[0001] Die Erfindung betrifft einen Garantieverschluss sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung eines Garantieverschlusses. Garantieverschlüsse zum Verschliessen
von Behältern sind in Vielzahl bekannt und gebräuchlich. In der Regel ist ein derartiger
Verschluss mit einem Garantieband versehen, welches durch eine Anzahl von Verbindungsstegen
mit dem Verschluss trennbar verbunden ist. Das Garantieband wird dabei mittels eines
Rückhalte-Elements, meistens eines vorstehenden Wulstes, einer Hinterschneidung, einzelnen
Nocken, mit dem Behälterhals in Eingriff gebracht. Zusätzliche Fixierung lässt sich
z.B. auch durch Warm-Schrumpfen erreichen. Auch ist es bekannt, Kombinationen verschieden
geformter Rückhalte-Elemente vorzusehen. Das Garantieband kann dabei z.B. bei Einweg-Getränkeflaschen
so ausgebildet sein, dass es vollständig von der Verschlusskappe getrennt wird und
am Flaschenhals bleibt. Anderseits ist es auch z.B. aus der US-PS-5,074,425 bekannt,
das Garantieband mit festen Verbindungsstegen zu versehen, durch welche es am Garantieverschluss
gehalten wird, nachdem die abreissbaren Verbindungsstege durchtrennt wurden. Derartige
Garantiebänder sind deshalb meistens mit einer oder mehreren vertikalen Sollreisslinien
versehen.
[0002] Beim erstmaligen Öffnen wird das Garantieband wenigstens vorübergehend am Flaschenhals
zurückgehalten, so dass beim Öffnen des Verschlusses die Verbindungsstege reissen
und das Öffnen anzeigen.
[0003] Derartige Verschlüsse können einstückig im Kunststoff-Spritzgussverfahren zusammen
mit dem Garantieband hergestellt werden. Es ist aber auch bekannt, an Verschluss-Rohlingen
nachträglich eine Schwächungslinie zwischen der Verschluss-Kappe und dem Garantieband
anzubringen. Derartige Vorrichtungen und Verfahren sind aus der US-PS-3,673,761 (Leitz/CIBA-Geigy
AG), der DE-OS-14 82 603 (Teillac/ALCA S.A.) oder der US-PS-4,895,265 (LUC et al./The
West Co.) bekannt.
[0004] Bei diesen Verschlüssen wird die Schwächungslinie mittels eines Schneidwerkzeugs
vor oder nach dem Aufsetzen des Verschluss-Rohlings auf einen Behälter angebracht.
Als Schneidwerkzeug kann ein Messer, eine erhitzte Schneide oder auch ein rotierendes,
kreissägeartiges Schneidwerkzeug dienen. Die Materialschwächung kann dabei an einem
erwärmten Verschluss-Rohling oder auch am kalten Material angebracht werden. Art des
Schneidwerkzeugs und Verfahrensparameter, insbesondere auch Schneidtemperatur, hängen
ersichtlicherweise von der Art des verwendeten Kunststoffs, der Grösse und der Art
der Schwächungslinie, der Geschwindigkeit des Verfahrens etc., ab. Auch Laser-Schneidwerkzeuge
sind bei solchen Verfahren einsetzbar.
[0005] Anderseits sind auch Garantieverschlüsse aus Metall bekannt, bei denen nachträglich
ein Garantie-Element befestigt wird. Das Garantie-Element ist dabei in der Regel ringförmig
mit einem ersten Halte-Abschnitt ausgebildet, mit welchem es formschlüssig mit der
Verschlusskappe in Verbindung gebracht werden kann. Der Halte-Abschnitt - und damit
die Verschlusskappe - ist mittels Verbindungsstegen mit dem Garantieband verbunden.
[0006] Es sind auch noch andere Methoden zur Herstellung von Garantieverschlüssen, wie z.B.
Compression-molding, Zweikomponenten-Spritzgiessen und dergleichen bekannt.
[0007] Eine Schwierigkeit bei derartigen Verschlüssen besteht darin, dass die Verbindungsstege
einerseits so stabil ausgebildet sein müssen, dass sie weder bei der Entformung aus
einem Werkzeug, noch beim Lagern, Manipulieren oder beim Aufsetzen des Verschlusses
auf einen Behälter zerstört oder beschädigt werden. Andererseits sollen sie aber zuverlässig
möglichst bei jeder geringfügigen Manipulation, jedenfalls beim erstmaligen Öffnen
oder einem Öffnungsversuch, reissen oder brechen. Aus der US-PS-4,322,009 (Mumford/Owens-Illinois
Inc.) ist deshalb z.B. ein Garantieverschluss bekannt, dessen Verbindungsstege gleicher
Dicke und Dimension so erzeugt werden, dass Garantieband und Garantieverschluss nur
durch einen engen Spalt voneinander getrennt sind und beim Aufschrauben miteinander
in Kontakt kommen können.
[0008] Aus der US-PS-5,074,425 (Wüstman et al./Crown Cork AG) ist ein Garantieverschluss
bekannt, bei welchem die Verbindungsstege an einer der Aufreiss-Position zugewandten
Seite geschwächt sind.
[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Garantieverschlüsse, insbesondere die verschiedenen,
vorstehend beschriebenen Arten von Garantieverschlüssen so zu verbessern, dass Verbindungsstege
geschaffen werden, die einerseits empfindlich und bei einem Manipulationsversuch leicht
beschädigbar sind und die andererseits stabil beim Lagern und Entformen sind.
[0010] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe in erster Linie gemäss Kennzeichen der Patentansprüche
gelöst.
[0011] Durch die Anordnung von Primär- und Sekundär-Verbindungsstegen mit unterschiedlicher
Belastbarkeit wird insgesamt eine für die Herstellung, Lagerung und Manipulation ausreichend
feste Verbindung zwischen Garantieband und Verschlusskappe gewährleistet. Beim Öffnen
des Behälters und bei einer Belastung der Verbindungsstege auf Zug werden jedoch die
schwächeren Verbindungsstege praktisch sofort zerstört. Vor allem wenn die Sekundär-Verbindungsstege
dünneren Querschnitt oder jedenfalls dünneren Minimalquerschnitt aufweisen als die
Primär-Verbindungsstege, lassen Sie nur eine geringfügige Materialdehnung zu, bevor
sie brechen. Die Sekundär-Verbindungsstege werden auch beim unbefugten Manipulieren
leichter zerstört, als die Primär-Verbindungsstege. Sobald jedoch die Sekundär-Verbindungsstege
zerstört sind, müssen die Primär-Verbindungsstege beim Öffnen des Behälters die gesamte
Zug-Beanspruchung aufnehmen, so dass sie in der Folge ebenfalls reissen. Die Erfindung
sieht dabei vor, dass im Zwischenraum zwischen Primär-Verbindungsstegen ein Sekundär-Verbindungs
steg, vorzugsweise jedoch zwei bis vier Sekundär-Verbindungsstege angeordnet sind,
welche bei Zugbeanspruchung die Last mit den Primär-Verbindungsstegen teilen und nach
dem Reissen die Gesamtlast auf die Primär-Verbindungsstege verlagern.
[0012] Gute Lastverteilung lässt sich auch erreichen, wenn jeweils abwechselnd Zwischenräume
zwischen Primär-Verbindungsstegen mit Sekundär-Verbindungsstegen bzw. mit keinen Sekundär-Verbindungsstegen
versehen sind.
[0013] Die unterschiedliche Belastbarkeit von Sekundär-Verbindungsstegen und Primär-Verbindungsstegen
lässt sich vor allem durch unterschiedliche Materialdicke und/oder durch Schwächungszonen
in den Verbindungsstegen verwirklichen. So können z.B. die Sekundär-Verbindungsstege
durch Einschnitte oder Materialverjüngungen geschwächt werden und die Primär-Verbindungsstege
bei im übrigen gleicher Materialdicke ungeschwächt ausgebildet werden. Anderseits
ist es auch denkbar, sowohl die Sekundär-Verbindungsstege als auch die Primär-Verbindungsstege
mit Materialschwächungen zu versehen, wobei die Sekundär-Verbindungsstege stärker
geschwächt werden, als die Primär-Verbindungsstege.
[0014] Verfahrensmässig lässt sich die Erfindung besonders einfach realisieren, wenn an
einem Verschluss-Rohling mit zylindrischem Wandabschnitt und Kappenboden an vorbestimmbaren
Umfangsbereichen Schwächungszonen angebracht werden, wobei unterschiedliche Schwächungszonen
zu Primär-Verbindungsstegen und Sekundär-Verbindungsstegen führen, die unterschiedliche
Materialfestigkeit aufweisen. So lassen sich z.B. Verbindungsstege durch Materialschnitte
im zylindrischen Wandabschnitt erzeugen, wobei die Materialstärke der verbleibenden
Verbindungsstege durch die Schnitt-Tiefe variierbar ist.
[0015] Derartige Materialschwächungen lassen sich besonders vorteilhaft durch eine Trennvorrichtung
mit einer Schneide anbringen, in welcher unterschiedlich geformte Aussparungen zum
Formen der Primär- und der Sekundär-Verbindungsstege vorgesehen sind. Die Schneide
kann dabei in bekannter Weise beheizt werden.
[0016] Selbstverständlich lässt sich die Materialschwächung auch auf andere Weise, z.B.
mittels Fräsen, durch beheizte Zangen oder durch Laser-Schneidgeräte erzeugen. Auch
wäre es z.B. denkbar, Garantieverschlüsse mit identischen Verbindungsstegen im Spritzgussverfahren
oder im Compression-molding-Verfahren herzustellen und nachträglich einzelne der Verbindungsstege
zu schwächen, insbesondere einzuschneiden, um Sekundär-Verbindungsstege zu erzeugen.
Alternativ wäre es auch denkbar, Verschlusskappe und Garantieband separat herzustellen
und das Garantieband nachträglich im Bereich der Verbindungsstege mit der Verschlusskappe
zu verbinden, z.B. formschlüssig einzurasten, zu verkleben oder auch die Verbindungsstege
zu verschweissen.
[0017] Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Verschlusskappe mit den Merkmalen der Erfindung im Querschnitt,
- Figur 2
- die Verschlusskappe gemäss Figur 1 in Ansicht beim Öffnen,
- Figur 3a
- die Darstellung eines Teilschnitts längs der Linie A-A in Figur 1 in vergrössertem
Massstab,
- Figur 3b
- eine Seitenansicht der Darstellung gemäss Figur 3a,
- Figuren 4 und 5
- abgewandelte Ausführungsvarianten der Erfindung in einer Schnitt-Ebene analog Figur
3a,
- Figur 6a
- einen Teilschnitt analog Figur 3a durch ein weiter abgewandeltes Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
- Figur 6b
- eine Seitenansicht der Darstellung gemäss Figur 6a,
- Figuren 7a bis 7c
- Darstellungen einer weiteren abgewandelten Variante von Verbindungsstegen,
- Figuren 8 und 9
- die schematische Darstellung von Steganordnungen,
- Figur 10
- eine schematische Darstellung einer Einrichtung zum Herstellen eines Garantieverschlusses,
und
- Figur 11
- die Darstellung des Schneiden-Verlaufs der Vorrichtung gemäss Figur 10 in vergrössertem
Mass-stab.
[0018] Gemäss Figur 1 und 2 besteht ein im Spritzgussverfahren hergestellter Garantieverschluss
1 aus einer Verschlusskappe 2 und einem Garantieband 3. Das Garantieband 3 ist durch
Verbindungsstege 4 mit der Verschlusskappe 2 verbunden. Die Schraubkappe 2 wird auf
einen Behälter-Hals 6 geschraubt, wobei ein Wulst 7 des Garantiebands 3 formschlüssig
über ein als Gegen-Wulst ausgebildetes Rückhalte-Element 8 am Behälter-Hals 6 schnappt.
Die Verbindungsstege 4 sind als Primär-Verbindungsstege 4a und Sekundär-Verbindungsstege
4b ausgebildet. Wie aus Figur 2 und 3 hervorgeht, weisen die Primär-Verbindungsstege
4a einen wesentlich grösseren Durchmesser und damit grösseren Querschnitt auf, als
die Sekundär-Verbindungsstege 4b. Dies bewirkt, dass beim Öffnen der Flasche zunächst
die relativ dünnen und aufgrund des geringen Querschnitts kaum elastisch streckbaren
Sekundär-Verbindungsstege 4b reissen, wodurch die auf die Primär-Verbindungsstege
4a ausgeübte Kraft sprungartig steigt und die Primär-Verbindungsstege 4a ebenfalls
zu reissen beginnen. Auf die vor allem in Figur 2 und Figur 3b dargestellte Weise
beginnt das Garantieband zunächst an einer Stelle zu reissen. Mit fortschreitendem
Reissen der Sekundär-Verbindungsstege 4b reissen auch alle Primär-Verbindungsstege
4a, so dass der Garantieverschluss 1 vom Behälter-Hals 6 getrennt werden kann.
[0019] Figur 4 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem Primär-Verbindungsstege
4a sowie eine erste Anzahl von Sekundär-Verbindungsstegen 4b₁ und eine zweite Anzahl
von Sekundär-Verbindungsstegen 4b₂ vorgesehen sind. Die Sekundär-Verbindungsstege
4b₁ sind dabei analog den Figuren 1 bis 3a und 3b wesentlich dünner und damit leicher
durch Zugbeanspruchung zu zerstören, als die Primär-Verbindungsstege 4a. Die Sekundär-Verbindungsstege
4b₂ sind nochmals dünner ausgebildet, als die ersten Sekundär-Verbindungsstege 4b₁.
Damit lässt sich ein stufenweises Reissen der Verbindungsstege, beginnend bei den
Verbindungsstegen 4b₂, darauf folgend den Verbindungsstegen 4b₁ und schliesslich den
Primär-Verbindungsstegen 4a erreichen.
[0020] Beim Ausführungsbeispiel gemäss Figur 4 ist ausserdem in bekannter Weise ein wesentlich
stärkerer Befestigungs-Steg 9 vorgesehen, der beim Öffnen des Garantieverschlusses
nicht reisst. Zusätzlich ist am Garantieband 3 eine Sollbruchstelle 9a vorgesehen,
an der das Garantieband 3 vertikal aufreissen kann.
[0021] Figur 5 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem die Sekundär-Verbindungsstege
4b sowohl einen kleineren Querschnitt als die Primär-Verbindungsstege 4a aufweisen,
als auch durch Abschrägung einseitig geschwächt sind. Auf diese Weise lässt sich ein
Reissen der Sekundär-Verbindungsstege von ihren geschwächten Flanken her steuern.
[0022] Die Figuren 6a und 6b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem ein Primär-Verbindungssteg
4a im wesentlichen den gleichen Querschnitt aufweist, wie ein Sekundär-Verbindungssteg
4b. Beide Verbindungsstege 4a und 4b sind an spitz zulaufenden Flanken 15 geschwächt,
so dass von dort her das seitliche Einreissen gefördert wird. Wie sich jedoch aus
der Seitenansicht gemäss Figur 6b ergibt, ist der Sekundär-Verbindungssteg 4b zusätzlich
durch eine Einkerbung 10 seitlich geschwächt, so dass er vor dem Primär-Verbindungssteg
4a reisst.
[0023] Die Figuren 7a bis 7c zeigen ein ähnliches Ausführungsbeispiel, bei welchem Primär-Verbindungsstege
4a und Sekundär-Verbindungsstege 4b im oberen Bereich etwa den gleichen Querschnitt
aufweisen. Während jedoch der Primär-Verbindungssteg 4a ungeschwächt verläuft, ist
auf der Aussenseite des Sekundär-Verbindungsstegs 4b eine als Kerbe 10 ausgebildete
Schwächungszone vorgesehen. Figur 7c zeigt dabei schematisch den Schnitt längs der
Linie A-A, in Figur 7a in vergrössertem Massstab, woraus der Verlauf der Kerbe 10
zu entnehmen ist.
[0024] Figur 8 zeigt eine Anordnung von Primär-Verbindungsstegen 4a und 4b, wobei jeweils
abwechselnd in den Zwischenräumen zwischen den Primär-Verbindungsstegen 4a vier Sekundär-Verbindungsstege
4b vorgesehen sind. Die Primär-Verbindungsstege 4a sind etwa gleich dick wie die Wand
des Garantiebands 3, wodurch sich sowohl bei Herstellung mit Spritzgusswerkzeugen,
als auch bei nachträglichem Schneiden der Verschlüsse gute Herstellungseigenschaften
ergeben. Die 4 Sekundär-Verbindungsstege 4b bewirken in der Gesamtheit eine deutliche
Verbesserung der Verbindung zwischen Verschlusskappe 2 und Garantieband 3. Durch ihren
geringen Querschnitt ist jedoch sichergestellt, dass beim Öffnen des Verschlusses
die Sekundär-Verbindungsstege relativ schnell reissen und damit die Gesamt-Belastung
auf die Primär-Verbindungsstege 4a übergeben.
[0025] Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem in jeden Zwischenraum zwischen
je zwei Primär-Verbindungsstegen 4a drei Sekundär-Verbindungsstege 4b angeordnet sind,
um das Garantieband an seinem gesamten Umfang zu stabilisieren.
[0026] Die Figuren 10 und 11 zeigen schematisch, wie sich z.B. ein Verschluss gemäss Figur
9 aus einem Verschluss-Rohling 12 herstellen lässt. Am Verschluss-Rohling 12 greift
dabei ein Schneidmesser 13 an, um die Verbindungsstege in der Konfiguration gemäss
Figur 9 zu erzeugen. Der Rohling 12 wird durch eine nicht dargestellte Einrichtung
am beheizten Schneidmesser 13 so abgerollt, dass das Schneidmesser 13 die Wand des
Rohlings 12 durchschneidet. Lediglich im Bereich der Aussparungen 14 durchdringt das
Schneidmesser 13 die Wand des Rohlings 12 nicht vollständig, so dass Stege 4a und
4b ausgespart bleiben.
[0027] Figur 11 zeigt die Vorderkante des Schneidmessers 13 in stark vergrösserter Darstellung.
Daraus wird ersichtlich, dass am Schneidmesser 13 grössere Aussparungen 14a zur Erzeugung
der Primär-Verbindungsstege sowie kleinere Aussparungen 14b zur Erzeugung der Sekundär-Verbindungsstege
vorgesehen sind.
[0028] Selbstverständlich lassen sich durch entsprechende Formgebung der Aussparungen 14,
14a, 14b praktisch beliebige Stegformen und abgestufte Querschnittsformen ausbilden.
Dabei können z.B. auch mehr als zwei unterschiedlich schwächere Sekundär-Verbindungsstege
oder unterschiedliche Querschnittsformen einzelner Verbindungsstege erzeugt werden.
1. Garantieverschluss, vorzugsweise aus Kunststoff, zum Verschliessen einer Behälteröffnung,
vorzugsweise mit Schraubgewinde, gekennzeichnet durch eine Verschlusskappe (2), die
formschlüssig auf einem Hals (6) des Behälters anbringbar ist, ein Garantieband, das
mit wenigstens einem Rückhalte-Element (7) mit dem Hals (6) der Behälteröffnung in
Eingriff bringbar ist, eine Anzahl von Verbindungsstegen (4a, 4b, 4b₁, 4b₂), welche
die Verschlusskappe (2) mit dem Garantieband (3) verbinden und die beim erstmaligen
Öffnen der Verschlusskappe (2) abreissbar sind, wobei Primär-Verbindungsstege (4a)
und Sekundär-Verbindungsstege (4b; 4b₁, 4b₂) vorgesehen sind und wobei die Primär-Verbindungsstege
(4a) eine höhere Zug- oder Scherbeständigkeit aufweisen, als die schwächeren Sekundär-Verbindungsstege
(4b; 4b₁, 4b₂).
2. Garantieverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens
zwei Primär-Verbindungsstegen (4a) ein Sekundär-Verbindungssteg (4b) vorgesehen ist.
3. Garantieverschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Sekundär-Verbindungsstege
(4b, 4b₁, 4b₂) im Zwischenraum zwischen je zwei Primär-Verbindungsstegen (4a) vorgesehen
sind.
4. Garantieverschluss nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei Sekundär-Verbindungsstege
(4b; 4b₁, 4b₂) im Zwischenraum zwischen wenigstens zwei Primär-Verbindungsstegen (4a)
angeordnet sind.
5. Garantieverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass abwechselnd Zwischenräume
mit wenigstens einem Sekundär-Verbindungssteg (4b, 4b₁, 4b₂) und Zwischenräume ohne
Sekundär-Verbindungssteg zwischen den Primär-Verbindungsstegen (4a) vorgesehen sind.
6. Garantieverschluss nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Sekundär-Verbindungsstege (4b, 4b₁, 4b₂) geringeren Durchmesser oder Materialquerschnitt
aufweisen, als die Primär-Verbindungsstege (4a).
7. Garantieverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sekundär-Verbindungsstege (4b, 4b₁, 4b₂) jeweils wenigstens eine Schwächungszone
(10, 15) aufweisen.
8. Garantieverschluss nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die Primär-Verbindungsstege (4a) wenigstens eine Schwächungszone (10, 15) aufweisen.
9. Garantieverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
Primär-Verbindungsstege (4a) und Sekundär-Verbindungsstege (4b, 4b₁, 4b₂) jeweils
wenigstens eine Schwächungszone (15, 10) aufweisen, und dass die Primär-Verbindungsstege
weniger geschwächt sind, als die Sekundär-Verbindungsstege.
10. Verfahren zum Herstellen eines Garantieverschlusses (1) mit abtrennbarem Garantieband
(3) aus einem Verschluss-Rohling (12) aus Kunststoff, der einen etwa zylindrischen
Wandabschnitt und einen Kappenboden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Wandabschnitt
an vorbestimmbaren Umfangsbereichen unterschiedliche Schwächungszonen angebracht werden,
wobei erste Schwächungszonen vorgesehen sind, in welchen der Wandabschnitt vollständig
durchtrennt wird, zweite Schwächungszonen, in welchen ein Primär-Verbindungssteg (4a)
ausgespart wird und dritte Schwächungszonen, in denen ein Sekundär-Verbindungssteg
(4b, 4b₁, 4b₂) ausgespart wird und wobei die Primär-Verbindungsstege eine geringere
Materialschwächung aufweisen, als die Sekundär-Verbindungsstege.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung als
Schnitt variabler Tiefe im zylindrischen Wandabschnitt des Rohlings (12) angebracht
wird.
12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10 oder 11, mit einer Halteeinrichtung
zur Aufnahme des Kappen-Rohlings (12) und einer Trennvorrichtung zum Anbringen der
Materialschwächung, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung eine Schneide
aufweist, in welcher unterschiedlich geformte Aussparungen (14a, 14b) zum Formen der
Primär- und der Sekundär-Verbindungsstege angeordnet sind.