CH715435B1 - Kunststoffschraubverschluss mit einer Deckfläche mit zwei angeformten Nocken als Abschraubhilfen. - Google Patents

Abstract

Ein Kunststoffschraubverschluss (1) mit einer Deckfläche (2) und einer daran anschliessenden umlaufenden Mantelwand (3) an der über Sollbruchstellenbrücken (5) ein Garantieelement (4) angeordnet ist, wird erfindungsgemäss mit zwei auf einem diametralen Durchmesser angeordneten Nocken (7) versehen. Diese Nocken (7) weisen mindestens teilweise Seitenflächen (8) auf, die vertikal zur Deckfläche (2) verlaufen. Zwischen diesen Nocken (7) kann auf der Deckfläche (2) ein beliebiges, längliches, kantiges Element aufgelegt werden, mittels dem ein solcher Kunststoffschraubverschluss(1) sich mit wesentlich geringerem Kraftaufwand öffnen lässt.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffschraubverschluss mit einer Deckfläche und daran anschliessender, umlaufender Mantelwand mit Innengewinde, wobei an der umlaufenden Mantelwand über Sollbruchstellenbrücken ein Garantieband angeformt ist.

[0002] Kunststoffschraubverschlüsse der obgenannten Art sind in sehr grosser Zahl heute auf dem Markt vertreten. Insbesondere in der Getränkebranche sind dies die weitest verbreiteten Verschlüsse überhaupt. Die erforderliche Kraft zum Öffnen eines solchen Kunststoffschraubverschlusses ist von vielen Faktoren abhängig. Das erforderliche Drehmoment zum Öffnen eines Kunststoffschraubverschlusses ist sicherlich abhängig vom Durchmesser des Verschlusses, vom Über- oder Unterdruck in der Flasche, den Reibungskoeffizienten der Kunststoffpaarung zwischen Flasche und Verschluss, bzw. wenn die Flasche aus Glas ist, zwischen Glas und dem Kunststoff des Verschlusses, und schliesslich von der Stärke der Verbindung zwischen dem Garantieband und der Mantelwand des Kunststoffschraubverschlusses. Diese Verbindung zwischen dem Garantieband und der Mantelwand des Kunststoffschraubverschlusses besteht aus einer Anzahl von Sollbruchstellenbrücken. Je dünner diese Sollbruchstellenbrücken im Verbindungspunkt sind und je weniger solche Brücken vorhanden sind, umso leichter lässt sich ein solcher Kunststoffschraubverschluss öffnen. Hierbei ist man allerdings keineswegs frei um die Anzahl der Sollbruchstellenbrücken zu minimieren, noch um diese beliebig dünn zu gestalten. Je nach dem Montageverfahren müssen die Sollbruchstellen genügend dick sein, um nicht bereits bei der Montage zerstört zu werden.

[0003] Aus der Demographie ist bekannt, dass der prozentuale Anteil alter Personen stark zunehmend ist. Entsprechend ist auch die Zahl der Personen, deren Kräfte nachlassen, wachsend. Verschlüsse, die ein Drehmoment von über 0,5 Nm aufweisen, sind für altersgeschwächte Personen oder Rheuma behinderte Personen kaum noch ohne Hilfsmittel zu öffnen. Entsprechend sind auf dem Markt eine grosse Zahl von Aufdrehhilfen bekannt mittels denen Verschlüsse sich leichter öffnen lassen. Diese Hilfsmittel sind jedoch meist sperrig und nicht für alle Durchmesser der Verschlüsse gleichermassen geeignet. Prinzipiell lässt sich die Öffnung von Drehverschlüssen bzw. Schraubverschlüssen dadurch erleichtern, dass man den Kraftarm vergrössert. Bei Tuben ist man entsprechend dazu übergegangen, den Deckel bzw. den Schraubverschluss seiner Öffnung gegenüber mit einem weiten Kragen zu versehen, der besonders griffig gestaltet ist. Während eine solche Lösung bei Tuben angehen mag, so ist eine solche Variante bei Schraubverschlüssen für Getränkeflaschen aus verschiedenen Gründen nicht praktikabel. Einerseits lassen die Abfüllanlagen solche Verschlüsse nicht zu, und zum anderen handelt es sich bei diesen Verschlüssen um ein Massengut, bei dem man möglichst kunststoffsparend den Verschluss auslegen muss, um überhaupt auf dem Markt bestehen zu können.

[0004] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kunststoffschraubverschluss mit geringem Materialaufwand so zu ändern, dass dieser sich auch von körperlich geschwächten Personen leicht öffnen lässt.

[0005] Diese Aufgabe löst ein Kunststoffschraubverschluss gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, der sich dadurch auszeichnet, dass auf der Deckfläche zwei einander mindestens annähernd diametral gegenüberliegend angeordnete Nocken als Abschraubhilfen angeformt sind, die in Abdrehrichtung als Anschlagflächen dienenden Seitenflächen senkrecht zur Oberfläche der Deckfläche verlaufen.

[0006] Diese Lösung erlaubt es, einen solchen Verschluss mit Mitteln zu öffnen, die in jedem Haushalt zur Genüge vorhanden sind. Dies kann prinzipiell jedes länglich kantige Element sein. So kann zwischen den beiden Nocken ein Messerrücken, ein Gabel- oder Löffelgriff gehalten werden, der bei einer Drehbewegung an den beiden Nocken ansteht, wodurch man einen Hebel besitzt, der einem wesentlich verlängerten Kraftarm entspricht, sodass mit einer relativ geringen Kraft ein solcher Verschluss geöffnet werden kann.

[0007] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemässen Kunststoffschraubverschlusses gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Deren Bedeutung und Wirkungsweise wird in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die anliegende Zeichnung erläutert.

[0008] In der Zeichnung sind verschiedene bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Ausführung eines Kunststoffschraubverschlusses und Figur 2 diesen Kunststoffschraubverschluss in Ansicht von oben. Figur 3 eine zweite Variante eines Kunststoffschraubverschlusses mit kleinerem Durchmesser, der eine andere Nockenform aufweist, wiederum in Seitenansicht und Figur 4 diesen Verschluss in der Ansicht von oben. Figur 5 stellt einen diametralen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemässe Ausgestaltungsform des Kunststoffschraubverschlusses dar mit wohl ausgeformten Nocken. In der Figur 6 sind rein beispielsweise vier verschiedene, alternative Ausgestaltungsformen der Nocken in Ansicht von oben dargestellt. Figur 7 zeigt die Verwendung einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Kunststoffschraubverschlusses. In den Figuren 8 - 10 ist eine bevorzugte Ausführungsform - Fig. 8 in der Seitenansicht - Fig. 9 in der Aufsicht, und - Fig. 10 in grösserem Massstab schräg von oben gesehen dargestellt.

[0009] Der erfindungsgemässe Kunststoffschraubverschluss kann von jeder bekannten Ausführungsform solcher Kunststoffschraubverschlüsse ausgehen. In den hier dargestellten Beispielen sind typische Vertreter konventioneller Kunststoffschraubverschlüsse gezeigt, wie sie auf Getränkeflaschen verwendet werden.

[0010] Der Kunststoffschraubverschluss ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Dieser weist eine Deckfläche 2 auf, an der eine umlaufende Mantelwand 3 anschliesst. In den hier dargestellten Beispielen ist fluchtend unter der Mantelwand 3 ein Garantieband 4 angeordnet. Das Garantieband 4 ist über eine Anzahl Sollbruchstellenbrücken 5 mit der Mantelwand 3 verbunden. Für die erfindungsgemässe Lösung ist das Vorhandensein eines Garantiebandes 4 nicht erforderlich. Der weitaus grösste Teil der Kunststoffschraubverschlüsse, insbesondere die auf Getränkeflaschen, weisen jedoch ein Garantieband auf. In diesem Bereich akzentuiert sich das auftretende Problem besonders. Einerseits sind hier Kunststoffschraubverschlüsse mit einem relativ kleinen Durchmesser die Regel, zum anderen weisen diese Verschlüsse, wie erwähnt, Garantiebänder auf, und schliesslich werden diese Verschlüsse in enorm hohen Stückzahlen gefertigt und oftmals mittels Spritzgussformen, die bereits einen erheblichen Verschleiss aufweisen. Dies führt dazu, dass zwischen dem Garantieband und der Mantelwand dünne Häute entstehen, die ein Öffnen des Schraubverschlusses erheblich erschweren.

[0011] Zur Lösung dieses Problems weisen sämtliche erfindungsgemässen Kunststoffschraubverschlüsse 1 auf der Deckfläche 2 zwei auf einer gemeinsamen Durchmesserlinie angeordnete Nocken als Abschraubhilfen auf. Diese Nocken 7 können im Wesentlichen eine beliebige Umfangsstruktur aufweisen; wesentlich ist jedoch, dass deren Seitenflächen 8 senkrecht zur Oberfläche der Deckfläche 2 verlaufen. Diese Nocken 7 können entweder entlang ihres gesamten Umfanges vertikal zur Deckfläche 2 verlaufende Seitenflächen 8 aufweisen. Dies ist jedoch nicht zwingend. Es genügt, wenn diese Nocken 7 lediglich in jenen Bereichen, die zur Anlage eines Hilfsmittels dienen, vertikale Seitenflächen 8 aufweisen. Bevorzugterweise sind diese Seitenflächen 8 als gerade verlaufende Anschlagsflächen ausgestaltet. Diese gerade verlaufenden Anschlagsflächen verlaufen dann in einer Ebene, senkrecht zur Deckfläche 2, wobei diese Ebene den Kunststoffschraubverschluss 1 mindestens annähernd diametral schneidet. Eine solche Ausführungsform ist in der Figur 3 dargestellt. Diese Nocken 7 haben im Wesentlichen etwa dreieckige Grundrissform. In der hier dargestellten Ausführungsform sind jene Seitenflächen, die beide in der Verlängerung jeweils die Deckfläche 2 diametral schneiden, vertikal zur Deckfläche 2 gestaltet. Dies erlaubt, den Kunststoffschraubverschluss 1 mit einem Hilfsmittel sowohl leichter öffnen zu können als auch dichtend zuschrauben zu können. In den meisten Fällen wird es jedoch auch genügen, lediglich jene Seitenkanten vertikal zur Deckfläche 2 zu gestalten, die beim Verschliessen des Verschlusses mit dem Aufschraubhilfsmittel im Eingriff stehen. Jene Seitenflächen 8, die beim Verschliessen des Verschlusses mit dem Hilfsmittel im Eingriff stehen, können auch eine leichte Neigung zur Vertikalen aufweisen von bevorzugt 2° und mehr, sodass ein Überdrehen des Verschlusses verunmöglicht wird, da dann das Hilfsmittel an diesen geneigten Seitenflächen 8 abrutscht. Prinzipiell muss die Scherfestigkeit der Nocken 7 grösser sein als die Abscherkraft, welche beim erforderlichen Drehmoment des Kunststoffschraubverschlusses beim Öffnen auftritt.

[0012] Die Funktionsfähigkeit der Erfindung ist im Prinzip auch bei einer sehr geringen Höhe der Nocken 7 bereits gegeben. Die Realität ist aber, dass viele ältere Menschen das zur Öffnung des Kunststoffschraubverschlusses benötigte, länglich kantige Hilfsmittel nicht absolut eben auf der Deckflasche 2 auflegen. Daher wird man die Höhe der Nocken 7 mindestens 2mm hoch gestalten. Prinzipiell kann diese Höhe auch beliebig höher sein, doch kann dies bei den Verschliessvorrichtungen in Abfüllanlagen oder in Umverpackungen zu Problemen führen. Ein bevorzugter Bereich dieser Höhe liegt zwischen 1,5 und 4mm.

[0013] Wie bereits erwähnt werden Kunststoffschraubverschlüsse in enorm hohen Stückzahlen gefertigt. Entsprechend ist es sinnvoll, die Nocken 7 möglichst kunststoffsparend zu gestalten. Hierzu können die Nocken 7 von der Unterseite 9 der Deckfläche 2 her hohl ausgestaltet sein, wie dies die Figur 5 verdeutlicht. Dieser Hohlraum, der somit ein Sackloch bildet, ist mit 9 bezeichnet. In dieser Schnittzeichnung ist auch das Innengewinde 10 des Kunststoffschraubverschlusses 1 erkennbar, welches auf der Innenseite der Mantelwand 3 angeformt ist. Auf der Unterseite der Deckfläche 2 ist zudem eine nach unten ragende, umlaufende Dichtung 11 symbolisch dargestellt. Auch bei dieser Ausgestaltung der Nocken 7 müssen diese eine höhere Scherfestigkeit aufweisen als die Abscherkraft des Kunststoffschraubverschlusses beim Öffnen.

[0014] Wie erwähnt, können die Nocken 7 praktisch beliebige Grundrissformen aufweisen. Während in den Figuren 1 und 2 diese Nocken zylindrisch gestaltet sind, sind die Nocken 7 in der Ausführung gemäss den Figuren 3, 4 und 8-10 dreieckig oder keilartig gestaltet. In der Figur 5 sind wiederum zylindrisch geformte Nocken 7 dargestellt. Um einen genügenden Anlegebereich zu erzielen, wird man vorteilhafterweise die Nocken 7 genügend weit auseinander anordnen. Handelt es sich um einen Kunststoffschraubverschluss mit relativ kleinem Durchmesser, wie dieser auf Getränkeflaschen angebracht wird, wird man die Nocken 7, wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, möglichst peripher anbringen. Bei grösseren Verschlüssen, insbesondere bei solchen, bei denen ein Hohlraum 9 vorhanden ist, wird man die Nocken näher zum Zentrum hin verschoben anordnen, damit diese Hohlräume in den Nocken 7 nicht im Bereich der umlaufenden Dichtung 11 zu liegen kommen. Bevorzugterweise wird man die Distanz zwischen den Mittelpunkten solcher Nocken 7 mindestens gleich gross wie den Radius r des Innenmasses des Kunststoffschraub-verschlusses wählen. Dies ist in der Figur 5 verdeutlicht.

[0015] Wie zuvor bereits vermerkt, können die Nocken praktisch beliebige Grundrissformen aufweisen. Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen sind rein beispielsweise in der Figur 6 dargestellt, a) zeigt einen Nocken mit halbkreisförmigem Grundriss, b) einen Nocken mit ovalem Grundriss, c) einen Nocken mit sechseckigem und d) mit dreieckigem Grundriss.

[0016] In der Figur 6 ist, rein beispielsweise, perspektivisch die Verwendung eines erfindungsgemässen Kunststoffschraubverschlusses gezeigt. Mit 20 ist hier ein Behälter dargestellt, im Beispiel eine PET Flasche für Mineralwasser, auf dem ein Kunststoffschraubverschluss gemäss der Erfindung angebracht ist. Zum Öffnen des Kunststoffschraubverschlusses 1 wird auf der Deckfläche 2, plan aufliegend und zwischen den beiden Nocken 7 verlaufend, ein kantiges Element aufgelegt. Ein solches kantiges, längliches Element 30 kann beispielsweise, wie hier dargestellt, der Griff eines Besteckteiles, hier eines Löffels, sein. Genauso kann man aber auch den Rücken eines Messers verwenden. Am häufigsten und gebräuchlichsten dürften Besteckteile zur Anwendung kommen. Der Benützer, der mit seiner Hand 40 das längliche, eckige Element 30 hält, führt dann eine Drehbewegung aus, um, je nach Wunsch, den Schraubdeckel 1 zu lösen oder zu schliessen. Mit der freien, hier nicht dargestellten Hand, wird er den Behälter 20 halten. Je weiter entfernt vom Zentrum des Kunststoffschraubverschlusses er am kantigen Element 30 das Drehmoment ausübt, umso geringer ist die erforderliche, aufzuwendende Kraft, die er benötigt.

[0017] Es ist selbstverständlich, dass neben dem behelfsmässigen kantigen Element 30, das in jedem Haushalt zur Genüge vorkommt, auch spezielle hierfür geeignete Hilfselemente angeboten werden können. So kann dies einfachsterweise eine mit Werbung versehene Rondelle mit einem zwei- bis dreifach grösseren Durchmesser als der Durchmesser des Kunststoffschraubverschlusses sein, in dem ein diametraler Schlitz eingeformt ist, in den die beiden Nocken formschlüssig Aufnahme finden. Solche rondellförmige Scheiben können zur Lancierung des Produktes kostenfrei mit der entsprechenden Flasche mitgeliefert werden.

[0018] In den Figuren 8 - 10 ist eine bevorzugte, durchkonstruierte Ausführungsform des erfindungsgemässen Kunststoffschraubverschlusses dargestellt. Auch hier ist der gesamte Kunststoffschraubverschluss mit 1 bezeichnet und dieser besitzt eine Deckfläche 2 mit einer daran anschliessenden, umlaufenden Mantelwand 3, an die ein Garantieband 4 über Sollbruchstellenbrücken angeformt ist. Auf der Deckfläche 2 sind zwei einander diametral gegenüberliegende Nocken angeformt. Da hier in Figur 8 der Verschluss um einige Grade gedreht ist, sind die beiden Nocken nicht fluchtend hintereinander, sondern leicht versetzt, dargestellt.

[0019] Die Figur 9 zeigt denselben Verschluss wie in Figur 8 in der Aufsicht. Die Figuren 8 und 9 entsprechen einer Darstellung im Massstab 1:1.

[0020] In der Figur 10 ist der Verschluss gemäss den Figuren 8 und 9 in einem grösseren Massstab und in perspektivischer Ansicht schräg von oben dargestellt. Hier sind die speziell gestalteten Nocken 7 auch deutlich erkennbar. In der Aufsicht haben die Nocken 7 die Form spitzwinkliger, gleichschenkliger Dreiecke. Die beiden gleich langen Schenkel sind mit b, b' bezeichnet. Diese schliessen einen spitzen Winkel ein. Dem spitzen Winkel gegenüber ist die kurze Seite a. Die Nocken sind auf der Seite der kurzen Seite a am höchsten über der Deckfläche 2 sich erhebend und laufen zur Spitze zwischen den beiden gleich langen Schenkeln b, b' zur Deckfläche 2 hin nach unten. Die in der Aufsicht spitzwinkligen, gleichschenkligen Dreiecke haben eine Höhe H. Diese Höhe ist nicht als die Höhe der Nocken zu verstehen, sondern geometrisch, wie dies in der Figur 9 am deutlichsten ersichtlich ist. Der Schenkel b des gleichschenkligen Dreiecks begrenzt die Seitenfläche 8. Der andere Schenkel b' des gleichschenkligen Dreieckes begrenzt die Seitenfläche 8'. Die Seitenflächen 8 verlaufen senkrecht zur Deckfläche 2 des Kunststoffschraubverschlusses 1, während die Seitenflächen 8' zur Deckfläche 2 eine gewisse Neigung aufweisen. Diese Neigung beträgt zwischen 2 und 10°. Hierbei ist dieser Winkel, der zwischen 2 und 10° beträgt, als Abweichung von der vertikalen Richtung zur Deckfläche zu verstehen. Während die vertikalen Seitenflächen 8 als Anschlagsflächen in der Drehrichtung wirken, sind die geneigten Seitenflächen 8' als Seitenflächen zu verstehen, die gegebenenfalls als Anschlagsflächen für ein Hilfsmittel beim Zuschrauben dienen können. Die Neigung stellt sicher, dass der Benutzer das Gewinde nicht durch Überdrehen zerstört.

[0021] In den Figuren 9 und 10 sind alle 20° jeweils eine Konstruktionsteilungslinie 14 eingezeichnet. Diese Konstruktionsteilungslinien haben funktionell für den Kunststoffschraubverschlusses 1 keine Bedeutung. Durch die Krümmung im Übergangsbereich zwischen der Deckfläche 2 und der Mantelwand 3 ist die Rundung in diesem Bereich sichtbar durch die Krümmung der Konstruktionsteilungslinien in diesem Bereich.

[0022] Die Nocken 7 die in der Aufsicht die Form eines gleichschenkligen, spitzwinkligen Dreiecks haben, sind von der Mantelwandkante weg zum Zentrum der Deckfläche bzw. zur Anspritzstelle 13 hin versetzt angeordnet. Diese Versetzung beträgt bevorzugterweise mindestens 75% der Höhe H des gleichschenkligen Dreiecks. Diese Versetzung der Nocken in Richtung zum Zentrum hin ist auch dann sinnvoll, wenn die Nocken auch nicht hohl ausgestaltet sind. In Abfüllanlagen, werden die Kunststoffschraubverschlüsse mittels einer Art konischen Becher aufgeschraubt oder aufgedrückt. Durch die Versetzung der Nocken zum Zentrum hin wird sichergestellt, dass diese bei allen Typen von Aufschraubvorrichtungen bei den Abfüllanlagen problemlos Aufnahme finden, ohne dass dabei die Nocken 7 hinderlich sind.

Bezugszeichenliste:

[0023] 1 Kunststoffschraubverschluss 2 Deckfläche 3 umlaufende Mantelwand 4 Garantieband 5 Sollbruchstellenbrücken 7 Nocken 8, 8' Seitenflächen 9 Hohlraum 10 Innengewinde 11 umlaufende Dichtung 12 Oberfläche der Nocke 7 13 Anspritzstelle 14 Konstruktionsteilungslinien 20 Behälter 30 kantiges Element 40 Hand H Höhe des gleichschenkligen Dreiecks b, b' Schenkel des Dreiecks a kurze Seite

Claims (8)

1. Kunststoffschraubverschluss(1) mit einer Deckfläche (2) und daran anschliessender umlaufender Mantelwand (3) mit einem Innengewinde (10), wobei an der umlaufenden Mantelwand (3) über Sollbruchstellenbrücken (5) ein Garantieband (4) angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Deckfläche (2) zwei mit Bezug zum Zentrum der Deckfläche (2) einander gegenüberliegend angeordnete Nocken (7) als Abschraubhilfe angeformt sind, deren in Abdrehrichtung als Anschlagsflächen dienende Seitenflächen (8) senkrecht zur Oberfläche der Deckfläche (2) verlaufen.

2. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Oberflächen der Nocken (7) rund, oval oder mehreckig sind.

3. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (7) mindestens um den halben Durchmesser (r) des Kunststoffschraubverschlusses(1) voneinander distanziert sind.

4. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (7) einen Mindestquerschnitt von zwischen 1,5 und 4 mm aufweisen.

5. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nocken (7) je mindestens senkrecht zur Deckfläche (2) verlaufende, in der Aufdrehrichtung als Anschlagfäche wirkende Seitenwand hat, während die bei der Zudrehrichtung wirkende Anschlagfläche eine Neigung von 2° - 10° zur Senkrechten gegenüber der Deckfläche (2) aufweist.

6. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Nocken (7) mindestens 1,5 mm, bevorzugt zwischen 2,5 und 4 mm, die Deckfläche (2) überragen.

7. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (7) von der Unterseite der Deckfläche (2) her hohl ausgestaltet sind.

8. Kunststoffschraubverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken (7) in der Aufsicht als spitzwinklige, gleichschenklige Dreiecke ausgestaltet sind, deren Höhenlinie (H) auf einer gemeinsamen Diagonalen der Deckfläche (2) liegen und die kurze Seite (a) der jeweiligen Nocken (7) um mindestens 75% der Höhe (H) des Dreiecks von der Kante der Mantelwand (3) zum Zentrum der Deckfläche hin versetzt angeordnet sind.