Spritz-Steckverschluss für Flaschen
Die Erfindung betrifft einen Spritz-Steckverschluss für Flaschen, der aus zäh-slastischem Material, wie Polyäthylen, einstückig hergestellt, durch elastischen Formschluss eines die zentrale Spritztülle tragenden Hohlstopfenteiles im unterhalb der Fla schenmündung erweiterten Flaschenhals abdichtend festlegbar ist und einen die Flaschenmündung übergreifenden Kappenteil aufweist, dessen Mantel aussen am Flaschenhals anliegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spritz-Steckvenschlüsse der r oben beschriebenen Art in der Weise auszubilden, dass sie sich nur unter Zerstörung oder zumindest starker Beschädigung des Verschlusses von der Flasche lösen lassen; auf diese Weise soll ein Nachfüllen oder ein Austauschen des Inhaltes der Originalfiasche unter Wiederverwendung des Originalverschlusses verhindert oder zumindest so stark erschwert werden, dass sich der notwendige Arbeitsaufwand für eine solche Fälschungsmass- nahe nicht lohnt.
Die bisher für den gleichen Zweck verwendeten Spritz-Steckverschlüsse, die auch als Garantiever schlüsse > bezeichnet werden, bestehen meist aus zumindest zwei Teilen, von denen der eine als eigentli- cher Verschluss. teil zur Abdichtung der Flasche dient und der andere ein z. B. aus relativ sprödem Material bestehendes Bruchglied darstellt, das bei einem Versuch, den Verschluss zu öffnen, zerbricht oder zerstört wird. Ein solcher zweiteiliger Verschluss ist in seiner Herstellung relativ teuer, da seine Einzelteile getrennt hergestellt und anschliessend zusammengefügt werden müssen.
Die bisherigen Versuche, einteilige Spritz-Steckverschlüsse für Flaschen durch entsprechende Gestaltung des Verschlusses so auszubilden, dass der Verschluss bereits beim Versuch, ihn von der Fla schenmündung zu lösen, zerstört oder zumindest stark beschädigt wird, haben nicht zu dem gewünschten Erfolg geführt. Die einwandfreie Abdichtung des Flascheninhalts setzt bei einteiliger Herstellung des Verschlusses die Verwendung eines elastischen oder zäh-elastischenM Materials voraus, das durch seine Elastizität eine einwandfreie Dichtung ergibt; diese Elastizität erleichtert aber anderseits das Abziehen des Verschlusses ohne wesentlich, e Beschädigung.
Bei Verschlüssen aus thermoplastischem Kunststoff, wie Polyäthylen o. dgl., die als aussen über die Flaschenmündung greifende Abschlusskappen ausgeführt sind, deren Kappenmantel beim Aufdrücken des Verschlusses auf die Flasche mit einem Innenwulst hinter einem Ringvorsprung am Flaschenhals federnd einschnappt, lässt sich das thermoplastische Material des Kappenmantels durch entsprechende Erwärmung meist so weit erweichen, dass die elastische Form schlussverbindung zwischen dem Kappenmantel und dem Flaschenhals nachgibt und der Verschluss unzerstört entfernt werden kann.
Die Erfindung beseitigt die oben geschilderten Nachteile und Schwierigkeiten; durch sie wird ein Spritz-Steckverschluss für Flaschen geschaffen, der einstückig aus zäh-elastischem Material, wie Poly äthylen, hergestellt werden kann (was seine Herstellung verbilligt) und der sich dennoch nach seinem dichtenden Aufbringen auf die Flasche nur unter starker Beschädigung oder Zerstörung wieder entfernen lässt, was seine Wiederverwendung ausschliesst.
Ein erfindungsgemässer Spritz-Steckverschluss für Flaschen, der aus zähwelastischem Material, wie Polyäthylen, einstückig hergestellt, durch elastischen Formschluss eines die zentrale Spritztülle tragenden Hohlstopfenteiles im unterhalb der Flaschenmündung erwefterten Flaschenhals abdichtend festlegbar ist und einen die Flaschenmündung übergreifenden Kappenteil aufweist, dessen Mantel aussen am Flaschenhals anliegt, ist dadurch gekennzeichnet,
dass das untere Ende der Spritztülle mit dem oberen Rand des Hohlstopfenteiles nur über eine Aufreissstelle in Form einer Umfangszone mit relativ zum Hohlstopfenteil geringerer Wandstärke verbunden ist und die Wandstärke des an den äusseren oberen Rand des Hohlstopfenteiles angeformten Kappenteiles nur ein Bruchteil der Wandstärke des an seiner Aussenseite mit angeformten Abdicht-und Haltemitteln versehenen Hohlstopfenteiles ist.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung Ausführungsbeispiele eines erfin- dungsgemässen Spritz-Steckverschlus ses für Flaschen dargestellt, aus deren Beschreibung weitere Merkmale hervorgehen. Es zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt durch einen einstückigen Spritz-Steckverschluss, dessen beide Hälften unterschiedliche Ausführungen des Kappenteiles darstellen,
Fig. 2 einen halben Querschnitt längs der Schnitt linie II-II der Fig. 1;
Fig. 3 einen senkrechten Axialsehnitt durch den Verschluss gemäss Fig. 1 und 2, in seiner Verschluss- stellung auf einem Flaschenhals;
Fig. 4 einen senkrechten Axialschnitt durch eine abweichende Ausführung des Spritz-Steckverschlusses;
Fig. 5 einen Teilquerschnitt nach der Schnittlinie V-V der Fig. 4;
Fig. 6 einen senkrechten Axialschnitt durch den Verschluss nach Fig. 4 und 5 in seiner Verschlussstellung auf einem Flaschenhals.
Der aus zäh-elastischem Material, insbesondere Polyäthylen, im Spritzverfahren einstückig hergestellte, nach den Fig. 1 bis 3 ausgeführte Spritz Steckverschluss 1 besteht aus einem im wesentlichen rohrförmigen Hohistopfenteil 2, der an sich bekannten, durch Abschneiden ihrer Kuppe 3a zu öffnenden Spritztülle 3 und dem Kappenteil 4. Das untere Ende 5 der Spritztülle 3 ist mit dem oberen Rand 6 des Hohlstopfenteiles 2 nur über eine durch eine umlaufende Nut oder Kerbe 7 geschaffene Aufreissstelle in Form einer Umfangszone 8 mit relativ zum Hohlstopfenteil 2 geringer Wandstärke verbunden.
Die Wandstärke des an den äusseren oberen Rand 6 des Hohlstopfenteiles 2 geformten äusseren Kappenteiles 4 ist nur ein seiner Bruchteil der Wandstärke des Hohlstopfenteiles 2.
An den Hohistopfenteil 2 ist ein äusserer Dichtungswulst 9 angeformt, der in geringem Abstand unter dem oberen Rand 6 des Hohlstopfenteiles liegt. In grösserem axialen Abstand von dem Dichtungswulst 9 sind an den unteren Teil des Hohlstopfenteiles 2 mehrere in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte einzelne Vorsprünge 10 angeformt, deren Zweck später erläutert wird.
In der rechten Hälfte der Fig. 1 ist der Kappenteil 4' mit etwas grösserer Wandstärke dargestellt, dieser Kappenteil 4' ist über seinen ringförmigen Deckenabschnitt 4'a mit dem äusseren oberen Rand 6' des Hohlstopfenteiles 2 ebenfalls über eine Umfangszone 8' geringer Wandstärke verbunden und weist auch in seinem Mantel 4'b innere Einkerbungen 11 auf, die in Axialrichtung des Mantels verlaufen.
Die Umfangszonen geringer Wandstärke, wie 8, 8', oder die durch die Kerben 11 im Kappenmantel erzeugten Aufreissstellen können grundsätzlich durch äussere oder innere Kerben oder Nuten gebildet wenden. Man kann auch auf beiden Seiten der zu schwächenden Wand oder Verbindung Kerben oder Nuten vorsehen. Es erweist sich jedoch als zweckmässig, sämtliche Aufreissstellen durch an der Innenseite des Verschlusses vorgesehene Kerben oder Nuten zu schaffen und so die Aussenseite des Verschlusses vollkommen glatt zu halten, da äussere Kerben oder Nuten leicht verschmutzen können.
Wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, lässt sich der Spritz-Steckverschluss mittels eines strichpunktiert eingezeichneten zylindrischen Aufdrückorganes 12 durch einfachen axialen Druck mit seinem Hohlstopfenteil 2 in den Flaschenhals 13 hineindrücken, der sich unterhalb der Flaschenmündung etwas erweitert, wobei sich der Deckenabschnitt 4a des Kappenteiles 4 auf den Mündungsrand der Flasche auflegt und der Mantel 4b sich aussen über den Flaschenhals 13 schiebt.
Der Hohlstopfenteil 2 wird bei seinem Eindringen in die Mündung der Flasche radial zusam mengedrückt; er dehnt sich nach dem Durchgang durch die enge Mündung in dem erweiterten Teil 14 des Flaschenhalses 13 wieder elastisch aus und hält durch den elastischen Formschluss seiner Vorsprünge 10 sowie des Dichtungswulstes 9 in dem Flaschenhals den Steckverschluss auf dem Flaschenhals fest.
Bei diesem Hineindrücken des Steckverschlusses in den Flaschenhals bleiben zwischen den Vorsprüngen 10, die zuerst in die Flaschenmündung eindringen, noch Luftauslasskanäle offen, so dass bei einer vollgefüllten Flasche ein grosser Teil der im Fla schenhals befindlichen Luftmenge beim Eindrücken des Steckverschlusses nach aussen entweichen kann und sich keine wesentliche Druckerhöhung im Inneren der Flasche ergibt. Erst wenn der Dichtungswulst 9 sich dichtend in die Flaschenmündung einfügt, erfolgt der dichtende Abschluss.
Wegen des geringen Abstandes dieses Dichtungswulstes von dem oberen Ende des Hohlstopfenteiles tritt keine wesentliche Verdichtung der Luft in der Flasche ein und die dünne Umfangszone 8 zwischen dem Hohlstopfenteil 2 und der Tülle 3 wird durch den geringen Verdichtungsdruck nur ganz unwesentlich beansprucht. Bei einer tief am Hohlstopfenteil angeordneten Dichtung könnte die Verdichtung g der Luft bereits so gross wer- den, dass die dünne Umfangszone 8 bereits beim Aufdrücken des Verschlusses auf Zug oder Scherung vorbelastet wird und gegebenenfalls schon ein zufälliger Zug oder seitlicher Stoss an der Tülle zum Reissen eines Teiles der Aufreissstelle führen könnte.
Aus der Fig. 3 - die wiederum in der linken Seite der Darstellung einen nur sehr dünnwandigen Kappenteil 4 und in der rechten Seite einen e-twas stärkeren Kappenteil 4' zeigt, der mit weiteren Aufreissstellen (8' bzw. Kerben 11) versehen ist - erkennt man ohne weiteres, dass ein Lösen des Verschlusses aus dem Flaschenhals 2 nur unter Zerstörung oder schwerer Beschädigung des Verschlusses möglich ist.
Greift man an der Tülle 3 an, um den Verschluss aus der Flasche herauszuziehen, so reisstldie Tülle 3 in der umlaufend n dünnwandigen Umfangszone 8 ab, ehe sich der Hohlstopfenteil 2 aus seiner elastischen Formschlussverbindung g im Inneren des Flaschenhal- ses löst.
Versucht man den Kappenteil 4 anzuheben und umzustülpen, um mit Hilfe der umgestülpten Kappe 4 den Verschluss aus der Flasche herauszuziehen, so reisst entweder der dünnwandige Mantel des Kappenteiles 4 ein oder der Kappenteil reisst an seiner dünnen Verbindungsstelle (Umfangszone 8') mit dem oberen Rand des Hohlstopfenteiles 2 ab. Bei dem rechts dargestellten stärkeren Kappenteil 4' reisst bei einem solchen Versuch entweder der Kappenteil längs einer der Kerben 11 auf oder er reisst in der umlaufenden Umfangszone 8', über die er mit dem oberen Rand des Hohlstopfenteiles. 2 verbunden ist.
Auch eine äusserliche Erwärmung des Verschlusses führt nicht zum Ziel, da durch eine solche Erwärmung nicht nur das Verschlussmaterial erweicht, sondern auch die Festigkeit der Aufreissstellen ganz wesentlich verringert wird. Ausserdem ist der im Ine nern des Flaschenhalses 13 steckende Hohlstopfenteil 2 gegen eine Erwärmung weitgehend geschützt, so dass seine elastische Formschluss-Haltekraft im Flaschenhals auf jeden Fall grösser bleibt als die Zer reisskraft an die Aufreissstellen, bzw. die Kraft, bei der der sehr dünnwandige Kappenteil 4 einreisst.
Wenn ein erfindungsgemässer Spritz- Steckver- schluss zum Verschliessen von Flaschen benutzt werden soll, in denen gegebenenfalls bei höheren Temperaturen der Innendruck ansteigen kann, so besteht die Gefahr, dass durch den Innendruck die umlau felde Aufreissstelie 8 bzw. 8' bereits sehr stark vorbelastet wird und ein zufälliges seitliches Abbiegen der Spritztülle 3 zu einem Einreissen im Bereich die- ser Aufreissstelle führt. Es könnte auch sein, dass ein grösserer Innendruck den Verschluss aus der Fla schenmündung als Ganzes heraustrelbt.
Diese Gefahren sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel weitgehend dadurch vermieden, dass die Aufreissverbindung zwischen der Spritztülle 3 und deren Hohlstopfenteil 2 verstärkt und auch die Formschlussverbindung zwischen dem Hohlstopfen 2 und der inneren Erweiterung 14 des Flaschenhalses 13 fester gemacht ist.
Gleichzeitig damit ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel auch die Abdichtung im Bereich der Flaschenmündung 13a verbessert.
Bei diesem Steckverschluss nach den Fig. 4 bis 6 befindet sich zwischen dem unteren Endteil 5 der Spritztülle und dem oberen Rand 7a des Hohlstopfenteiles 2 ebenfalls eine waagerechte Ringzone 3, deren Wandstärke aber nur etwas geringer ist, als die Wandstärke des Hohlstopfenteiles 2.
Der innerhalb der Erweiterung 14 des Flaschenhalses 13 liegende untere Abschnitt 2a des Hohlstopfenteiles 2 ist nach aussen etwa tomlenförmig-ballig verdickt; er weist in seiner Verdickung einen offenen Längskanal 15 auf.
Oberhalb der Verdickung ist der Hohlstopfenteil 2 mit zwei umlaufenden Dichtungs wülsten 9 versehen, die aber auch durch nur einen Dichtungswulst ersetzt sein können. Über den Dich tungswülsten 9 weist der Hohlstopfenteil 2 eine nach Art einer Tellerfeder gestaltete, umlaufende Dichtlippe 16 auf, die im Ruhestand etwas schräg oder leicht konisch nach unten geneigt ist und einen gering gen freien Abstand von dem mit etwa der gleichen Wandstärke wie der Hohlstopfentell 2 ausgeführten inneren waagerechten Ringteil 17 der Kappen-Dek kenwand 4a hat.
Der äussene Kappendeckentei, l 4a, der in den Kappenmantel 4b übergeht, ist auf wesentlich geringere Wandstärke abgesetzt. Die Spritztülle 3 trägt an ihrem oberen Ende die zum Üffnen des Verschlusses leicht abzuschneidende Kuppe 3a.
Der Hohlstopfenteil 2 ist an seinem unteren Rand 2b aussen abgeschrägt, um das Einführen und das radiale Zusammenpressen des unteren Hohlstopfenteiles 2a beins Hindurchdrücken durch die Flaschenmündung 13a zu erleichtern.
Beim Auf drücken des Spritz-Steckverschlusses auf eine zunächst bis in ihren Flaschenhals 2 hinein gefüllte Flasche wird der Steckverschluss 1 auf den Flaschenmündungsteil 1 3a aufgesetzt, wobei der Hohlstopfenteil 2 einerseits und der dünnwandige Kappenmantel 4b anderseits den Verschluss vorübergehend festhalten. Dann wird der in Fig. 6 mit strichpunktierten Linien dargestellte Druck-Hohlzylinder 12 einer Verschlussmaschine über die Spritztülle 3 gesetzt, so dass die untere Stirnllächle des Druck-Zylinders sich auf die verstärkte zentrale Ringzone 17 der waagerechten Kappen4 > eckwand auflegt.
Ein mittels dieses Zylinders ausgeübter axialer Druck presst nun den Hohlstopfenteil 2 durch die relativ enge Flaschenmündung 1 3a hindurch in die Abschlussstellung, die in Fig. 6 dargestellt ist. In der Erweiterung 14 des Flaschenhalses 13 dehnt der zunächst radial zusammendrückende tonnenförmige Verdickungsteil 2a des Hohlstopfens sich wieder elastisch aus, bis er mit sehr kräftiger elastischer Form schlusspassung in der Erweiterung 14 des Flaschenhalses 13 an dessen Innenwand anliegt.
Beim Eindrücken des Verschlusses in die Flaschenmündung entweicht ein grosser Teil der in dem Flaschenhals befindlichen Luft durch den Längskanal 11, bis die Dichtungswälste 9 die Flaschenmündung 13a abschliessen und damit der Luftaustritt unter bunden wird. Am Schluss der Verschliessbewegung legt sich die Dichtlippe 16 an die innere Abrundung der Flaschenmündung 1 3a an; die Dichtlippe wind schliesslich während des allerletzten Teiles der Ver schlussbewegun g federnd nach oben gedrückt, wobei sich ihr Dichtungsdruck wesentlich erhöht. Die Verformung der Dichtlippe 16 ist aus einem Vergleich zwischen Fig. 4 und Fig. 6 deutlich zu ersehen.
Die Abdichtung durch Dichtwulst und Tellerfederlippe ist auch bei erheblichen Form und Masstoleranzen der Mündung 13a stets sicher.
Die Formschlusshalterung des tonnenförmig oder ballig verdickten Abschnitts 2a des Hohlstopfens 2 in dem erweiterten Teil 14 des Flaschenhalses 13 ist durch entsprechende Wahl der Wandstärke des Hohlstopfens und seiner Verdickung beliebig gross zu machen. Infolgedessen kann auch die Wandstärke in der waagerechten Ringzone 8, welche die Verbindung zwischen dem oberen Rand 6 des Hohlstopfens und dem unteren Endteil 5 der Spritztülle 3 bildet, wesentlich grbsser gemacht werden, als bei dem Spritz-Steckverschluss nach den Fig. 1 bis 3 und eine Gefahr eines ungewollten Abreissen5 oder Einreissens der Spritztülle 3 an ihrem unteren Endteil besteht nicht.
Anderseits ist durch die waagerechte Lage der Ringzone 8 und dadurch, dass bei einem starken, vertikal nach oben gerichteten Zug an der Spritztülle 3 zunächst nur an der Innenseite der Verbindungsstelle zwischen Tülle und Hohlstopfen starke Zugbeanspruchungen auftreten, ein Einreissen oder Abreissen an dieser Stelle unvermeidlich, ehe der Hohistopfenteil 7 aus der Flaschenmündung her; ausgezogen werden kann.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Kappenmantel 4b eine sehr geringe Wandstärke hat, so dass ein Versuch, den Verschluss durch Umstülpen und Abziehen mittels des Kappenmanbels unversehrt aus der Flasche herauszubringen, daran scheitern muss, dass der dünne Kappenmantel 4b einreisst.