DE2910178C2 - Originalitäts-Schraubverschluß für Flaschen u.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Originalitäts-Schraub-

!'■ Verschluß für Flaschen und dgl. der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten und aus der DE-PS 22 43 220 bekannten Art

Bei dem bekannten Originalitäts-Schraubverschluß sind Kragen und Verschlußkappe über eine Vielzahl

jo kurzer im wesentlichen steif-elastischer Scherstege miteinander verbunden, die gleichzeitig abreißen bzw. abscheren, wenn unter Einwirkung eines von Hand aufzubringenden bestimmten ausreichenden Drehmomentes zwischen Verschlußkappe und Kragen eine

r> relative Winkelverdrehung um wenige Grade eintritt. Die Scherstege müssen dabei so bemessen sein, daß sie sich einerseits unter vertretbarem Kraftaufwand von der Verschlußkappe lösen, jedoch andererseits eine ausreichend stabile Verbindung zwischen Verschluß-

SO kappe und Kragen schaffen, um ein vorzeitiges Trennen der Stege während der Herstellung der Verschlüsse, ihres Transports zum Anwender sowie dem in der Regel maschinellen Aufschrauben auf die Flasche oder den Behälter zu verhindern. Diese einander entgegengerich-

r, tetcn Anforderungen haben bislang dazu geführt, daß bei ausreichend stabiler Anbindung von Kragen an Verschlußkappe, z. B. durch Vorsehen einer ausreichend hohen Vielzahl an Scherstegen oder einer Anbindung über eine vergrößerte Fläche, die für de*. Abtrennen der

id Scherstege von Hand aufzubringende Kraft in der Praxis für eine problemlose Handhabung der Verschlüsse zu hoch war. Bei weniger stabiler Anbindung ergab sich dagegen eine relativ hohe Ausschußrate an Schraubverschlüssen, bei denen sich Kragen und

r> Verschlußkappe sch"ii vorzeitig voneinander getrennt hatten. Die genannten Schwierigkeiten werden dabei um so großer, je größer der Nenndurchmesser der Verschlußkappe ist, so daß sich Onginalilals-Schraubverschlüsse mit dem in Aede stehenden Aufbau trotz der

>'i fertigungstechnischen Vorteile, die sie bieten, bislang nur bis zu relativ kleinen Normabmesstingcn in der Praxis durchsetzen konnten.

Demgegenüber liegt der I rfmdiing die Aufgabe zugrunde, einen Originalitäts Schraiibversihluß der im

ι· Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art zu schaffen, bei dem trotz zuverlässiger und stabiler Anbindung von Kragen an Verschlußkappe der fur das Abscheren der Anbindungsstellen erforderliche Kraft aufwand in vernünftigen Grenzen gehalten ist

wi Diese Aufgabe wird erfindungsgeuuill durch die Merkmaie im kennzeichnenden I eil des Patentanspruches t gelöst.

Danach sind crfindtingsgcinäß die Sehersiege anders als bei der bekannten Ausführung in wenigstens zwei

i>> Gruppen mit unterschiedlicher Stegliinge unterteilt, so daß die Scherstege der einen Gruppe eine höhere Biegsamkeit als die Scherstege der anderen Gruppe haben. Bei einem bestimmten auf die Verschlußkappe

einwirkenden Drehmoment reißen daher zunächst nur die Scherstege der Gruppe mit kürzerer Steglange und dann bei weiterer Einwirkung eines Drehmomentes gleicher oder annähernd gleicher Größe die Scherstege mit größerer Steglänge. Dabei ist die zum Abtrennen ί der Scherstege der einen Gruppe führende relative Winkelverdrehung zwischen Verschlußkappe und Kragen vorzugsweise etwa zwei- bis drei- oder mehrfach größer als die Winkelverdrehung, bei der sich die Scherstege der anderen Gruppe von der Verschlußkap- iu pe lösen. Damit wird der Vorteil erzielt, daß trotz einer hohen Anzahl an Kragen mit Verschlußkappe verbindenden Scherstegen und damit zuverlässiger Anbindung des Kragens der für das Löson der Verschlußkappe vom Kragen aufzubringende Kraftaufwand nur bei etwa is 50% desjenigen liegen kann, der ansonsten bei einer gleichhohen Anzahl identischer Scherstege notwendig wäre. Der erfindungsgemäße Originalitäts-Schraubverschluß erfüllt somit in optimaler Weise die Anforderungen des Anwenders hinsichtlich praxisgerechter Hand- ->» habimg al» auch stabiler Verbindung zwischen Kragen und Verschlußkappe, um die eingangs ermahnten Arbeitsvorgänge ohne Ausschuß durchführen bzw. vornehmen zu können. Insbesondere bei Originalitäts-Schraubverschlüssen mit großen Nennabmessungen 2S bestehen infolge der erfindungsgemäßen Maßnahmen keine Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl an vorzusehenden Anbindungsstellen zwischen Kragen und Verschlußkappe. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich ferner dadurch aus. daß auf )<> der Oberseite des Kragens im Bereich von wenigstens jedem Schersteg der Gruppe mit kürzerer Steglänge ein Druckauffangsegmem angeformt ist, welches eine Durchbiegung des Kragens bei einer äußeren Druckbelastung unter das untere Ende der Verschlußkappe ι~> verhindert. Solche Druckbelastungen können ebenfalls beim Transport der Schraubverschlüsse in Kartons oder während der Herstellung der Schraubverschlüsse nach dem Spritzgießverfahren in einer Größe auftreten, die zu einer derar'^;gen Verformung des Kragens führt, daß i< > dieser sich vorzeitig von der Verschlußkappe löst. Andere Weiterbildungen der Erfindung sind in den IJnteransprüchen 2 bis 6 aufgeführt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 4>

Fig. I eine teilweise geschnittene Gesamtansicht von einem erfindungsgemäß aufgebauten Originalitäts-Schraubverschluß.

F ig.lA eine Teilansichi des Halses von einer für den Schraubverschluß nach F i g I geeigneten Flasche, "><>

F ι g 2 eine Teildraufsicht auf den Schraubverschluß η.κ h I ig. l.rnd

I ig. 3 irine Del.nlansicht des Kragens bei Betrachtung längs der Ι.ιπκ· IH-HI in F ig. 2.

Nach F ι g. I umfaßt der Originalitäls Schraubver- "rt Schluß nach der Erfindung eine allgemein mit 10 bezeichnete Verschlußkappe, die in ihrem Aufbau grundsätzlich der Verschlußkappe nach der I)F PS 22 4 J 220 entspricht. Wie dargestellt, ist an der inneren Oberfläche der oberen horizontalen Abschlußwand der mi Verschlußkappe lö konzentrisch zu deren Mittellängsachse ein Dichlkonus U angeformt, der dichtend in die Mündungsöffnung deh in Fig. IA gezeigten Halses einer Flasche I eingreifen kann. Längs des äußeren Umfangcs der Abschl'Jßwand erstreckt sich im wescntli- η ι chen vertikal nach unten der Kappenrand 12 mit einem an seiner inneren Oberfläche angeformten Innengewinde 15, dem ein nicht näher bezeichnetes Außengewinde am Hals der Flasche 1 gemäß Fig. IA entspricht. Wie weiter in F i g. I gezeigt, sind in gleichem W-nkelnbstand voneinander längs der Außenumfangsfläche des Kappenrandes 12 vertikal sich erstreckende Griffansätze 14 ausgebildet, die das Auf- und Abschrauben der Verschlußkappe 10 auf den Hals der Flasche 1 erleichtern sollen.

In Abstand längs des Außenumfanges des Kappenrandes 12 im Bereich von dessen unteren Ende erstreckt sich im wesentlichen horizontal bzw. senkrecht zur Mittellängsachse der Verschlußkappe 10 ein Kragen 20, an dessen äußerer Umfangskante nach unten abstehend ein Ringflansch 21 angeformt ist Der Ringflansch 21 hat die Aufgabe, am Kragen 20, wie nachfolgend näher beschrieben, angeformte Sperrzähne 23 nach außen hin abzudecken, so daß an ihnen keine manipulierende Handhabungen von außen vorgenommen werden können. Vorzugsweise sind gemäß F i g. 2 die Sperrzähne 23 an federnden Zungen 23' angeformt und erstrecken sich davon nach unten parallel in Abstand zum Ringflansch 21, so daß die Sperrzone 23 eine auf- und abgehende Bewegung vornehmen Können. Die federnden Zungen 23' liegen vorzugsweise in der Ebene des horizontalen Kragens 20 und werden gemäß F i g. 2 durch im wesentlichen L-förmige Ausschnitte 25, 26 im Kragen 2Ü gebildet. Dabei erstreckt sich der längere Ausschnitt 25 parallel in einem geeigneten Abstand zum Außenumfang des Kappenrandes 12. wahrend der kürzere Ausschnitt 26 senkrecht /um Ausseliniti 25 liegt und sich in Richtung auf den Außenumfang des Kappenrandes 12 erstreikt.

An jeder auf diese Weise gebildeten federnden Zunge 23' ist ein in Fig. I und 2 gezeigter Sperrzahn 21 angeformt, der bei Betrachtung in Aufschraubrichtung der Verschlußkappe 10 eine schräge Auflauffläche 23" aufweist, an die sich eine senkrechte Ablauf- oder Sperrfläche 23' anschließt.

Der Kragen 20 ist weiter, vgl. F ι g. 1 und 2. über eine Vielzahl von umfänglich verteilt ungeordneten Scner-Stegen 27, 29 mit der Außenumfungsllache des Kappenrandes 12 verbunden, wobei die Scherstege 27, 29 den Ringspalt 24 zwischen Kragen 20 und Kappenrand 12 überbrücken und so bemessen sind, daß sie bei gewissen unterschiedlichen Relaiivverdr'hungen zwischen Kragen 20 und Verschlußkappe 10 von d>eser abreißen.

Erfindungsgemäß sind dabei die Scherstege in wenigstens zwei Gruppen unterteilt. Die Scherstege 27 der ersten Gruppe haben eine vorzugsweise kegelstumpfförmige Ausbildung und eine Steglange, die im wesentlichen nur dvr Breite des Ringspaltcs 24 entspricht, wobei sie annähernd punktförmig am Außenumfang des Kappewrandes 12 angebunden sind. Inlt.lge Jer kurzen Erslreckungslange der Scherstege 27 der ersten Gruppe ist daher ihre Verfornninysfähigkeit in Abschraubrichtung der Verschlußkappe i0 stark eingeschränkt, so daß sie schon bei einer relativ geringen relativen Winkelverdrehung /wischen Verschlußkappe 10 und K ragen 20 abreißen.

Die Scherstege 29 der zweiten Gruppe haben dagegen, wie insbesondere aus F i g. 2 zu entnehmen 1st. eine größere Steglänge zwischen ihren Anformungsstellen am Kragen 20 und an der äußeren Umfangsfläche des Kappenrandes 12, so daß sie infolge der hierdurch bedingten größeren Verformbarkeit eine Relativverdrehung zwischen Kragen 20 und Verschlußkappe 10 über einen größeren Winkelbereich als die Scherstege 27 ohne Abreißen durch seitliches Nachgeben mitmachen

können. Erst nach Überschreiten des besagten Winkelbereiches reißen auch die Scherstege 29 der zweiten Gruppe an ihren Anbindungsstellen am Kappenrand 12 ab, mit der Folge, daß die Verschlußkappe 10 nunmehr endgültig von dem Kragen 20 freikommt. ~>

Die Trennung von Kragen 20 und Verschlußkappe 10 erfolgt somit erfindungsgemäß in wenigstens zwei Schritten, indem bei Einwirkung eines anfänglichen Drehmomentes auf die Verschlußkappe zunächst nur die kurzen Scherstege 27 der ersten Gruppe abreißen in und bei weiterer Einwirkung eines Drehmomentes anschließend auch die Scherstege 29 der zweiten Gruppe von der Verschlußkappe abgetrennt werden. Vorzugsweise sind dabei die Scherstege 29 so bemessen, daß das für ihr Abscheren erforderliche Drehmoment r> annähernd gleich oder nur unwesentlich größer als das Drehmoment ist, das zum Abscheren der Scherstege 27 der ersten Gruppe führt. Trotz der für eine sichere

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10, insbesondere bei Originalitäts-Schraubverschlüssen mit großem Durchmesser, hohen Anzahl an vorzusehenden Scherstegen, die ein vorzeitiges Abtrennen des Kragens von der Verschlußkappe beim Transport und maschinellen Aufschrauben der Schraubverschlüsse verhindern, macht der für das Abscheren notwendige r> Kraftaufwand nur z. B. 50% desjenigen aus, der ansonsten bei der gleichen Anzahl für ein gleichzeitiges Abscheren sämtlicher Scherstege notwendig wäre.

Wie in F i g. 2 gezeigt, hat jeder Schersteg 29 der zweiten Gruppe vorzugsweise eine konisch in Richtung )o auf den Kappenrand 12 sich verjüngende Gestalt, indem wenigstens eine Seitenkante 29" des Schersteges einen schrägen Verlauf aufweist, während sich die gegenüberliegende andere Seitenkante 29' senkrecht zum Kappenrand 12 erstrecken kann. Der Neigungswinkel « der schrägen Seitenkante 29" ist dabei vorzugsweise auf den Neigungswinkel einer im Kragen 20 ausgebildeten Schrägfläche 30 derart abgestimmt, daß der Schersteg

29 bei einer bestimmten Winkelverdrehung der Verschlußkappe 10 relativ zum Kragen 20 an der ίο Schrägfläche 30 im wesentlichen bündig anliegt. Die Schrägfläche 30 begrenzt daher den Weg, innerhalb dem sich jeder Schersteg 29 ohne Abreißen vom Kappenrand 12 seitlich verformen bzw. abbiegen kann.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit an federnden Zungen 23' angeformten Sperrzähnen 23 stellt jede Schrägfläche 30 vorzugsweise eine gedachte Verlängerung in Abschraubrichtung der äußeren, vom Kappenrand 12 abgewandten Kante des in Umfangsrichtung sich w erstreckenden Ausschnittes 25 dar, die an der inneren Umfangskante des Kragens 20 endet Der Schersteg 29 ist dabei an der Übergangsstelle zwischen besagter Kante und Schrägfläche 30 angeformt, so daß er in nahem Abstand vor dem freien Ende der betreffenden « federnden Zunge 23' zu liegen kommt Es versteht sich jedoch, daß anstelle dieser Anordnung von Schrägfläche

30 und Schersteg 29 im Kragen 20 auch gesonderte, entsprechend gestaltete, z. B. trapezförmige Aussparungen vorgesehen werden können, wenn entweder die w Sperrzähne 23 aufgrund einer inhärenten Nachgiebigkeit direkt am Kragen 20 angeformt sein können oder es erwünscht ist. die Scherstege 29 der zweiten Gruppe an anderer Stelle des Kragens 20 als ar· Jen beschriebenen und gezeigten vorzusehen. *>■>

Obschon in F i g. 2 die Scherstege 27 der ersten Gruppe am Kragen 20 ebenfalls nahe den federnden Zungen 23' bzw. Sperrzähnen 23 vcjrzugiweise vor Beginn der Auflaufflächen 23" der Sperrzähne ausgebil det sind, versteht es sich, daß die Schersiege 27, wenr erwünscht, auch an anderer Stelle des Kragens 20 lieger können. In jedem Fall sollte jedoch die Verteilung dei Scherstege 27 der ersten Gruppe und der Scherstege 2S der zweiten Gruppe längs des Umfanges des Kragen· 20 so sein, daß jeweils ein Schersteg 29 der zweiter Gruppe zwischen einem benachbarten paar Scherstege

27 der ersten Gruppe zu liegen kommt.

Bei einer Verschlußkappe mit einem Nenndurchmesser von 80 mm können z. B. in geeignetem Winkelabstand längs des Umfangs des Kragens 20 zwöll Scherstege 29 der zweiten Gruppe sowie zwöll Scherstege 27 der ersten Gruppe vorgesehen sein. Die für das Abscheren der Scherstege 27 der ersten Gruppe erforderliche Winkelverdrehung der Verschlußkappe 10 relativ zum Kragen 20 kann dabei z. B. 5° betragen während für das Abscheren der Scherstege 29 dei vtueilen Ornnna oino WinVolvAr/irAtllino vrm 1 R 1Ohi(

15° notwendig ist. Dabei kann die Schrägfläche 30 untei einem Winkel von etwa 45° gegenüber einer vertikaler Ebene liegen, die sich durch den Mittelpunkt dei Verschlußkappe und parallel zu der einen senkrechter Seitenkante 29' des betreffenden Schersteges 2i erstreckt.

Des weiteren sind erfindungsgemäß wenigstens der Scherstegen 27 der ersten Gruppe z. B. nasenförmig ausgebeutete Druckauffangsegmente 28 zugeordnet, die wie F i g. 3 zeigt, an der Oberseite des Kragens 2i angeformt sind und einen z. B. trapezförmigen Quer schnitt aufweisen können. Diese Druckauffangsegmente

28 bilden an ihren der Verschlußkappe 10 zugewandter Enden Anschlagflächen, die in Berührung mit dei Außenfläche der Verschlußkappe kommen, wenn ζ. Β während des Transports der Originalitäts-Schraubver Schlüsse zum Kunden oder beim Auswerfen dei Verschlüsse aus der Spritzgießform auf den Kragen IC seitliche Druckkräfte einwirken, die ohne das Vorseher der Druckauffangsegmente 28 gegebenenfalls dazt führen würden, daß sich der Kragen unter das freie Ende des Kappenrandes 12 bewegt und dadurch der Krager 20 vorzeitig von der Verschlußkappe 10 abgetrenni wird. Vorzugsweise sind derartige Druckauffangsegmente 28 nicht nur im Bereich der Scherstege 27 dei ersten Gruppe, sondern auch an dazwischenliegender Stellen des Kragens 20, wie bei 31 in F i g. 2 angedeutet vorgesehen. Des weiteren bewirken die Druckauffangsegmente 28, 31 eine Versteifung des Kragens 2C hinsichtlich einer Abbiegung in Richtung der Mittellängsachse des Schraubverschlusses.

Bei der Verwendung des Originalitäts-Schra Averschlusses nach der Erfindung wird dieser von Hand odei maschinell auf den Hals der in Fig. IA gezeigter Flasche 1 aufgeschraubt, wobei während der Auf-Schraubbewegung schließlich die Sperrzähne 23 am Kragen 20 in Berührung mit den am Flaschenhai; ausgebildeten entsprechend gestalteten Rastzähnen 3 kommen, welche, wie die Sperrzähne 23, mit Auflaufflächen 3" und senkrechten Rastflächen 3' versehen sind Beim Aufschrauben können daher die Auflaufflächer 23" der Sperrzähne 23 auf den Auflaufflächen 3" dei Rastzähne 3 abgleiten, wobei die Sperrzähne 23 dabei infolge ihrer federnden Anformung am Kragen 20 nach oben ausweichen. Wird im Zustand der Eingriffnahmc zwischen den Zähnen 23 und 3 die Verschlußkappe ir entgegengesetzter Richtung, d. h. in Abschraubrichtung gedreht so kommen die senkrechten Rastflächen 23' der Sperrzähne 23 in Eingriff mit den senkrechter

Rastflächen 3' der Rastzähne 3 und verhindern so eine weitere Verdrehung der Verschlußkappe IO in Abschraubrichtung. Erst bei Überschreiten eines bestimmten Drehmomentes werden die den so fixierten Kragen 20 mit der Verschlußkappe 10 verbindenden Scherstege 27 der ersten Gruppe abgeschert und dann nach einer weiteren Winkelverdrehung der Verschlußkappe 10 ebenfalls die Scherstege 29 der zweiten Gruppe.

wonach die Verschlußkappe 10 vom Hals der flasche 1 gänzlich abgeschraubt werden kann.

Der Originalitäts-Schraubverschluß nach der Erfindung kann aus irgendeinem passenden Material, vorzugsweise einem thermoplastischen Kunststoffmaterial bestehen und läßt sich in wirtschaftlicher Weise nach dem Spritzgießverfahren in einem Stück herstellen.

Micr/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Originalitäts-Schraubverschluß für Flaschen und dgL. mit einer auf das Gewinde eines Flaschenhalses aufschraubbaren Verschlußkappe, längs deren Außenumfang sich ein nach außen abstehender Kragen erstreckt, der über eine Vielzahl von umfänglich verteilten Scherstegen mit der Verschlußkappe verbunden ist. wobei längs des Umfanges des Kragens eine Vielzahl von federnd daran angeformten Sperrzähnen ausgebildet sind, welche mit am Flaschenhals angeordneten Rastzähnen derart in Eingriff treten, daß die aufgeschraubte Verschlußkappe nur unter Abscheren der Scherstege vom Flaschenhals entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherstege (27,29) in wenigstens zwei zueinander versetzt angeordneten Gruppen unterschiedlicher Steglänge unterteilt sind, so daß die Scherstege (29) der einen Gruppe nai-h einer größere" Winkelverdrehung der Verschlußkappe (10) tc'lativ zum Kragen (20) als die Scherstege (27) der anderen Gruppe abscherbar sind.

2. Schraubverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schersteg (29) der einen Gruppe mit größerer Steglänge eine im Kragen (20) ausgebildete Schrägfläche (30) zugeordnet ist, die die Verformung des Schersteges bei der Winkelverdrehung der Verschlußkappe (10) relativ /um Kragen (20) in Abschraubrichtung begrenzt.

3. Schraubverschluß nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schersteg (29) der einen Gruppe mit größerer Steylänge one dem Neigungswinkel der SchrägP.äche (30) angepaßte sich zur Verschlußkappe(10) verjüngendet estalt hat.

4. Schraubverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Schersteg (27) der anderen Gruppe mil kürzerer Sieglänge bei Betrachtung in Aufschraubrichiung der Verschlußkappe (10) nahe dem Auflaufende von jedem federnden Sperrzahn (2J) und ic ein Schersieg (29) der einen Gruppe mn größerer Sieglange nahe dem Ablaufende von jedem Sperr/ahn vorgesehen ist.

5. Schraubverschluß nach einem der Ansprüche 2 bis 4 mit längs des IJmfangs des Kragens ausgebildeten federnden Zungen, .in denen |t· cm Sperr/ahn nach unten abstehend angeformt ist. wobei Kragen und /ungen in einer gemeinsamen im wesentlichen senkrecht zur Mittelachse der Ver schlußkappe sich erstreckenden l.bene liegen, dadurch gekennzeichnet, dall die Schragflache (10) im wesentlichen eine Verlängerung in Abschraub richtung der der Verschlußkappe (10) abgcw.uulten Kante eines im Krügen (20) vorgesehenen Aus schnittes (2% der du- federnden Zungen (2J) bildei ist. wobei an der Übergangsstelle /wischen Kante und Schragflache jeweils ein Schersteg (29) der einen Gruppe mit größerer Sieglange in Richtung auf die Verschlußkappe abstehend angeformt ist

b. SchraubvcrschluU nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anbindungsstcllen der Scherslcgc (27) der anderen Gruppe mit kürzerer Steglänge an der Verschlußkappe (10) im wesentlichen punktförmig und die Anbindungsstellcn der Schersiege (29) der einen Gruppe mit größerer Stegliinge an der Verschlußkappe flächig sind.

7. Schraubverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Kragens (20) im Bereich von wenigstens jedem Schersteg (27) der anderen Gruppe mit kürzerer Steglänge ein Druckauffangsegment (28) angeformt ist, welches eine Durchbiegung des Kragens bei einer äußeren Druckbelastung unter das untere Ende der Verschlußkappe (10) verhindert