in die Lücken 13 eindringen. Die Höhe der Zähne 23, in diesem Fall unter Bezugnahme auf die Schraubrichtung V, wird so bestimmt, dass ihre hintere Seitenfläche 23a zumindest teilweise in Schraubrichtung in die Lücken 13 eindringt und sie sich gegen die hintere Seitenfläche 13a der besagten Lücken abstützen, bevor der Grenzwert der Zugfestigkeit der Stege 120 erreicht wird.
Dieser Grenzwert bestimmt das maximal zulässige Spiel zwischen den hinteren Seitenflächen 23a, 13a gegenüber den Zähnen 23 und den Lücken 13.
Es ist klar, dass unter diesen Bedingungen die sich jeweils gegenüberliegenden Seiten der Zähne 23 und der Lücken 13 sich nicht berühren und demnach ein beliebiges Profil aufweisen können.
Die vorstehend genannten Verformungen entstehen aufgrund der Übertragung der vertikalen Kompressionskraft durch Kontakt der jeweiligen horizontalen Stützflächen 13b, 23b der Lücken 13 und der Zähne 23.
Weiters wird jede relative Verschiebung des Verschlusses 1 in Bezug auf den Streifen 2 durch Mitnahmekontakt der jeweiligen seitlichen Stützflächen 13a, 23a der Lücken 13 und der Zähne 23 verhindert.
Demzufolge äussert sich das forcierte Schrauben in einer gemeinsamen Drehung der Einheit Verschluss 1 / Streifen 2 ohne Bruchbelastung der Stege 120.
Wie bereits vorstehend erwähnt, schützt diese Kombinationswirkung zwischen den Zähnen 23 und den Lücken 13 die Verbindungszone 12 vor einem eventuellen Bruch oder vor Beschädigung, bei gleichtzeitiger Gewährleistung einer optimalen Zerbrechlichkeit.
Alle diese elastischen Verformungen führen zur Beseitigung des inneren Endes des Wulstes 20 bis die schräge Unterseite 20b des Wulstes etwa parallel zur Achse des Verschlusses verläuft und das Aussenprofil des Kragens C umgibt.
Die Stege 120 erfahren demnach nur eine begrenzte Flexionsverformung beim zum Einrasten führenden Schrauben.
Danach entspannen sich die unter hoher elastischer Belastung stehenden Teile, sobald die obere Seite 20a des Wulstes 20 unter den Einhakkragen C eindringt, was zu seinem Einrasten führt.
Nach Beendigung des Schraubens befreien sich die Zähne 23 aus den Lücken 13, und der Streifen 2 ist nur noch über die Verbindungszone 12 mit geringer Festigkeit mit dem Verschluss 1 verbunden. Gleichzeitig nimmt die kontrollierte Verformungszone 22 wieder ihre ursprüngliche Form an, indem sie das untere Teil des Streifens 2 etwa parallel zur Achse des Halses aufrichtet (siehe ebenfalls Fig. 5 und 6).
Es ist klar, dass man, bei gleichzeitiger Herstellung von Stegen mit geringer mechanischer Festigkeit, vorsehen muss, dass die Abmessungen der Zähne 23 und/oder der Lücken 13 sowie ihr jeweiliges seitliches Spiel so bestimmt werden, dass die hinteren Seitenflächen der Zähne, unter Bezugnahme auf die Schraubrichtung, mindestens teilweise in die besagten Lücken eindringen, und dass sich die Seitenflächen der besagten Zähne gegen die hinteren Seitenflächen der besagten Lücken abstützen, bevor der Grenzwert der Zugfestigkeit der Verbindungszone erreicht wird.
Die Zähne 23 sind am äusseren Umfang des Streifens 2 angeordnet, so dass die Einrastkraft regelmässig verteilt wird.
Nach dem Einrasten führt ein Losdrehen zur Freisetzung des Verschlusses 1 mit Bruch der Verbindungszone 12. Sobald der Wulst 20 unter dem Kragen C eingerastet ist, ist die Sicherung gewährleistet.
Ausserdem wird das Festhalten des Wulstes 20 vereinfacht, wenn die Breite seiner oberen Seite 20a grösser oder gleich der Breite des Kragens des Behälters ist.
Die Anzahl, die Verteilung der Zähne 23 und der Lücken 13, sowie das vertikale Spiel zwischen den besagten Zähnen und Lücken und/oder dem unteren Rand des Verschlusses werden im allgemeinen entsprechend der mechanischen Festigkeit der Verbindungszone und ihrer jeweiligen horizontalen, gegenseitigen Stützkontakt-Oberfläche, die für die Übertragung der vertikalen Einrastkraft erforderlich ist, bestimmt.
Bei einer optimierten Ausführungsvariante, wie auf der Fig. 4 dargestellt, kann vorgesehen werden, die Breite des Wulstes 20 nach innen zu vergrössern, so dass das Verhältnis zwischen dem Innendurchmesser des hervorragenden Teiles des besagten Wulstes und dem Aussendurchmesser des Halses G unter dem Kragen C nach dem Einrasten ermöglicht, eine leichte Restdurchbiegung des unteren Teiles des Streifens 2 zur Achse des Verschlusses hin zu erzeugen. Diese Anordnung ermöglicht die Optimierung der Sicherung.
Unter diesen Bedingungen bleibt die obere Seite 20a des Wulstes 20 selbst nach dem Einrasten unter dem Kragen C wie ein Haken nach oben gerichtet.
Nach einer auf der Fig. 5 dargestellten, weiteren Variante besitzt der Wulst 20 eine etwa vertikale Anschlussfläche 20c zwischen der oberen Seite 20a und der unteren Innenseite 20b, um das Einhaken zu versteifen. Nach noch einer weiteren, auf der Fig. 6 dargestellten Variante erstreckt sich die untere Innenseite 20b des Wulstes 20 nach einer gleichen schrägen Ebene des vorspringenden Endes bis zum unteren Ende des Streifens 2 ohne Inflexionslinie.

Claims

1. Verschlussvorrichtung für Behälter mit Gewindehals (G), mit einem Verschluss (1) mit Innengewinde und einem Unverletzbarkeitsstreifen (2), wobei parallel zur Achse des Verschlusses angeordnete Brücken (120) den unteren Teil des Verschlusses (1) mit dem Unverletzbarkeitsstreifen (2) verbinden, wobei dieser Unverletzbarkeitsstreifen (2) umfasst:

- einen elastisch verformbaren, internen Ring (20), der sich unter einem Einrastkragen (C) einklinken soll, der am unteren Umfang des Gewindehalses (G) durch forciertes Festschrauben (V) des Verschlusses (1) angebracht ist, wobei die untere interne Seite (20b) des besagten Rings (20) um einen Winkel (α) in Bezug auf die Achse des Verschlusses (1) geneigt ist,

- einen peripheren externen Buckel (21), der durch eine kontrolliert elastisch verformbare Zone (22) vom internen Ring (20) getrennt ist,

wobei die besagte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass:

- alle Brücken (120) zwischen der Unterseite des Verschlusses (1) und der Oberseite des Buckels (21) vorgesehen sind;

- die Oberseite des Buckels (21) und der Unterrand der Seitenwand des Verschlusses (1) mindestens einen Zahn (23) und/oder mindestens eine Lücke (13) umfassen, wobei sich dieser Zahn (23) beim Verschrauben (V) zeitweise in diese Lücke (13) einfügen soll, wenn sich der interne Ring (20) am Anschlag gegen den Einrastkragen (C) befindet,

- der Winkel (α) so bestimmt ist, dass sich die Verformung der Zone (22) in einem Durchbiegen und einem Zusammenziehen des unteren Teils des Streifens (2) zur Achse des Halses (G) hin äussert,

wobei die Übertragung der Einrastkraft die Querbiegung der Brücken (120) in Richtung der Verschraubung (V) bewirkt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Seite (20a) des Rings (20) etwa normal zur Achse des Verschlusses (1) verläuft und eine Breite aufweist, die grösser oder gleich der Breite des Kragens (C) des Behälters ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kontrolliert elastisch verformbare Zone (22) eine Innenseite (22a) besitzt, die eine Krümmung und/oder eine Neigung (β) in Bezug auf die Achse des Verschlusses (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (20) eine etwa vertikale Anschlusseite (20c) zwischen der oberen Seite (20a) und der internen unteren Seite (20b) besitzt.

Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die interne untere Seite (20b) des Rings (20) eine Inflexionslinie (20d) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Umfang des besagten Rings (20) eine oder mehrere Unterbrechungen umfasst.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen des Zahns (23) und/oder der Lücke (13) sowie ihr jeweiliges seitliches Spiel so bestimmt sind, dass die hintere Seitenfläche (23a) des Zahns (23) in Bezug auf die Richtung der. Verschraubung (V) zumindest teilweise in die besagte Lücke (13) eindringt, bevor sie den Grenzwert der Zugfestigkeit der Brücken (120) erreicht.

8. Vorrichtung nach einem der vorstehend genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahlen und die Verteilung der Zähne (23) und Lücken (13) sowie ihr jeweiliges vertikales Spiel entsprechend der mechanischen Festigkeit der Brücken (120) und ihrer jeweiligen horizontalen Oberfläche (23b, 13b) für den gegenseitigen, für die Übertragung der vertikalen Einrastkraft erforderlichen Stützkontakt bestimmt werden.