DE60212385T2

DE60212385T2 - Flachdichtung für aufschraub- und schnappverschluss

Info

Publication number: DE60212385T2
Application number: DE60212385T
Authority: DE
Inventors: Larry Granville HOTTLE
Original assignee: Crown Packaging Technology Inc
Current assignee: Crown Packaging Technology Inc
Priority date: 2001-05-24
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2022-05-18
Also published as: HUP0400089A2; HU229285B1; WO2002094670A1; HUP0400089A3; PL201489B1; US20030051445A1; MXPA03010712A; ZA200308569B; US6786348B2; ATE329847T1; BR0209888B1; EP1395497B1; US20100058574A1; PL367233A1; EP1395497A1; ES2263790T3; US20020175138A1; DE60212385D1; US7854106B2; BR0209888A

Description

Diese Erfindung betrifft einen Verschluss von der Art, die durch eine Aufpresseinwirkung auf ein mit einem Schraubgewinde versehenes Ende eines Glas- oder starren Kunststoffbehälters aufgebracht werden kann, die jedoch normalerweise nur durch eine drehende Einwirkung vom Ende des Behälters entfernt werden kann. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen Aufpress/Losdreh-Verschluss, der konstruiert und angeordnet ist, um das Drehmoment zu optimieren, das zum Entfernen des Verschlusses erforderlich ist.
Verschlussdeckel von der Aufpress-/Losdreh-Sorte für Glas- oder harte Kunststoffbehälter sind bekannt und stehen in umfangreichem kommerziellem Gebrauch. Solche Verschlussdeckel liefern eine hermetische Abdichtung mit dem Behälter zum Verpacken und zum Enthalten von heiß eingefüllten oder kalten Nahrungsmittel- oder Getränkeprodukten, wie Säuglingsnahrung. Typischerweise besitzen solche Verschlussdeckel einen metallischen Körper, der eine obere Platte und einen herabhängenden Einfassungsteil einschließt, von denen beide mit einem verformbaren Dichtungsmaterial ausgekleidet sind. Diese Konstruktion gestattet es, die Verschlussdeckel vertikal nach unten auf die Mundöffnungen von Glasbehältern zu pressen, die mit in Umfangsrichtung verlaufenden Bändern von Gewindeformationen versehen sind. Die Dichtungen werden von geeigneten plastomeren Verbindungen gebildet, wie Plastisolen, die imstande sind, unter Druck Kaltfließformänderungen anzunehmen, und dadurch Gewindeformationen bilden, die komplementär zu denjenigen auf dem Hals der Behälter sind oder sich mit diesen paaren. Der Verschlussdeckel kann dann von einem Verbraucher entfernt werden, indem er ihn wie einen gewöhnlichen Losdreh-Verschluss dreht, um ihn vom Behälter abzuschrauben.
Konventionelle Verschlussdeckel von der Aufpress-/Losdreh-Sorte neigen in vielen Fällen dazu, für einige Verbraucher schwierig zu öffnen zu sein, und zwar wegen der Größe des Drehmoments, das erforderlich ist, um den Verschlussdeckel vom Behälter zu entfernen. In einem Versuch, diese Angelegenheit anzugehen, sind gewisse Verschlussdeckel, die sich in kommerziellem Gebrauch befinden, auf der Innenseite des herabhängenden Einfassungsteils des Verschlusses mit in gleichen Abständen angeordneten Wellen von erhöhtem bzw. erhabenem Dichtungsmaterial versehen, was dazu dienen soll, die Kontaktflächengröße zwischen der Dichtung und den Behältergewinden zu verringern, siehe z.B. Dokument US 4 000 825 . In der tatsächlichen Praxis liefern solche Verschlüsse jedoch nicht immer das gewünschte Drehmoment zum Entfernen.
Diese Erfindung zielt darauf ab, einen verbesserten Verschlussdeckel der Aufpress-/Losdreh-Sorte bereit zu stellen, der sich so ausbilden lässt, dass er eine bedeutende Verringerung der Höhe des Drehmoments gestattet, das erforderlich ist, um den Verschlussdeckel von einem Behälter zu entfernen, ohne die Qualität der hermetischen Abdichtung zu gefährden, die während des Verpackens mit dem Behälter gebildet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Aufpress-/Losdreh-Verschluss für einen Behälter bereit gestellt, der mindestens ein Außengewinde auf seinem Endteil aufweist, wobei der Verschluss umfasst: eine Platte, eine von der Platte aus nach unten hängende Einfassung, wobei die Einfassung und die Platte zusammen eine allgemein zylindrische innere Vertiefung begrenzen; sowie eine verformbare Dichtung, die einen Gewindeeingriffsteil aufweist und innerhalb der Einfassung angebracht ist, wobei der Gewindeeingriffsteil eine Mehrzahl von erhöhten bzw. erhabenen Wellen umfasst, die als Einheit mit der verformbaren Dichtung ausgebildet sind; bei welchem die erhöhten Wellen in einer Mehrzahl von getrennten Gruppen um einen inneren Umfang des Gewindeeingriffsteils herum angeordnet sind, wobei jede der getrennten Gruppen mindestens zwei Wellen enthält; und bei welchem eine Strecke in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen benachbarten Gruppen größer ist als eine Strecke in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen benachbarten Wellen innerhalb einer Gruppe, so dass nach Anbringung auf einem Behälter die gesamte Kontaktspanne der Wellen über einzelne Außengewinde des Behälters hinweg kleiner sein wird als wenn die Wellen in gleichen Abständen angeordnet wären.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Behälteranordnung bereit gestellt, umfassend: einen Behälter, der einen Endteil mit mindestens einem darauf begrenzten Außengewinde aufweist; sowie den oben beschriebenen Verschluss, bei welchem der Gewindeeingriffsteil so verformt ist, dass er mindestens teilweise an die Außengewinde des Endteils des Behälters angepasst ist; und die Wellen in unregelmäßigen Abständen um den Umfang des Gewindeeingriffsteils herum angeordnet sind, wobei mindestens einige der Wellen mit Außengewinden des Behälters im Kontakt stehen, so dass sich die Länge(n) des Kontakts zwischen jedem Außengewinde und den Wellen über eine Spannweite entlang der Oberfläche des Gewindes erstreckt (erstrecken); und bei welcher die Summe der Spannweiten von sämtlichen der Außengewinde kleiner ist als der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils.
Es wird angenommen, dass, indem man eine gleichmäßige und symmetrische Abstandsanordnung der Wellen vermeidet, der Verschluss der vorliegenden Erfindung den Kontakt mit den eingebetteten Glasbehältergewinden auf denjenigen begrenzt, der erforderlich ist, um eine hermetische Abdichtung zu bilden, während der Öffnungsdrehmomentbedart bedeutend verringert wird.
Die Wellen können in einer Mehrzahl von Gruppen angeordnet sein, wobei jede der Gruppen mehr als eine Welle enthält. Eine Strecke in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen benachbarten Gruppen ist vorzugsweise größer als eine Strecke in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen benachbarten Wellen innerhalb einer Gruppe. Typischerweise enthält eine Mehrzahl der Gruppen mindestens drei Wellen.
Bei einem alternativen Aspekt der Erfindung wird eine Behälteranordnung bereit gestellt, umfassend einen Behälter, der einen Endteil mit mindestens einem darauf begrenzten Außengewinde aufweist; sowie einen Aufpress-/Losdreh-Verschluss, der eine Platte und eine von der Platte aus nach unten hängende Einfassung einschließt, wobei die Einfassung und die Platte zusammen eine allgemein zylindrische innere Vertiefung begrenzen, sowie eine in der inneren Vertiefung angebrachte verformbare Dichtung, wobei die verformbare Dichtung einen Gewindeeingriffsteil aufweist, der so verformt ist, dass er mindestens teilweise an die Außengewinde des Endteils des Behälters angepasst ist; bei welcher der Gewindeeingriffsteil eine Mehrzahl von sich nach innen erstreckenden erhöhten Bereichen aufweist, von denen mindestens einige mit Außengewinden des Behälters im Kontakt stehen, so dass die Länge des Kontakts zwischen jedem erhöhten Bereich und Außengewinde einer Spannweite entlang der Oberfläche des Gewindes entspricht; und bei welcher die Summe der Spannweiten von sämtlichen der Außengewinde kleiner ist als der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Behälteranordnung bereit gestellt, umfassend Schritte von: (a) Bereitstellen eines Behälters, der einen Endteil mit mindestens einem darauf begrenzten Außengewinde aufweist; (b) Bereitstellen eines Verschlusses, wie oben beschrieben; und (c) Aufpressen des Verschlusses auf den Behälter, so dass mindestens einige der Wellen mit Außengewinden des Behälters in Kontakt treten, derart, dass sich Kontaktpunkte zwischen jedem Außengewinde und Wellen über eine Spannweite entlang der Oberfläche des Gewindes erstrecken, und die Summe der Spannweiten von sämtlichen der Außengewinde kleiner ist als der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht einer Behälteranordnung ist, die gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist;
2 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht ist, die einen Bereich der Behälteranordnung zeigt, die in 1 dargestellt ist;
3 eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht einer Behälteranordnung ist, die gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist; und
4 eine schematische Ansicht ist, die eine vorteilhafte Funktionsweise der Behälteranordnung zeigt, die in 1 dargestellt ist.
Nunmehr Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen über die Ansichten hinweg entsprechende Strukturen bezeichnen, und Bezug nehmend insbesondere auf 1, schließt eine Behälteranordnung 10, die gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist, einen Behälter 12 ein, der in seiner Konstruktion konventionell ist und der einen Endteil 14 einschließt, der mindestens ein als Einheit in seine äußere Oberfläche eingeformtes Außengewinde 16 aufweist. Der Endteil 14 begrenzt eine Öffnung 18, die Zugang zum Behälter 12 liefert.
Die Behälteranordnung 10 schließt weiter einen Verschluss 20 ein, der eine obere Platte 22 aufweist, sowie, wie am besten in 2 dargestellt ist, eine Einfassung 24, die von der oberen Platte 22 aus nach unten hängt und zusammen mit der oberen Platte 22 eine allgemein zylindrische innere Vertiefung 26 begrenzt, die bemessen und geformt ist, um das mit dem Gewinde versehene Ende oder den Hals 14 des Behälters 12 aufzunehmen. Wie man in den 1 und 3 sehen kann, ist innerhalb der Vertiefung 26 eine verformbare Dichtung 28 angebracht, die vorzugsweise aus einem Material, wie Plastisol, gefertigt ist, und einen Gewindeeingriffsteil 30 einschließt, der mit einer inneren Oberfläche der Einfassung 24 verbunden ist.
Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in 1 dargestellt ist, weist der Gewindeeingriffsteil 30 als Einheit darin eingeformt eine Mehrzahl von sich nach innen erstreckenden erhöhten bzw. erhabenen Wellen 32 auf, die in Gruppen 34 angeordnet sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind sechs Gruppen 34 von Wellen in gleichen Abständen um den inneren Umfang des Gewindeeingriffsteils 30 herum angeordnet, wobei jede Gruppe 34 drei Wellen 32 enthält. Wie man in 1 und in 4 sehen kann, ist die Strecke in Umfangsrichtung zwischen den benachbarten Gruppen 34 von Wellen 32 größer als die Strecke in Umfangsrichtung zwischen beliebigen der Wellen 32 innerhalb einer beliebigen der Gruppen 34. Wenn man sich kurz 4 ansieht, die eine schematische Darstellung ist, in der die Strecke in Umfangsrichtung um die innere Oberfläche des Gewindeeingriffsteils 30 herum als eine horizontale gerade Strecke dargestellt ist, wird man sehen, dass die verschiedenen Wellen 32 mit den verschiedenen Gewinden 16 auf dem Endteil 14 des Behälters 12 an einer Anzahl von verschiedenen Kontaktpunkten 50 in Kontakt treten. Jedes Außengewinde weist eine Gesamtstrecke auf, die von diesen Kontaktpunkten innerhalb des Gewindes 16 überspannt wird. Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung hat man gefunden, dass das Drehmoment zum Entfernen auf eine optimale Höhe verringert wird, wenn die zusammengesetzte überspannte Strecke, die eine Summe der für sämtliche der Außengewinde 16 überspannten Gesamtstrecken ist, kleiner ist als der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils 30.
Dieser Aspekt der Erfindung wird infolge der Beschreibung eines Prototyps, der unten beschrieben wird, besser ersichtlich.
Ein Prototyp der Behälteranordnung 10 wurde mit einem Behälter 12 gefertigt, der eine Industrie-Nenngröße von 51 mm aufwies. Dementsprechend war der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils 30 des Verschlusses 20 etwa 160 mm lang. Wie man in 4 sehen kann, wurde der Prototyp mit einem Gewindeeingriffsteil 30 versehen, der sechs Gruppen 34 von Wellen 32 einschloss, welche jeweils als Gruppen 1-6 nummeriert sind. Der Behälter 12 hatte einen Endteil 14, der 10 verschiedene darauf begrenzte Gewinde 16 aufwies. Ein erstes Gewinde trat mit sämtlichen drei Wellen 32 der ersten Gruppe 34 in Kontakt und besaß entlang der Oberfläche des ersten Gewindes 16 eine Spannweite 52 von 16 mm. Ein zweites Gewinde trat nur mit den ersten zwei Wellen 32 der zweiten Gruppe in Kontakt und überspannte eine Strecke (Spannweite) 54 von 9 mm. Ein drittes Gewinde trat mit den zweiten zwei Wellen 32 in der zweiten Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 56 von 9 mm überspannte. Ein viertes Gewinde trat mit sämtlichen drei Wellen in der dritten Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 58 von 16 mm überspannte. Ein fünftes Gewinde trat mit der letzten Welle der dritten Gruppe und der ersten Welle der vierten Gruppe in Kontakt und überspannte eine Strecke 60 von 14 mm. Ein sechstes Gewinde trat mit sämtlichen drei Wellen innerhalb der vierten Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 62 von 16 mm überspannte. Ein siebentes Gewinde trat nur mit den ersten zwei Wellen innerhalb der fünften Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 64 von 9 mm überspannte. Ein achtes Gewinde trat mit den letzten zwei Wellen in der fünften Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 66 überspannte, die ebenfalls 9 mm betrug. Ein neuntes Gewinde trat mit sämtlichen drei Wellen in der sechsten Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 68 von 16 mm überspannte. Ein zehntes Gewinde trat mit der letzten Welle in der sechsten Gruppe und der ersten Welle in der ersten Gruppe in Kontakt, wobei es eine Strecke 70 von 14 mm überspannte.
Für diesen Prototypen betrug die zusammengesetzte überspannte Strecke, die eine Summe der Gesamtspannweiten von sämtlichen der Außengewinde 16 ist, etwa 128 mm, oder im Durchschnitt 12,8 mm pro Gewinde. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass ein Verschluss von identischer Konstruktion, bei dem jedoch die Wellen 32 in gleichen Abständen um den inneren Umfang des Gewindeeingriffsteils herum angeordnet sind, eine gesamte überspannte Strecke von etwa 175 mm erzeugen würde, was im Durchschnitt 17,5 mm pro Gewinde beträgt. Dementsprechend gestattet die Anordnung der Wellenelemente 32 in Gruppen gemäß der Erfindung eine bedeutende Verringerung der überspannten Gesamtstrecke, von der gefunden wurde, dass sie mit einer bedeutenden Verringerung des Drehmoments korreliert, das notwendig ist, damit ein Verbraucher die Behälteranordnung 10 öffnen kann.
Eine Behälteranordnung 40, die gemäß einer zweiten, alternativen Ausführungsform der Erfindung konstruiert ist, ist in 3 dargestellt. Die Behälteranordnung 40 ist in jeglicher Hinsicht identisch mit der oben beschriebenen Behälteranordnung 10, außer dass sie einen Verschluss 42 mit einer Dichtung 44 einschließt, die eine Mehrzahl von als Einheit geformten erhöhten Bereichen 46 aufweist. Die erhöhten Bereiche 46 können in ihrer Position den Gruppen 34 von Wellen 32 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform entsprechen und sind konstruiert und angeordnet, um an jeweiligen Kontaktlängen mit mindestens einem der Außengewinde 16 des Endteils 14 des Behälters 12 in Kontakt zu treten. Jedes Außengewinde wird daher eine Gesamtstrecke aufweisen, die von einer Summe von solchen Kontaktlängen überspannt wird, sowie Strecken, die von benachbarten erhöhten Bereichen auf dem Gewinde überspannt werden. Dies kann begrifflich als der Gesamtstrecke entsprechend angesehen werden, die bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform überspannt wird. Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform die zusammengesetzte überspannte Strecke, welche eine Summe der für sämtliche der Außengewinde überspannten Gesamtstrecken ist, kleiner als ein innerer Umfang des Gewindeeingriffsteils.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Verschluss, wie der Verschluss 20 oder der Verschluss 42, die oben beschrieben wurden, in konventioneller Weise auf einen Behälter 12 gepresst, nachdem der Behälter 12 in einer Verpackungsanlage mit Produkt befüllt worden ist.

Claims

Aufpress-/Losdreh-Verschluss (20) für einen Behälter (12), der auf einem Endteil (14) desselben mindestens ein Außengewinde (16) aufweist, wobei der Verschluss umfasst: eine Metallplatte (22); eine von der Platte (22) aus nach unten hängende Metalleinfassung (24), wobei die Einfassung (24) und die Platte (22) zusammen eine allgemein zylindrische innere Vertiefung (26) begrenzen; und eine verformbare Dichtung (28), die einen Gewindeeingriffsteil (30) aufweist und innerhalb der Einfassung (24) angebracht ist, wobei der Gewindeeingriffsteil (30) eine Mehrzahl von längs verlaufenden erhöhten Wellen (32) umfasst, die als Einheit mit der verformbaren Dichtung (28) ausgebildet sind; dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhten Wellen (32) in einer Mehrzahl von getrennten Gruppen (34) um einen inneren Umfang des Gewindeeingriffsteils (30) herum angeordnet sind, wobei jede der getrennten Gruppen (34) mindestens zwei Wellen (32) enthält; und bei welchem eine Strecke in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen benachbarten Gruppen (34) größer ist als eine Strecke in Umfangsrichtung zwischen zwei beliebigen benachbarten Wellen (32) innerhalb einer Gruppe, so dass die Wellen in unregelmäßigen Abständen angeordnet sind.
Behälteranordnung (10), umfassend: einen Behälter (12), der einen Endteil (14) mit mindestens einem darauf begrenzten Außengewinde (16) aufweist; und einen Verschluss (20) nach Anspruch 1, bei welchem der Gewindeeingriffsteil (30) so verformt ist, dass er mindestens teilweise an die Außengewinde (16) des Endteils (14) des Behälters angepasst ist; und die Wellen (32) in unregelmäßigen Abständen um den Umfang des Gewindeeingriffsteils herum angeordnet sind, wobei mindestens einige der Wellen mit Außengewinden (16) des Behälters im Kontakt stehen, so dass sich die Länge(n) des Kontakts zwischen jedem Außengewinde und den Wellen über eine Spannweite entlang der Oberfläche des Gewindes erstreckt (erstrecken); und bei welcher die Summe der Spannweiten (52, 54, 56, 60, 62, 64, 66, 68, 70) von sämtlichen der Außengewinde kleiner ist als der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils (30).
Behälter nach Anspruch 2, bei welchem eine Mehrzahl der Gruppen mindestens drei Wellen enthalten.
Verfahren zur Herstellung einer Behälteranordnung (10), umfassend Schritte von: a) Bereitstellen eines Behälters (12), der einen Endteil (14) mit mindestens einem darauf begrenzten Außengewinde (16) aufweist; b) Bereitstellen eines Verschlusses (20) nach Anspruch 1; und c) Pressen des Verschlusses auf den Behälter, so dass mindestens einige der Wellen (32) mit Außengewinden (16) des Behälters in Kontakt treten, so dass sich Kontaktpunkte (50) zwischen jedem Außengewinde und Wellen über eine Spannweite entlang der Oberfläche des Gewindes erstrecken, und die Summe der Spannweiten (52, 54, 56, 60, 62, 64, 66, 68, 70) von sämtlichen der Außengewinde kleiner ist als der innere Umfang des Gewindeeingriffsteils (30).