CH661488A5 - Kunststoffverschluss. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluss, für feste oder deformierbare Behälter, mit einem Unterteil und einem über mindestens ein Spannband mit dem Unterteil einstückig verbundenen Deckel.

Aus der CH-PS 619 413 ist ein Kunststoff-Verschluss der obgenannten Art bekannt. Die Funktion des Spannbandes bzw. der Spannbänder ist dabei als Rückhalter umschrieben, der die Kappe, wenn sie einmal geöffnet ist, in der geöffneten Lage hält. Solche Vorkehrungen sind in der Verschlusstechnik seit längerer Zeit in verschiedenster Ausführung bekannt. Die Spannbänder gemäss obgenanntem Patent liegen in der Schliesstellung des Verschlusses in einer Ebene ausserhalb dem Verschluss. Weil aber die Spannbänder in der Schliesstellung des Verschlusses gespannt sind, haben sie die Neigung, denselben zu öffnen und der Verschluss sollte folglich immer mit entsprechenden, den Spannbändern gegenüber liegenden Verriegelungsorganen versehen sein, die diesem Effekt entgegen wirken.

Eine andere, bekannte Lösung, dem ungewollten Öffnungseffekt der Spannbänder entgegen zu wirken ist in derselben Patentschrift dargestellt. Hierbei wird ein integrales Filmscharnier an Unterteil und Kappe derart angeordnet, dass die Drehachse noch weiter vom Zentrum des Verschlusses ausserhalb desselben zu liegen kommt.

Diese Lösung hat mehrere Nachteile:

a) Beim Öffnungs- und Schliessvorgang resultieren erhebliche Kräfte die enorme Anforderungen an das Film-schamier stellen. Folglich lassen sich solche Verschlüsse nur aus hochwertigem, teurem Kunststoff realisieren, wie zum Beispiel aus Polypropylen.

b) Die Anordnung des Filmscharniers relativ weit ausserhalb des eigentlichen Verschlusses, erfordert erhebliche Anpassungen an die Verschliessmaschine einer Abfüllanlage. Nicht nur müssen die Greifer entsprechend formlich gestaltet werden, sondern auch die Zuführung des Verschlusses muss exakt positioniert erfolgen.

c) Die Verschliesskraft der Spannbänder ist auch bei relativ entfernter Anordnung des Filmscharniers ausserhalb des Verschlusses nur gering.

d) Das Erfordernis, ein Filmscharnier überhaupt haben zu müssen, führt zu einem zwingenden Bewegungsmechanismus, der äusserst einschränkend auf die geometrische Gestaltung von Unterteil und Kappe wirkt. Insbesondere Verschlüsse mit Aufbauten am Unterteil, wie zum Beispiel eine hochgezogene Ausgussöffnung in die ein in der Kappe angeordneter Zentrierzapfen eingreifen soll, lassen sich kaum bewerkstelligen. Auf jeden Fall erfolgt beim Schliess- beziehungsweise Öffnungsvorgang eine erhebliche Beanspruchung des Filmscharniers und der gesamte Verschluss wird dabei ständig leicht deformiert. Insbesondere werden die Kanten des Zentrierzapfens und der Ausgusslippe verletzt, wodurch sowohl der Dichteffekt wie die Ausgusseigenschaften des Verschlusses leiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verschluss der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der die aufgezählten Nachteile behebt.

Diese Aufgabe löst ein Verschluss gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1, der sich dadurch auszeichnet, dass bei geschlossenem Verschluss das Spannband oder die Spannbänder in einer Ebene verläuft beziehungsweise verlaufen, die den Kunststoffverschluss und dessen Trennebene (T) schneidet.

Bei dieser Anordnung wirkt die resultierende Kraft der Spannbänder als Schliesskraft des Verschlusses auch in geschlossenem Zustand desselben.

In einer bevorzugten Ausführung des Verschlusses kann die Spannbandebene parallel zu einer Senkrechten zur Trennebene zwischen Unterteil und Deckel verlaufen. Dies bewirkt, dass auch die resultierende Kraft in der Schliesstellung exakt vertikal auf die Trennebene eingeleitet wird.

Weitere Ausführungsformen und ihre Vorteile gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor. In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsvarianten dargestellt und in der Beschreibung erläutert.

Es zeigt:

Figur 1 einen zylindrischen Verschluss in Aufsicht und

Figur 2 denselben Verschluss in Seitenansicht

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Figur 3 stellt einen gleichen Verschluss zum Aufsatz auf ein Behältnis mit prismatischer Form dar und

Figur 4 zeigt wiederum den Verschluss nach Figur 3 in Seitenansicht

Figur 5 verdeutlicht die geneigte Lage von Spannbändern an einem zylindrischen Verschluss

Figur 6 ist eine Aufsicht auf eine mit dem erfindungsge-mässen Verschluss ausgestaltete Dose, und

Figur 7 zeigt den Schnitt durch die Dose nach Figur 6 entlang der Linie A—A, während

Figur 7a einen Detailausschnitt der Figur 7 zeigt. In den Figuren 8a—d werden, nebst geschlossenem Verschluss, drei Öffnungspositionen eines scharnierlosen Verschlusses dargestellt.

Der erfindungsgemässe Verschluss besteht immer aus einem Unterteil 1 und Deckel 2, wobei für Verschlüsse die vorwiegend für Flaschen geeignet sind statt von einem Deckel von einer Kappe gesprochen wird. Je nach Verwendung des Verschlusses wird der Unterteil 1 auf einem festen oder deformierbaren, in der Zeichnung nicht dargestellten Behälter aufgesetzt, oder stellt selber den Unterteil des Behältnisses dar.

In den Figuren 1 — 5 und 8a bis d sind Verschlüsse zum Aufsatz auf feste oder deformierbare Behältnisse gezeigt. Im geschlossenen Zustand des Verschlusses hegen der Unterteil 1 und die Kappe 2 in direkter Berührung aufeinander. Die Berührungsfläche liegt in der sogenannten Trennebene, die in der Zeichnung mit T bezeichnet ist. Der Unterteil 1 und die Kappe oder der Deckel 2 sind über mindestens ein Spannband 3 einstückig miteinander verbunden. Über Angüsse 4 sind die Spannbänder 3 vom Unterteil 1, beziehungsweise von der Kappe 2 leicht distanziert. Die Spannbänder 3 verlaufen in einer Ebene E. Die Ebene E schneidet den Verschluss parallel zu dessen Rotationsachse a. In der Variante gemäss den Figuren 1 und 2 sind der Unterteil 1 und die Kappe 2 über ein Filmscharnier 5 miteinander verbunden.

Die Schwenkachse des Filmscharniers 5 liegt einerseits in der Trennebene T und andererseits parallel zur Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen.

In der geschlossenen Stellung des Verschlusses sind die Spannbänder 3 gespannt, wodurch eine resultierende Kraft vorhanden ist, die innerhalb des Grundrisses des Verschlusses der Ebene E liegt und einen Schliessdruck zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 aufrecht erhält. Ist der Verschluss zur Verwendung auf einem Behältnis mit gashaltigem Inhalt gedacht, so sollte der Schliessdruck möglichst gross sein.

Dies lässt sich durch Dimensionierung und Positionierung der Spannbänder entsprechend einstellen. Dabei dürfen materialbedingte, physikalische Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Festigkeit nicht vernachlässigt werden. Eine optimale Lösung lässt sich oftmals nur empirisch finden. Die variablen Grössen bei deren Dimensionierung sind die Breite und die Dicke der Spannbänder 3, sowie der Abstand der Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen, zur Rotationsachse a des Verschlusses.

Auf die möglichen Verriegelungsorgane die sich mit dem erfindungsgemässen Verschluss kombinieren lassen, wird in dieser Beschreibung nichts ausgeführt.

Selbstverständlich kann der erfindungsgemässe Verschluss mit jeder Art von bekannten Verriegelungsorganen kombiniert werden, beispielsweise auch mit einem kindersicheren Verriegelungsorgan.

Der erfindungsgemässe Verschluss lässt sich bei entsprechender Anpassung auf jeder Gestaltungsform von Unterteil und Kappe anbringen. Die Figuren 3 und 4 zeigen einen Unterteil 1 und eine deckungsgleiche Kappe 2 mit zwölfeckigem Grundriss.

Die Spannbänder 3 die wiederum über Angüsse 4 an der Kappe 2 beziehungsweise am Unterteil 1 befestigt sind, liegen wiederum in einer Ebene E, die den Verschluss schneidet. Das Scharnier 5 sollte etwa in der der Ebene E nächst gelegenen parallelen Seitenfläche 6 verlaufen.

In den Figuren 1 —4 verläuft die Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen parallel zu einer Vertikalen zur Trennebene T, die im vorliegenden Fall identisch der Rotationsachse a ist. Dies ist jedoch keinesfalls zwingend, wie die Ausführung gemäss Figur 5 zeigt. Auch hier verlaufen die Spannbänder 3 in einer Ebene E die wiederum den Verschluss schneidet, jedoch ist die Ebene E diesmal zur Vertikalen v zur Trennebene T geneigt. Im dargestellten Beispiel gemäss Figur 5 sind auch die Angüsse 4, im Gegensatz zu den voran beschriebenen Beispielen asymetrisch zur Trennebene T angeordnet. Die schräg verlaufenden Spannbänder 3 bewirken zweierlei. Zum einen wirkt die resultierende Andruckskraft zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 vermehrt in Richtung zum Zentrum des Verschlusses, zum anderen be-einflusst diese Anordnung eine leichte Veränderung der Schliessbewegung wodurch ein in der Kappe eventuell angeordneter Zentrierzapfen eine exaktere Einführung in einen durch den Zentrierzapfen zu dichtenden Ausguss erhält.

Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Verschluss scharnierlos gestaltet ist, wie dies an Hand der Figuren 8a —8d noch beschrieben wird.

Durch die asymetrische Anordnung der Angüsse 4 am Unterteil 1 und an der Kappe 2 kann die Position der maximalen Dehnung der Spannbänder 3 entsprechend verschoben werden. Aus der Position der maximalen Dehnung 3 klappt die Kappe in Richtung Schliess- oder Öffnungsstellung. Die gewünschte Öffnungsstellung der Kappe 2, in der die Spannbänder 3 entspannt sind, kann je nach Art des Verschlusses, der Form des Ausgusses oder der Art des zu ver-schliessenden Behältnisses anders erwünscht sein.

In Figur 6 ist eine Dose, die mit dem erfindungsgemässen Verschluss ausgestaltet ist, dargestellt. Die Dose, und damit auch der Unterteil 1 und die Kappe 2 weisen einen etwa rechteckigen Grundriss auf. Unterteil 1 und Kappe 2 sind hier über drei an derselben Seitenfläche angeordneten Spannbänder 3 miteinander verbunden. Statt der hier dargestellten drei Spannbänder kann der Verschluss selbstverständlich auch aus einem einzigen, dafür etwas breiteren Spannband gebildet sein. Auch hier sind wiederum die Spannbänder 3 zu einer Vertikalen v auf der Trennebene T geneigt angeordnet. Hierzu liegen die Spannbänder 3 in nischenartigen Aussparungen 7, die zur Längsseite 8 der Dose geneigt sind.

In Figur 7 ist ein Schnitt entlang der Linie A —A gemäss Figur 6 gezeigt. Aus der Figur 7a werden die Verhältnisse im Bereich der nischenartigen Aussparung 7 im Detail verdeutlicht. Die Anordnung von Spannbändern 3 in nischenartige Aussparungen 7 lassen sich selbstverständlich auch bei anderen Verschlussformen wie jene in den voran beschriebenen Figuren, realisieren. Die Anordnung der Spannbänder 3 in nischenartige Aussparungen 7 hat den Vorteil, dass keine Teile des Verschlusses über die Kontur des Unterteiles beziehungsweise der Kappe, vorstehen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn der Verschluss maschinell auf ein Behältnis aufgesetzt wird, muss doch dann der Verschluss nicht mehr auf einen Greifer, entsprechend den vorstehenden Teilen ausgerichtet werden.

In den Figuren 8a-d ist ein scharnierloser Verschluss in verschiedenen Öffnungen dargestellt. Wiederum handelt es sich hierbei um einen Verschluss mit zylindrischem Unterteil 1 und deckungsgleicher Kappe 2. Die Angüsse 4, für die Spannbänder 3, liegen wiederum asymetrisch zur Trennebe-

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ne T. Selbstverständlich schneidet auch hier wieder die Ebene E in der die Spannbänder 3 liegen den Verschluss.

Das Besondere an vorliegendem Verschluss besteht darin, dass er kein Scharnier aufweist, sodass Kappe 2 und Unterteil 1 lediglich über die Spannbänder 3 miteinander verbunden sind. In der Schliesstellung gemäss Figur 8a verhalten sich die Schliesskräfte, die von den Spannbändern 3 ausgeübt werden gleich wie in den voran beschriebenen Varianten. Die Schliesskraft liegt innerhalb der Ebene E und ist durch einen Pfeil F Indizes I dargestellt.

Figur 8b zeigt denselben Verschluss in leicht geöffneter Zwischenstellung. Die Spannbänder 3 sind nun etwas stärker gedehnt und bewirken nun eine etwas vergrösserte resultierende Kraft F2. Die resultierende F2 verläuft nach wie vor in der Ebene der Spannbänder, die nun jedoch entsprechend dem Öffnungsgrad der Kappe 2 geneigt ist. Folglich lässt sich die resultierende Kraft F2 in eine Komponente FS, die bestrebt ist die Kappe 2 zu schliessen und in eine Komponente FZ, die geneigt ist die Kappe 2 zum Zentrum, beziehungsweise zur Rotationsachse a, zu ziehen, zerlegen. In dieser Stellung erkennt man bereits, dass der Unterteil 1 einen Aufbau 9 aufweist, der etwa um die Wanddicke der Kappe 2 konzentrisch zur Rotationsachse a gegen innen versetzt ist. Der Aufbau 9 verläuft konisch zu einer mittigen Ausgussöffnung 10.

In der Stellung gemäss Figur 8b ist die fiktive Drehachse parallel zur Ebene E und verläuft exakt durch den Berührungspunkt von Kappe 2 und Unterteil 1.

Mit zunehmendem Öffnungswinkel der Kappe 2 nimmt die Komponente FS ab und die Komponente FZ entsprechend zu. Dies geschieht solang, bis die Kraftkomponente FZ die Haftreibung zwischen Unterteil 1 und Kappe 2 überwindet, worauf die Kappe 2 ruckartig bis an den zurück versetzten Aufbau 9 anstösst. Dabei wird die Kappe 2 vollständig geöffnet, wie in Figur 8c dargestellt, und die Spannbänder 3 entspannen sich weitgehend, jedoch nicht vollständig, sodass eine geringe resultierende Kraft verbleibt, die die Kappe 2 in der geöffneten Lage gemäss Figur 8c hält. Weist der Aufbau 9 lediglich eine geringe Bauhöhe auf, wie in Figur 8c dargestellt, so könnten die Spannbänder 3 die Kappe 2 auf den Aufbau 9 ziehen und damit ein Wiederverschlies-sen der Kappe 2 erheblich erschweren. Für diesen Fall ist auf dem Aufbau 9 ein Anschlag 11 angespritzt, der sich im Bereich zwischen den beiden Angüssen 2 des Unterteiles 1 befindet. Der Bewegungsablauf beim Öffnen, und insbesondere beim Schliessen des Verschlusses wird dadurch optimiert, dass der Übergang 12 vom Unterteil 1 zum Aufbau 9 gerundet ist. Ist der Aufbau 9 relativ niedrig, wie in Figur 8c dargestellt, so kann der gerundete Übergang 12 direkt von der Trennebene T zum Anschlag 11 verlaufen. In der Figur 8d ist der erfindungsgemässe Verschluss schliesslich noch in der Spritzlage dargestellt. Die Trennebene T ist hier gleichzeitig die Trennebene der Spritzform. Die Spannbänder 3 werden gewölbt gespritzt, sodass sie eine grössere Länge aufweisen, als die Distanz zwischen den beiden entsprechenden Angüssen 4 die der Spritzform entspricht.

Die scharnierlose Ausführung ist selbstverständlich nicht nur bei gerundeten Verschlüssen möglich, sondern prinzipiell bei jeder Gestaltungsform des Verschlusses. Bei der Ausführung gemäss den Figuren 6 und 7 müsste man dann lediglich anstelle von einem Berührungspunkt von einer Berührungslinie sprechen. Hat der Verschluss wie in Figur 6 ersichtlich eine ungerade Anzahl Spannbänder, so müsste man, falls der Aufbau 9 eine zu geringe Bauhöhe aufweist, eine gerade Anzahl von Anschlägen 11 vorsehen. Bei einer Dose, würde der Aufbau 9, beispielsweise lediglich ein nach innen versetzter Rand entsprechen. Wie dies von vielen Schachteln bekannt ist.

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2 Blatt Zeichnungen

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1. Kunststoffverschluss für feste oder deformierbare Behälter, mit einem Unterteil und mit einem über mindestens ein Spannband mit dem Unterteil einstückig verbundenen Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Verschluss das Spannband (3) oder die Spannbänder (3) in einer Ebene (E) verläuft beziehungsweise verlaufen, die den Kunststoffverschluss und dessem Trennebene (T) schneidet.

2. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (E) senkrecht zur Trennebene (T) zwischen Unterteil (1) und Deckel (2) verläuft.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (E) geneigt zur Trennebene (T) zwischen Unterteil (1) und Deckel (2) verläuft.

4. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Unterteil (1) und Deckel (2) zusätzlich über ein Scharnier (5) miteinander verbunden sind, dessen Achse mindestens annähernd eine Tangente zum Körper des Verschlusses bildet und parallel zur Ebene (E), in der das Spannband (3) oder die Spannbänder (3) verläuft, beziehungsweise verlaufen, liegt.

5. Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Unterteil (1) und Deckel (2) scharnierlos über das Spannband oder die Spannbänder (3) miteinander verbunden sind.

6. Kunststoffverschluss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterteil (1) des Verschlusses einen gegenüber der Trennebene (T) zwischen Deckel (2) und Unterteil (1) erhöhten Aufbau (9) aufweist, der annähernd um die Wanddicke des Deckels (2) verjüngt ist.

7. Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine fiktive Achse in der Schliesstellung durch den, zur Ebene (E) in der die Spannbänder oder das Spannband (3) liegen, beziehungsweise liegt, nächstgelegenen Punkt in der Trennebene (T) zwischen Unterteil (1) und Deckel (2) verläuft, wobei der Berührungspunkt während des Öffnungs- oder Schliessvorganges auf einer Linie entlang des Aufbaues (9) wandert.

8. Kunststoffverschluss nach Anspruch 5, mit mehreckiger Umfangslinie, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannband oder die Spannbänder (3) in einer Ebene (E) liegt beziehungsweise liegen, die parallel zu der nächstgelegenen Kante (6) der Umfangslinie verläuft.

9. Kunststoffverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte, verjüngte Unterteil (9) im Bereich zwischen zwei Spannbändern (3) einen gerundeten Übergang (12) von der Trennebene (T) zum Aufbau (9) aufweist.

10. Kunststoffverschluss nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Unterteil (1) des Verschlusses, im Bereich zwischen zwei Spannbändern (3), ein über die Trennebene (T) zwischen Deckel und Unterteil sich erhebender Anschlag (11) angeordnet ist.