AT524056B1

AT524056B1 - Screw cap for containers

Info

Publication number: AT524056B1
Application number: ATA50104/2021A
Authority: AT
Inventors: Mock Herbert
Original assignee: Mock Herbert
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2021-02-17
Publication date: 2022-02-15
Also published as: AT524044A4; WO2022109640A1; AT524056A4; AT524044B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schraubverschluss (1) für Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden Flüssigkeiten, insbesondere für Getränkeflaschen mit kohlensäurehaltigen Getränken, der als Schraubkappe mit einer gegen die Mündungsöffnung des Behälters schraubbaren Dichtungsfläche (2) ausgebildet ist, wobei zumindest an dem in radialer Richtung innerhalb der Dichtungsfläche liegenden Kappenboden (3) ein konzentrisch angeordneter vom Kappenboden (3) aufragender Vorsprung (4) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Mündungsöffnung entspricht und dessen Höhe zumindest einem Viertel, bevorzugt einem Drittel, besonders bevorzugt zumindest der Hälfte der Distanz vom Kappenboden bis zum äußeren Ende (5) des Gewindes (6) des Schraubverschlusses (1) entspricht. Der Vorsprung (4) besteht zumindest an dem am freien Ende liegenden Abschnitt und/oder an dem an der nach außen weisenden Seitenwand angrenzenden Abschnitt aus einem offenzellig geschäumten Kunststoff.The invention relates to a screw cap (1) for containers for holding pressurized liquids, in particular for beverage bottles containing carbonated beverages, which is designed as a screw cap with a sealing surface (2) that can be screwed against the mouth opening of the container, with at least one inside the sealing surface of the cap base (3), a concentrically arranged projection (4) is provided which rises up from the cap base (3), the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the mouth opening and the height of which is at least a quarter, preferably a third, particularly preferably at least half of the distance from Cap base corresponds to the outer end (5) of the thread (6) of the screw cap (1). The projection (4) is made of an open-cell foamed plastic, at least on the section located at the free end and/or on the section adjoining the side wall pointing outwards.

Description

Beschreibungdescription

[0001] Die Erfindung betrifft einen Schraubverschluss für Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden Flüssigkeiten, insbesondere für Getränkeflaschen mit kohlensäurehaltigen Getränken, der als Schraubkappe mit einer gegen die Mündungsöffnung des Behälters schraubbaren Dichtungsfläche ausgebildet ist, wobei zumindest an dem in radialer Richtung innerhalb der Dichtungsfläche liegenden Kappenboden ein konzentrisch angeordneter vom Kappenboden aufragender Vorsprung vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Mündungsöffnung entspricht und dessen Höhe zumindest einem Viertel, bevorzugt einem Drittel, besonders bevorzugt zumindest der Hälfte der Distanz vom Kappenboden bis zum äußeren Ende des Gewindes des Schraubverschlusses entspricht. The invention relates to a screw cap for containers for holding pressurized liquids, in particular for beverage bottles with carbonated beverages, which is designed as a screw cap with a sealing surface that can be screwed against the mouth opening of the container, at least on the sealing surface inside the sealing surface in the radial direction lying cap base, a concentrically arranged projection is provided which rises up from the cap base, the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the mouth opening and the height of which corresponds to at least a quarter, preferably a third, particularly preferably at least half of the distance from the cap base to the outer end of the thread of the screw closure.

[0002] Ein derartiger Schraubverschluss ist beispielsweise in der US 5853096 A offenbart. Herkömmliche Schraubverschlüsse ohne zusätzliche Einrichtungen haben den Nachteil, dass der Innendruck des Behälters schlagartig abfällt, sobald der Verschluss aufgeschraubt wird. Bei kohlensäurehaltigen Getränken kommt es dabei zu einem plötzlichen Aufschäumen des Getränks, wobei der Schaum rasch über die nun offene Mündungsöffnung überschäumt und die Flüssigkeit so über den Spalt des locker geführten Verschlussgewindes entweicht. Aus diesem Grund wurden, wie in der oben genannten Druckschrift vorgeschlagen, im Verschluss Einrichtungen geschaffen, die einen kontrollierten Druckausgleich ohne Uberschäumen ermöglichen. Dies kann unter anderem durch einen inneren Vorsprung erreicht werden, der mit geringem Spiel am Innendurchmesser des Flaschenhalses anliegt. Such a screw cap is disclosed in US Pat. No. 5,853,096 A, for example. Conventional screw caps without additional equipment have the disadvantage that the internal pressure of the container drops suddenly as soon as the cap is screwed on. In the case of carbonated beverages, the beverage suddenly foams, with the foam quickly foaming over the now open mouth opening and the liquid escaping through the gap in the loosely guided closure thread. For this reason, as suggested in the publication mentioned above, devices were created in the closure that allow controlled pressure equalization without foaming over. This can be achieved, among other things, by an inner projection that rests against the inner diameter of the bottle neck with little play.

[0003] In der Praxis haben sich bei dieser Ausführung jedoch mehrere Nachteile ergeben. Damit der Effekt überhaupt eintritt, muss der innere Vorsprung passgenau mit sehr geringen Toleranzen gefertigt werden. Ist der Spalt zwischen Vorsprung und Behälterwand beim Aufschrauben zu gering, so kann der Druck nicht gleichmäßig abgebaut werden, sondern fällt wieder schlagartig ab. Ist der Spalt zu breit, kommt es weiterhin zu einem UÜberschäumen. Da gerade auch die Mündungen der Behälter mit gewissen Toleranzen gefertigt werden, kann der bekannte Vorsprung die gestellte Aufgabe nicht zufriedenstellend lösen. In practice, however, several disadvantages have arisen in this embodiment. In order for the effect to occur at all, the inner projection must be manufactured with a precise fit with very low tolerances. If the gap between the projection and the container wall is too small when screwing on, the pressure cannot be reduced evenly, but drops again suddenly. If the gap is too wide, Ufoaming will continue to occur. Since the mouths of the containers are also manufactured with certain tolerances, the known projection cannot solve the task satisfactorily.

[0004] Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Herstellungskosten für Schraubverschlüsse bereits weitgehend optimiert sind. Aus wirtschaftlicher Sicht bedeutet dies, dass bereits eine geringfügige Steigerung des Materialeinsatzes pro Verschluss nicht hinnehmbar ist. Verbesserungen, welche also einen doch im Prozentbereich liegenden höheren Materialverbrauch bewirken, können sich somit am Markt nicht etablieren. Another problem is that the manufacturing costs for screw caps are already largely optimized. From an economic point of view, this means that even a small increase in the amount of material used per closure is unacceptable. Improvements that result in a percentage increase in material consumption can therefore not establish themselves on the market.

[0005] Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schraubverschluss der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welcher die oben genannten Nachteile beseitigt und einen kontrollierten Druckausgleich zwischen Behälterinnerem und Umgebung beim Öffnen erlaubt. Dabei soll die Lösung besonders günstig in der Herstellung sein und gegebenenfalls sogar einen geringeren Materialeinsatz erfordern als herkömmliche Flaschenverschlüsse. Der kontrollierte Druckausgleich soll auch über einen höheren Toleranzbereich hinweg möglich sein. The aim of the present invention is to create a screw cap of the type mentioned above, which eliminates the disadvantages mentioned above and allows a controlled pressure equalization between the container interior and the environment when opening. The solution should be particularly cheap to produce and possibly even require less material than conventional bottle caps. The controlled pressure equalization should also be possible over a higher tolerance range.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Vorsprung zumindest an dem am freien Ende liegenden Abschnitt und/oder an dem an der nach außen weisenden Seitenwand angrenzenden Abschnitt aus einem offenzellig geschäumten Kunststoff besteht. Der offenzellig geschäumte Kunststoff kann aus dem gleichen Material bestehen wie der Schraubverschluss selbst, beispielsweise aus Polyethylen (PE). Beim Aufschrauben der Verschlusskappe hebt sich die Dichtungsfläche von der Mündungsöffnung ab, wodurch der Flaschendruck durch den offenzellig geschäumten Kunststoff kontrolliert abgebaut werden kann. Dadurch dass er offenzellig geschäumt ist, fungiert er als Druckbremse, über welche über die gesamte Höhe des Vorsprungs hinweg beim Aufschrauben der Druck gleichmäßig abgebaut wird. Etwaig aufgeschäumte Flüssigkeit kann den geschäumten Kunststoff nicht durchdringen und wird somit effektiv zurückgehalten. Da der geschäumte Kunststoff flexibel komprimierbar ist, kann er eng anliegend an die Behältermündung gefertigt werden. Auch beim Offnen wird kein Spalt benötigt, da der Druckausgleich durch den offenzelligen Schaum hindurch stattfindet. Dadurch kann ein er-This object is achieved in that the projection consists of an open-cell foamed plastic, at least on the portion lying at the free end and/or on the portion adjoining the outwardly pointing side wall. The open-cell foamed plastic can consist of the same material as the screw cap itself, for example polyethylene (PE). When the cap is screwed on, the sealing surface lifts off the opening, allowing the bottle pressure to be released in a controlled manner through the open-cell foamed plastic. Due to the fact that it is foamed open-cell, it acts as a pressure brake, over which the pressure is evenly reduced over the entire height of the projection when screwed on. Any foamed liquid cannot penetrate the foamed plastic and is therefore effectively retained. Since the foamed plastic is flexibly compressible, it can be manufactured to fit tightly to the container mouth. Even when opening, no gap is required, since the pressure equalization takes place through the open-cell foam. This allows a

höhter Toleranzbereich abgedeckt werden und im geschlossenen Zustand tragen etwaige komprimierte Randbereiche des geschäumten Vorsprungs zusätzlich zu einer verbesserten Dichtheit des Verschlusses bei. Durch das Aufschäumen des Kunststoffs werden nur sehr geringe Mengen von Kunststoff benötigt, um den gesamten Vorsprung oder wahlweise nur einen Abschnitt davon zu schaffen. Dadurch werden die Herstellungskosten weiterhin gering gehalten. Durch eine Anpassung des Treibmittels beim Schäumen des Abschnitts des Vorsprungs bzw. des gesamten Vorsprungs wird die Porengröße eingestellt, wodurch die optimale Zellgröße für die Druckbremse wählbar ist. increased tolerance range are covered and in the closed state, any compressed edge areas of the foamed projection also contribute to improved tightness of the closure. By foaming the plastic, only very small amounts of plastic are needed to create the entire protrusion, or optionally just a portion of it. As a result, the manufacturing costs continue to be kept low. The pore size is adjusted by adapting the blowing agent when foaming the section of the projection or the entire projection, as a result of which the optimum cell size for the pressure brake can be selected.

[0007] Es ist ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, dass zusätzlich ein ringförmiger Vorsprung in radialer Richtung außerhalb der Dichtungsfläche angeordnet ist, wobei der ringförmige Vorsprung aus offenzellig geschäumten Kunststoff besteht und dessen Höhe maximal der Distanz vom Kappenboden bis zum inneren Ende des Gewindes des Schraubverschlusses entspricht. Zusätzlich zu dem inneren Vorsprung kann durch einen außenliegenden geschäumten ringförmigen Vorsprung eine weitere Barriere geschaffen werden, die einen Flüssigkeitsaustritt durch Überschäumen verhindert, selbst wenn die Barriere des inneren Vorsprungs überwunden wird. Another advantageous feature is that an annular projection is additionally arranged in the radial direction outside of the sealing surface, the annular projection consisting of open-cell foamed plastic and the maximum height of which corresponds to the distance from the cap base to the inner end of the thread of the screw cap . In addition to the inner projection, a further barrier can be created by an outer foamed ring-shaped projection, which prevents liquid from escaping through foaming over, even if the barrier of the inner projection is overcome.

[0008] Gemäß unterschiedlichen bevorzugten Ausführungsformen ist es vorgesehen, dass der in radialer Richtung innerhalb der Dichtungsfläche liegende Vorsprung zylindrisch oder in der Form eines ringförmigen Stegs ausgebildet ist. Eine Ausbildung in zylindrischer Form kann einfacher in der Herstellung sein, eine Ausbildung als ringförmiger Steg bedarf eines geringeren Materialeinsatzes. Je nach Anwendung kann die eine oder andere Ausführungsform dadurch Vorteile hinsichtlich der Herstellungskosten bedeuten. Bei der Variante mit ringförmigem Steg kann auch mit geringem Aufwand an bereits jetzt vorgesehene durchgehende Vorsprünge nur der am freien Ende liegende Abschnitt geschäumt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu kann bei bereits jetzt vorgesehenen festen Vorsprüngen der Abschnitt, der nach außen zur Behälterwandung hin ausgerichtet ist, geschäumt werden. Aufgrund der oft geringen Dicken der bereits bestehenden Vorsprünge entspricht ein Aufschäumen des nach außen hin ausgerichteten Abschnitts einem Aufrauen, wodurch eine körnige Oberfläche geschaffen wird, welche den Gasaustausch zwischen Behälterwandung und Vorsprung beim Aufschrauben des Behälters erlaubt. Bei einer nur teilweisen Aufschäumung der Abschnitte müssen bestehende Anlagen nur geringfügig modifiziert werden und es kann auf kleinstem Raum eine effektive Druckbremse geschaffen werden. According to various preferred embodiments, it is provided that the projection lying in the radial direction within the sealing surface is cylindrical or in the form of an annular ridge. A design in a cylindrical shape can be easier to manufacture, while a design as an annular web requires less material to be used. Depending on the application, one or the other embodiment can result in advantages in terms of manufacturing costs. In the variant with an annular web, only the section lying at the free end can be foamed with little effort on the continuous projections that are already provided. In addition or as an alternative to this, in the case of fixed projections that are already provided, the section which is oriented outwards towards the container wall can be foamed. Due to the often small thicknesses of the existing projections, foaming of the outwardly directed section corresponds to roughening, which creates a grainy surface that allows gas exchange between the container wall and the projection when the container is screwed on. If the sections are only partially foamed, existing systems only have to be modified slightly and an effective pressure brake can be created in the smallest of spaces.

[0009] Schließlich ist es ein weiteres vorteilhaftes Merkmal, dass der innerhalb der Dichtungsfläche liegende Vorsprung sowie gegebenenfalls der außerhalb liegende ringförmige Vorsprung als separates Element mit dem Schraubverschluss verbindbar sind oder als integraler Bestandteil direkt aus dem Material des Schraubverschlusses, beispielsweise durch ein partielles Thermoplastschaumgussverfahren ausgeformt sind. Es ist mittlerweile möglich, über Spritzgussverfahren in einem einzigen Arbeitsschritt Teile eines Werkstücks zu schäumen und andere Teile nicht. Dadurch kann der Verschluss beispielsweise einstückig in einem einzigen Arbeitsschritt gefertigt werden. Da die integrale Fertigung des geschäumten Vorsprungs auch zu einer erhöhten Stabilität des Verschlusses führt, kann die Wandstärke im ungeschäumten Bodenbereich des Verschlusses insgesamt reduziert werden, wodurch nicht nur der gewünschte Effekt erzielt wird, sondern gegebenenfalls sogar Material im Vergleich zur Herstellung von herkömmlichen Schraubverschlüssen eingespart wird. Finally, it is another advantageous feature that the projection lying within the sealing surface and, if applicable, the annular projection lying outside can be connected to the screw cap as a separate element or formed directly from the material of the screw cap as an integral component, for example by a partial thermoplastic foam molding process are. It is now possible to foam parts of a workpiece and not other parts in a single step using injection molding processes. As a result, the closure can be manufactured in one piece in a single work step, for example. Since the integral production of the foamed projection also leads to increased stability of the closure, the wall thickness in the non-foamed bottom area of the closure can be reduced overall, which not only achieves the desired effect but may even save material compared to the production of conventional screw closures .

[0010] Die Erfindung wird nun in größerem Detail anhand eines Ausführungsbeispiels sowie mit Hilfe der beiliegenden Figur beschrieben. Dabei zeigt The invention will now be described in greater detail using an exemplary embodiment and with the help of the accompanying figure. while showing

[0011] Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer möglichen Ausführungsform der Erfindung. Figure 1 is a schematic sectional view of a possible embodiment of the invention.

[0012] In der Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Schraubverschluss 1 in einer Schnittansicht dargestellt. Der Schraubverschluss 1 besitzt einen Kappenboden 3, von dem aus sich Seitenwände 9 erstrecken, in welchen ein Schraubgewinde 6 angeordnet ist. Im Kappenboden 3 befindet sich ferner eine Dichtungsfläche 2, welche beim Aufschrauben auf einen Behälter an der Mündungsöffnung des Behälters anliegt und damit diesen abdichtet. Unmittelbar angren-In Fig. 1, a screw cap 1 according to the invention is shown schematically in a sectional view. The screw cap 1 has a cap base 3, from which side walls 9 extend, in which a screw thread 6 is arranged. In the cap base 3 there is also a sealing surface 2 which, when screwed onto a container, bears against the mouth opening of the container and thus seals it. Immediately adjoin-

zend in radialer Richtung innerhalb der Dichtungsfläche 2 ist ein hier zylindrischer Vorsprung 4 angeordnet, der im Beispiel durchgehend aus einem offenzellig geschäumten Kunststoff besteht. Bevorzugt handelt es sich um den gleichen Kunststoff wie jener, aus dem der Schraubverschluss 1 selbst gefertigt ist. Der Vorsprung kann dabei direkt in einem Arbeitsschritt partiell aus dem Kappenboden 3 herausgeschäumt sein. Wenn mehr Material eingespart werden soll, dann kann der Vorsprung auch nur als ringförmiger Steg ausgebildet sein. Je nach Anwendung kann der Vorsprung 4 auch nur teilweise aus offenzellig geschäumtem Kunststoff bestehen, wobei dann der Abschnitt am freien Ende des Vorsprungs und/oder der an der nach außen hin ausgerichteten Seitenwand geschäumt ist. Die Höhe des gesamten Vorsprungs 4 entspricht im gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest der Hälfte der Distanz vom Kappenboden 3 bis zum äußeren Ende 5 des Gewindes 6. Dadurch wird auch bei raschem Aufschrauben sichergestellt, dass die aufschäumende Flüssigkeit lange genug zurückgehalten wird, um ein Überschäumen zu verhindern. Zend in the radial direction within the sealing surface 2 is a cylindrical projection 4, which consists of an open-cell foamed plastic throughout in the example. It is preferably the same plastic as that from which the screw cap 1 itself is made. The projection can be partially foamed out of the cap base 3 directly in one work step. If more material is to be saved, then the projection can also only be designed as an annular web. Depending on the application, the projection 4 can also consist only partially of open-cell foamed plastic, in which case the section at the free end of the projection and/or that on the side wall directed outwards is foamed. In the exemplary embodiment shown, the height of the entire projection 4 corresponds to at least half the distance from the cap base 3 to the outer end 5 of the thread 6. This ensures that the foaming liquid is held back long enough to prevent foaming over, even when screwing on quickly.

[0013] Zusätzlich befindet sich in radialer Richtung außerhalb der Dichtungsfläche 2 ein weiterer ringförmiger Vorsprung 7. Dieser weist eine Höhe auf, die in etwa der Distanz vom Kappenboden 3 bis zum inneren Ende 8 des Gewindes 6 entspricht. Der weitere ringförmige Vorsprung besteht ebenfalls aus offenzellig geschäumtem Kunststoff und bildet so eine weitere Barriere gegen einen ungewollten Flüssigkeitsaustritt. In addition, there is another annular projection 7 in the radial direction outside of the sealing surface 2 . This has a height which corresponds approximately to the distance from the cap base 3 to the inner end 8 of the thread 6 . The further ring-shaped projection is also made of open-cell foamed plastic and thus forms a further barrier against an unwanted escape of liquid.

Claims

Patentansprüchepatent claims

1. Schraubverschluss (1) für Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden Flüssigkeiten, insbesondere für Getränkeflaschen mit kohlensäurehaltigen Getränken, der als Schraubkappe mit einer gegen die Mündungsöffnung des Behälters schraubbaren Dichtungsfläche (2) ausgebildet ist, wobei zumindest an dem in radialer Richtung innerhalb der Dichtungsfläche liegenden Kappenboden (3) ein konzentrisch angeordneter vom Kappenboden (3) aufragender Vorsprung (4) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Mündungsöffnung entspricht und dessen Höhe zumindest einem Viertel, bevorzugt einem Drittel, besonders bevorzugt zumindest der Hälfte der Distanz vom Kappenboden bis zum äußeren Ende (5) des Gewindes (6) des Schraubverschlusses (1) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (4) zumindest an dem am freien Ende liegenden Abschnitt und/oder an dem an der nach außen weisenden Seitenwand angrenzenden Abschnitt aus einem offenzellig geschäumten Kunststoff besteht. 1. Screw cap (1) for containers for holding pressurized liquids, in particular for beverage bottles with carbonated beverages, which is designed as a screw cap with a sealing surface (2) that can be screwed against the mouth opening of the container, with at least on the radially inside of the On the cap base (3) located on the sealing surface, a concentrically arranged projection (4) is provided which rises up from the cap base (3), the outer diameter of which corresponds to the inner diameter of the mouth opening and the height of which is at least a quarter, preferably a third, particularly preferably at least half the distance from the cap base to corresponds to the outer end (5) of the thread (6) of the screw cap (1), characterized in that the projection (4) at least on the section lying at the free end and/or on the section adjoining the outwardly pointing side wall consists of a open-cell foamed plastic.

2, Schraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein ringförmiger Vorsprung (7) in radialer Richtung außerhalb der Dichtungsfläche (2) angeordnet ist, wobei der ringförmige Vorsprung (7) aus offenzellig geschäumten Kunststoff besteht und dessen Höhe maximal der Distanz vom Kappenboden (3) bis zum inneren Ende (8) des Gewindes des Schraubverschlusses (1) entspricht. 2. Screw cap according to claim 1, characterized in that an annular projection (7) is additionally arranged in the radial direction outside of the sealing surface (2), the annular projection (7) consisting of open-cell foamed plastic and its height at most equal to the distance from the cap base (3) corresponds to the inner end (8) of the thread of the screw cap (1).

3. Schraubverschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der in radialer Richtung innerhalb der Dichtungsfläche (2) liegende Vorsprung (4) zylindrisch oder in der Form eines ringförmigen Stegs ausgebildet ist. 3. Screw cap according to claim 1 or 2, characterized in that the projection (4) lying in the radial direction within the sealing surface (2) is cylindrical or in the form of an annular web.

4. Schraubverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Dichtungsfläche (2) liegende Vorsprung (4) sowie gegebenenfalls der außerhalb liegende ringförmige Vorsprung (7) als separates Element mit dem Schraubverschluss (1) verbindbar sind oder als integraler Bestandteil direkt aus dem Material des Schraubverschlusses (1), beispielsweise durch ein partielles Thermoplastschaumgussverfahren ausgeformt sind. 4. Screw cap according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the projection (4) lying within the sealing surface (2) and, if applicable, the annular projection (7) lying outside can be connected to the screw cap (1) as a separate element or as a integral part are formed directly from the material of the screw cap (1), for example by a partial thermoplastic foam molding process.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings