[0001] Im Stand der Technik sind Verschlußkappen aus Kunststoff zum Verschließen von Behältern,
insbesondere von Flaschen, weit verbreitet. Viele Ausführungsformen von Verschlußkappen
weisen ein sogenanntes Garantieband auf, das abtrennbar ist und beim Öffnen der Flasche
von der Verschlußkappe abgerissen wird. Solange das Garantieband in unversehrtem Zustand
über kleine Stege mit der eigentlichen Verschlußkappe verbunden ist, zeigt dies den
ursprünglichen Zustand des Flascheninhalts an. Es wird somit garantiert, daß die Verschlußkappe
im Originalzustand auf dem Flaschenhals befestigt, vorzugsweise aufgeschraubt, ist.
[0002] Zu diesem Zweck untergreift das Garantieband nach dem Befüllen und Verschließen des
Behälters einen Wulst oder Vorsprung am Flaschenhals. Wenn die Verschlußkappe geöffnet
wird, reißen durch die Zug- und Scherkräfte die Verbindungsstege zwischen der Seitenwand
der Verschlußkappe und dem Garantieband ab. Das Garantieband verbleibt am Flaschenhals,
und die Verschlußkappe kann vollends abgeschraubt werden.
[0003] Als Kunststoffmaterial für den Körper der Verschlußkappe wird gegenwärtig am häufigsten
Polypropylen (PP) verwendet. Der Kunststoff PP ist verhältnismäßig hart, so daß die
Funktion des Garantiebandes sicher gewährleistet ist. Es ist fast ausgeschlossen,
die PP-Verschlußkappe mit Hilfe eines Werkzeugs auszuhebeln, ohne sie sichtbar zu
beschädigen.
[0004] Da die Sortierwerke der Befüllungsanlagen ohne eine Umstellung nur einen einheitlichen
Bereich von Verschlußkappenhöhen verarbeiten können, beträgt die Höhe einheitlich
20 mm. Das Garantieband aus PP sitzt fest auf dem Flaschenhals auf, und reißt bei
Öffnungsversuchen sofort ab.
[0005] Unterhalb des Wulstes oder Vorsprungs, der von dem abtrennbaren Garantieband untergriffen
wird, befindet sich am Flaschenhals noch ein Haltekragen. An diesem Haltekragen wird
die Flasche üblicherweise aufgehängt, während sie befüllt und anschließend verschlossen
wird. Es handelt sich dabei insbesondere um Flaschen aus dem Kunststoffmaterial PET
oder auch PEN. Das Garantieband der Verschlußkappe endet bei der hier angesprochenen,
im Stand der Technik üblichen PP-Ausführungsform etwa 2 mm oberhalb des Haltekragens
am Flaschenhals.
[0006] Die bekannte Verschlußkappe hat den Nachteil, daß sie zweiteilig ausgeführt werden
muß. Das Material Polypropylen wäre zu hart für die Dichtungslippen, die den Raum
zwischen dem Flaschenhals und der Verschlußkappe abdichten. Dies ist besonders kritisch
bei PET-Flaschen, die größere Unebenheiten oder Deformationen aufweisen können als
Glasflaschen. Die weichere Dichtung wird beispielsweise aus Ethylen-Vinyl-Azetat (EVA)
hergestellt, d.h. es sind zwei verschiedene Spritzgußvorgänge notwendig sowie ein
anschließendes Zusammenfügen der zweiteiligen Verschlußkappe.
[0007] Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind bereits einteilige Verschlußkappen aus Polyethylen
vorgeschlagen worden. Dieses Material ist weicher als das gebräuchliche Polypropylen,
und kann daher durch Gestaltung des Dichtungssystems die Dichtungsfunktion sicher
gewährleisten, wenn die Verschlußkappe durch einen einzigen Spritzgußvorgang einteilig
hergestellt wird.
[0008] Andererseits besteht durch das weiche PE-Material die Gefahr, daß das Garantieband
in manipulativer Weise gelöst und eine Unversehrtheit vorgetäuscht werden kann. Die
einteilige Kunststoffverschlußkappe aus PE hat sich deshalb aus Gründen der Garantiesicherung
bis jetzt nicht durchsetzen können.
[0009] Aus diesen Gründen besteht das Bedürfnis nach einer einteiligen Kunststoffverschlußkappe,
deren Garantiefunktion mehr Sicherheit bietet als bisher.
[0010] Aus der US-PS 4 592 476 ist eine Kunststoffverschlußkappe nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 bekannt, bei der das abtrennbare Garantieband in Richtung der Mittelachse
der Verschlußkappe verlängert ist. Gemäß der US-PS reicht das Garantieband bis an
den Haltekragen des Behälters heran, wenn die Verschlußkappe auf der Öffnung des Behälters
sitzt und das Garantieband den Wulst oder Vorsprung am Flaschenhals untergreift.
[0011] Aus der europäischen Patentanmeldung EP 536 082 ist eine Verschlußkappe bekannt,
die im Spritzgußverfahren einstückig mit einem Garantieband hergestellt ist. Zwischen
der Verschlußkappe und dem Garantieband sind Verbindungselemente vorgesehen. Am Kappenboden
ist eine Innendichtung vorgesehen.
[0012] Aus der europäischen Patentanmeldung EP 316 167 ist die Kombination einer Flasche
und einer Verschlußkappe bekannt Die Flasche besteht aus Polyethylenterephtalat (PET).
Die Verschlußkappe ist aus einem thermoplastischen Kunstharz wie z.B. Polyolephin
hergestellt. Die Verschlußkappe weist eine ringförmige Schulter 10 auf, die an der
oberen und äußeren Fläche des Flaschenhalses anliegt. Die Verschlußkappe weist ferner
eine ringförmige Rippe 13 auf, die einwärts von der Schulter 10 elastisch an der Innenfläche
des Flaschenhalses anliegt.
[0013] Aus der internationalen Anmeldung WO 93/24386 ist eine Verschlußkappe für Mehrweg-PET-Flaschen
mit einer ein Innengewinde aufweisenden Kappenwandung, einer die Kappenwandung abschließenden
Stirnwand und einem sich an die Kappenwandung anschließenden Garantieband bekannt.
Die Stirnwand weist eine zum offenen Ende abragende, zur Kappenwandung beabstandete
kreisringförmige Innendichtung auf, deren Außendurchmesser sich im Bereich des freien
Endes zu diesem hin verjüngt. Zur gasdichten Verwendung ist die Verschlußkappe derart
ausgebildet, daß die Innendichtung eine zur Kappenwandung hin gerichtete, im Bereich
des freien Endes ausgebildete Wulst aufweist, und daß die Wulst den sich im Außendurchmesser
verjüngenden Bereich umfaßt.
[0014] Schließlich ist aus der internationalen Anmeldung WO 96/02430 eine Verschlußkappe
zum lösbaren Verschließen eines Behälters bekannt, die einen zum Behälter korrespondierenden
Kappenkörper aufweist. Der Kappenkörper und eine Dichtung wirken mit dem oberen Rand
des Behälters zusammen, um den Behälter zu verschließen. Die Verschlußkappe weist
mindestens eine, an dem Kappenkörper angeformte Schulter auf, die dem oberen Rand
des Behälters gegenüberliegt und die beim Verschließen mit der Dichtung zusammenwirkt.
[0015] Neben der zuverlässigen Gewährleistung der Garantiefunktion und der Dichtungsfunktion
ist es wünschenswert, daß an eine solche Verschlußkappe keine besonderen Toleranzanforderungen
gestellt werden. Ferner ist es wünschenswert, daß eine Verschlußkappe in wenigen Schritten
herstellbar, d.h. formbar und aus einer Gußform entformbar, sowie nach Gebrauch recyclefähig
ist.
[0016] Das Problem der Erfindung ist es daher, einen einteiligen Kunststoffverschluß, insbesondere
aus PE-Material zu schaffen, der ohne besondere Toleranzanforderung auf einem gefüllten
Behälter aufsetzbar ist, und dabei gleichzeitig die weiteren, teilweise widersprüchlichen
Forderungen erfüllt, in wenigen Schritten herstellbar und nach Gebrauch recyclefähig
zu sein, sowie die Garantiefunktion und die Dichtungsfunktion für den verschlossenen
Behälter gleichermaßen zuverlässig zu gewährleisten.
[0017] Die Lösung besteht nach der vorliegenden Kombinationserfindung in einer Verschlußkappe
mit einem verlängerten Garantieband und einer verlängerten, d.h. über den Rand des
Behälterhalses in die Öffnung hineinreichenden Innendichtung, die durch folgende Merkmale
in Kombination gekennzeichnet ist:
- einen trichter- oder glockenförmigen Fortsatz am freien Ende des verlängerten Garantiebands,
- eine trichterförmige Außenfläche an der verlängerten Innendichtung,
- und eine mittlere Gebrauchsfestigkeit des Kunststoffmaterials der einteiligen Verschlußkappe
(insbesondere Festigkeit des PE-Materials) derart, daß
- der trichter- oder glockenförmige Garantieband-Fortsatz auf dem Haltekragen des gefüllten
Behälters nicht untergreifbar aufsitzt, und
- die trichterförmige Innendichtungs-Außenfläche elastisch andrückbar am Behälterhals
anliegt.
[0018] Durch den trichterförmigen Fortsatz am Garantieband und die trichterförmige Außenfläche
an der Innendichtung ist der Kunststoffverschluß ohne besondere Toleranzanforderungen
auf einen gefüllten Behälter aufzusetzen. Durch die einteilige Ausbildung ist der
Kunststoffverschluß in wenigen Schritten durch Spritzgießen formbar und aus der Spritzgußform
entformbar. Durch dasselbe Merkmal (ein einziges Kunststoffmaterial, insbesondere
Polyethylen) ist der Kunststoffverschluß auch nach Gebrauch recyclefähig. Die Garantiefunktion
für den verschlossenen Behälter ist dadurch zuverlässig gewährleistet, daß der Trichter
oder glockenförmige Fortsatz des Garantiebands auf dem Haltekragen des gefüllten Behälters
nicht untergreifbar aufsitzt. Die Dichtungsfunktion für den verschlossenen Behälter
ist dadurch zuverlässig gewährleistet, daß die trichterförmige Außenfläche der Innendichtung
elastisch andrückbar am Behälterhals anliegt. Das Kunststoffmaterial der einteiligen
Verschlußkappe weist im Gebrauch einen Festigkeit auf, die für das trichterförmig
verlängerte Garantieband hart genug und gleichzeitig für die trichterförmig verlängerte
Innendichtung weich genug ist. Die Hinterschneidungen am Garantieband und an der Innendichtung
können aus der Spritzgußform entformt werden, so lange das warme Kunststoffmaterial
seine Gebrauchsfestigkeit noch nicht erreicht hat.
[0019] Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Nach dem
Patentanspruch 4 kann das Garantieband in Richtung der Mittelachse der Verschlußkappe
länger als die üblichen 20 mm sein. Insbesondere ist eine Gesamthöhe von 23,5 mm für
das Verschließen der PET-Flaschen geeignet, die derzeit üblich sind. Das Garantieband
reicht bei dieser Länge bis an den Haltekragen heran und ist auf diesem fest aufgepreßt.
Es ist dann nicht möglich, mit einem Hebel das Garantieband abzuheben. Das untere
Ende des Garantiebands kann glockenförmig aufsitzen und dann nicht untergriffen werden,
was ausreichende Sicherheit auch bei dem relativ weichen PE-Material bietet.
[0020] Es ist ein einteiliger Aufbau der gesamten Verschlußkappe möglich (Patentanspruch
2). Das unter diesen Umständen bevorzugte Material Polyethylen (PE) ist im Patentanspruch
3 gekennzeichnet.
[0021] Es ist wichtig, sämtliche Funktionen der Verschlußkappe auf Form und Material des
zu verschließenden Behälters abzustimmen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der
Behälter eine Flasche (Patentanspruch 6), die einen Schraubverschluß aufweist. Die
Flasche ist vorzugsweise aus Kunststoffmaterial hergestellt (Patentanspruch 7). Gegenwärtig
üblich und verbreitet sind PET- oder auch PEN-Flaschen (Patentanspruch 8), für welche
die beanspruchten Kunststoffverschlußkappen besonders geeignet sind. Die bevorzugten
Ausführungsbeispiele für Aufbau und Verwendung der Verschlußkappen sollen die im Patentanspruch
1 niedergelegte Erfindung jedoch nicht einschränken.
[0022] In den Unteransprüchen 9 bis 23 ist ein Dichtungssystem "a" in Kombination mit dem
verlängerten Garantieband beansprucht. In den Unteransprüchen 24 bis 35 ist ein Dichtungssystem
"b" in Kombination mit dem verlängerten Garantieband enthalten. Der Unteranspruch
36 ist auf eine schuppenartige Struktur an der Unterseite einer dünnen, keilförmigen
Dichtungslippe gerichtet.
[0023] Die Kombinationserfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4 näher erläutert. Es zeigen
- Fig 1:
- Das Grundprinzip einer Verschlußkappe nach der Erfindung mit einem verlängerten Garantieband
und einer verlängerten Innendichtung;
- Fig 1a, 2a, 3a:
- Ein Ausführungsbeispiel "a" der Verschlußkappe nach der Erfindung in axialer Schnittansicht
(Fig 1a), in axialem Teilschnitt (Fig. 2a) auf eine Flasche aufgeschraubt und in horizontalem
Schnitt (Fig. 3a) entlang der Linie A-A in Fig. 1a;
- Fig 1b, 2b, 3b:
- Ein Ausführungsbeispiel "b" der Verschlußkappe nach der Erfindung in axialer Schnittansicht
(Fig. 1b) in verschlossenem Zustand, und für einen zu verschließendem Behälter (Fig.
2b) in axialer Schnittansicht (Fig. 3b); und
- Fig. 4:
- Ein Ausführungsbeispiel "c" der Verschlußkappe nach der Erfindung in axialer Schnittansicht.
[0024] In der Patentzeichnung ist in Fig. 1 und Fig. 1a ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung in axialem Schritt dargestellt. Die Formgebung der Verschlußkappe ist
durch die Rechtsschraffur erkennbar, die Formgebung des innenliegenden Flaschenhalses
durch die Linksschraffur. Die Verschlußkappe ist einteilig, d.h. die drei ringförmigen
Dichtungslippen 8a, 10a, 15a, die dem Rand des Flaschenhalses 1 gegenüberliegen, sind
ebenso wie das unten angeformte Garantieband 6 in einem einzigen Arbeitsgang durch
Spritzguß hergestellt. Die Verschlußkappe ist in Fig. 1 in dem Zustand dargestellt,
in welchem sie auf dem Flaschenhals 1 fest aufgeschraubt ist. Das Garantieband 6,
das über kleine Stege 5 mit dem Körper 2, 3, 4 der Verschlußkappe verbunden ist, untergreift
einen Wulst oder Vorsprung an der Außenseite des Flaschenhalses 1. Das abtrennbare
Garantieband 5, 6 reicht erfindungsgemäß weit nach unten und sitzt auf einem Haltekragen
der Flasche 1 auf. Der Haltekragen dient dazu, den Behälter, hier eine PET-Flasche
1, in einer Transportvorrichtung aufzuhängen, während der Behälter 1 befüllt und verschlossen
wird.
[0025] Obwohl das angeformte Garantieband 6 verhältnismäßig weich sein kann, sitzt es erfindungsgemäß
fest auf dem Flaschenhals und reißt sofort ab, wenn der Schraubverschluß geöffnet
wird. Die Formgebung der Kunststoffverschlußkappe 2 bis 7 macht es erstmals möglich,
die technischen Erfordernisse der einfachen Herstellbarkeit (einteilige Verschlußkappe),
sichere Dichtungsfunktion (weiches Material für Dichtungslippen), einfaches Öffnen
(leichtes bestimmungsgemäßes Abreißen des Garantiebandes) und verläßliche Garantiefunktion
(eng am Behälter anliegendes Garantieband) gleichzeitig zu erfüllen.
[0026] Die Patentansprüche 9 und 10 beziehen sich auf eine Verschlußkappe, insbesondere
für Mehrweg-PET-Flaschen, mit einer ein Innengewinde aufweisenden Kappenwandung, einer
die Kappenwandung abschließenden Stirnwand und einem sich an die Kappenwandung anschließenden,
an einer Sollbruchstelle aufreißbaren kreisringförmigen Garantieband, wobei die Stirnwand
eine zum offenen Ende abragende, zur Kappenwandung beabstandete kreisringförmige Innendichtung
aufweist, deren Außendurchmesser sich im Bereich des freien Endes zu diesem hin verjüngt.
[0027] Dabei handelt es sich grundsätzlich um schraubbare Verschlußkappen zum Schließen
von Flaschen, insbesondere zum Schließen sogenannter Mehrweg-Flaschen. Solche Flaschen
werden zum Abfüllen von Getränken jeglicher Art verwendet, wobei insbesondere auch
kohlensäurehaltige Getränke in die Flaschen abgefüllt werden. Folglich muß die dort
verwendete Verschlußkappe auch dem innerhalb der Flasche entstehenden Gasdruck standhalten,
muß demnach mit der Flasche bzw. gegenüber der Flasche gasdicht abschließen.
[0028] Seit geraumer Zeit sind nun auch sogenannte PET-Flaschen auf dem Markt, wobei es
sich hier um Mehrweg-Kunststofflaschen handelt, die insbesondere mit einem Füllvolumen
von 1,5 Litern angeboten werden. Aufgrund erheblicher Toleranzen der in Rede stehenden
Flaschen im Bereich der Flaschenmündung bestehen hier gegenüber den zu verwendenden
Verschlußkappen besondere Abdichtprobleme. Folglich sind hier Verschlußkappen mit
besonderen Dichtungsmaßnahmen erforderlich. Hinzu kommt, daß die in Rede stehenden
PET-Flaschen insbesondere bei mehrfacher Verwendung keine einwandfreien Mündungen
und Gewinde mehr aufweisen, zumal diese durch das Handling der Verbraucher und Abfüller
meist deformiert bzw. beschädigt sind.
[0029] Nun hat man sich im Hinblick auf das voranstehend erläuterte Problem im Stand der
Technik bereits dadurch geholfen, daß die Verschlußkappen zumindest im Bereich der
Stirnwand, wo die Stirnfläche der Flaschenmündung zur Anlage kommt, mit einem besonderen
Dichtungsmaterial versehen werden. Dazu wird ein vorzugsweise weicher Kunststoff verwendet,
der sich von dem restlichen Material der Verschlußkappe - Aluminium oder ebenfalls
Kunststoff - unterscheidet. Folglich wird durch diese zusätzliche Dichtungsmaßnahme
eine mehrteilige Verschlußkappe aus unterschiedlichen Materialien zur Verfügung gestellt,
die im Hinblick auf ein immer stärker gefordertes Recycling solcher Teile nicht mehr
vertretbar ist. Praktisch ist es nämlich nicht möglich, eine in die Verschlußkappe
eingebrachte zusätzliche Dichtung aus einem Zweitmaterial nach Gebrauch der Verschlußkappe
wieder zu entnehmen, um ein materialspezifisches Recycling einzuleiten. Folglich bleibt
bei Verschlußkappen der in Rede stehenden Art - mit unterschiedlichen Komponenten
- nichts anderes übrig, als diese dem Hausmüll zuzuführen. Gerade dies soll jedoch
in Zukunft vermieden werden, so daß die aus der Praxis bekannte Lösung zum Erreichen
eines gasdichten Abschlusses, insbesondere von Mehrweg-PET-Flaschen, nicht oder nur
noch in äußerster Not realisierbar ist.
[0030] Erfindungsgemäß ist hier erkannt worden, daß zum gasdichten Verschluß einer Flasche
mittels der in Rede stehenden schraubbaren Verschlußkappe eine besondere Ausgestaltung
der Innendichtung erforderlich ist. Diese besondere Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Innendichtung im Bereich des freien Endes eine zur Kappenwandung hin gerichtete
Wulst aufweist, die bei aufgeschraubter Verschlußkappe gegen die Innenwandung der
Flasche im Bereich der Flaschenmündung drückt. Aufgrund der Ausbildung der Wulst im
Bereich des freien Endes und aufgrund der Integration des sich im Außendurchmesser
verjüngenden Bereichs in der Wulst drückt die Innendichtung - bei aufgeschraubter
Verschlußkappe - sehr stark an die Innenwandung der Flasche und dichtet dabei wirksam
zwischen Innendichtung und Flascheninnenwandung ab. Ein sich innerhalb der Flasche
aufbauender Gasdruck wird in ganz besonders vorteilhafter Weise zum Anpressen der
Innendichtung an die Flascheninnenwandung genutzt, wobei die am freien Ende der Innendichtung
ausgebildete Wulst aufgrund des doch erheblichen Abstandes zur Stirnwand mit enormem
Druck an die Flascheninnenwandung gedrückt wird. Aufgrund des relativ weiten Eingreifens
der Innendichtung bzw. der am freien Ende vorgesehenen Wulst in die Flasche ist ein
Abrutschen der Wulst an der Flaschenmündung nicht möglich, vielmehr ist ein gewisses
Gleiten der Wulst entlang der Flascheninnenwandung möglich, ohne die abdichtende Wirkung
einzubüßen.
[0031] Alternativ zu der voranstehend erörterten erfindungsgemäßen Lehre kann die erfindungsgemäße
Verschlußkappe auch durch die Merkmale des Anspruches 10 gekennzeichnet sein. Danach
ist die erfindungsgemäße Verschlußkappe derart ausgestattet, daß die Stirnwand im
Bereich zwischen Kappenwandung und Innendichtung eine von der Stirnwand abragende,
zumindest geringfügig zur Innendichtung hin geneigte erste kreisringförmige Keildichtung
aufweist. Im Rahmen dieser erfindungsgemäßen Alternative ist erkannt worden, daß eine
hinreichende Abdichtung zwischen der Verschlußkappe und der zu verschließenden Flasche
dadurch realisiert werden kann, daß zwischen der Innendichtung und der Kappenwandung
eine aufgrund ihrer keilförmigen Ausgestaltung als Keildichtung bezeichnete Dichtung
ausgebildet ist. Auch diese Dichtung ist kreisringförmig ausgeführt und wird aufgrund
ihrer Neigung zur Innendichtung hin beim Aufschrauben auf eine Flasche weiter zur
Innendichtung hin gebogen, so daß die Keildichtung aufgrund ihrer Eigenelastizität
und der durch das Aufschrauben hervorgerufenen Spannung fest im Bereich der Flaschenmündung
an der Flasche anliegt.
[0032] Im Hinblick auf eine besonders wirkungsvolle Abdichtung zwischen Verschlußkappe und
Flasche ist es von Vorteil, wenn die Innendichtung über die Vorkehrung der zuvor erörterten
Keildichtung hinaus eine zur Kappenwandung hin gerichtete, im Bereich des freien Endes
ausgebildete Wulst aufweist und wenn diese Wulst den sich im Außendurchmesser verjüngenden
Bereich umfaßt. Mit anderen Worten sind hier die zuvor als alternative Lösungen dargestellten
Merkmale in ganz besonders vorteilhafter Weise kombiniert, um den Abdichtungseffekt
insbesondere im Hinblick auf einen sehr hohen Gasdruck im Inneren der Flasche erheblich
und wirkungsvoll zu verbessern.
[0033] Im Hinblick auf die Ausgestaltung der Innendichtung ist es von weiterem Vorteil,
wenn diese auf der der Kappenwandung abgewandten Seite in etwa geradlinig bis hin
zur Wulst verläuft. Dies bedeutet, daß die innere Wandung der Innendichtung insgesamt
eine in etwa kreisringförmige Innenfläche bildet. Auf der der Kappenwandung zugewandten
Seite geht die Innendichtung in etwa bogenförmig in die Wulst über, d.h. die der Kappenwandung
zugewandte Seite der Innendichtung erstreckt sich in Richtung der Kappenwandung. Von
dort aus verjüngt sich die Innendichtung wieder in etwa geradlinig im Außendurchmesser,
wodurch eine vom unteren Ende der Innendichtung zum äußersten Bereich der Wulst verlaufende
Keilfläche entsteht, mittels derer die Innendichtung bzw. die Wulst der Innendichtung
in die Flaschenmündung einführbar ist. Aufgrund dieser keilförmigen Ausgestaltung
wird die Innendichtung in etwa um den Betrag des Abragens der Wulst nach innen gedrückt
und wirkt aufgrund der materialspezifischen Elastizität somit aufgrund der dabei erreichten
Spannung einen erheblichen Druck auf die Flascheninnenwandung im Mündungsbereich aus.
Die Wulst ist vorzugsweise derart dimensioniert und erstreckt sich derart in die Kappenwandung
hinein, daß die Innendichtung bzw. Wulst im aufgeschraubten Zustand - entsprechend
den Toleranzen einerseits der Verschlußkappe und andererseits der Flaschenmündung
- mit vorgegebener Anpreßkraft gegen die Flascheninnenwandung im Bereich der Flaschenmündung
drückt.
[0034] Die zuvor bereits erwähnte erste Keildichtung ist in besonders vorteilhafter Weise
derart positioniert und dimensioniert, daß sie im aufgeschraubten Zustand der Verschlußkappe
zur vorgespannten Anlage am Radius des Flaschenhalses, d.h. am Übergang in die Flaschenmündung,
dient. Mit anderen Worten wird die erste Keildichtung beim Aufschrauben der Verschlußkappe
zur Stirnwand hin gebogen und drückt aufgrund ihrer Eigenelastizität und der sich
daraus ergebenden Spannung im aufgeschraubten Zustand an den Radius des Flaschenhalses
bzw. exakt an den Übergang in die Flaschenmündung, d.h. an die Kante zwischen der
Stirnfläche der Flaschenmündung und der Flascheninnenwandung. Bei sich von innen aufbauendem
Druck wird die Keildichtung noch stärker an den Flaschenradius gedrückt, so daß aufgrund
des Innendrucks die Dichtwirkung abermals erhöht ist. Gleiches gilt für die zuvor
ausführlich erwähnte Innendichtung, die ebenfalls aufgrund des sich im Flascheninneren
aufbauenden Drucks über den durch die materialspezifische Spannung erreichten Anpreßdruck
hinaus, d.h. verstärkt, an die Flascheninnenwandung gedrückt wird.
[0035] Die erste Keildichtung kann konkret unterschiedliche Gestalt aufweisen, beispielsweise
zum freien Ende hin mit im wesentlichen ebenen Flächen spitz zulaufen. Ebenso könnten
die beidseitigen Flächen der ersten Keildichtung konkav oder konvex ausgeführt sein.
Eine Abrundung des freien Endes der ersten Keildichtung ist ebenfalls möglich.
[0036] Zur weiteren Erhöhung der Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Verschlußkappe ist es
von ganz besonderem Vorteil, wenn im Bereich zwischen Kappenwandung und Innendichtung,
vorzugsweise im Übergang zwischen Kappenwandung und Stimwand, d.h. in etwa in dem
zwischen Kappenwandung und Stirnwand gebildeten Winkel, eine von der Stirnwand bzw.
von der Kappenwandung abragende, zumindest geringfügig zur Innendichtung hin geneigte
zweite kreisringförmige Keildichtung vorgesehen ist. Diese zweite Keildichtung kann
dabei derart positioniert und dimensioniert sein, daß sie im aufgeschraubten Zustand
zur vorgespannten Anlage auf der Stirnfläche der Flaschenmündung dient. Die zweite
Keildichtung wird demnach ebenso wie die erste Keildichtung beim Aufschrauben der
Verschlußkappe zur Stirnwand hin gebogen, wodurch aufgrund der Eigenelastizität der
zweiten Keildichtung ein erheblicher Anpreßdruck an die Flasche, genauer gesagt an
die Stirnfläche der Flaschenmündung, entsteht. Auch die zweite Keildichtung kann zum
freien Ende hin mit im wesentlichen ebenen Flächen spitz zulaufen, wobei diese beidseitigen
Flächen der zweiten Keildichtung ebenfalls konkav oder konvex ausgeführt sein können.
Die zur ersten Keildichtung getätigten Ausführungen gelten auch für die zweite Keildichtung,
so daß sich hierzu weitere Ausführungen erübrigen.
[0037] Im Hinblick auf eine Verbesserung der Dichtwirkung der erfindungsgemäßen Verschlußkappe
ist es schließlich möglich, daß die Kappenwandung vorzugsweise im oberen Bereich,
d.h. im Bereich kurz vor dem Übergang zur Stirnwand, eine etwa radial bzw. nach innen
abragende kreisringförmige Dichtung zur Anlage an der Flaschenaußenwandung aufweist.
Hierbei kann es sich um eine im Sinne einer Schnurdichtung oder eines Dichtrings ausgeführte
Dichtung handeln, wobei diese vorzugsweise integraler Bestandteil der Verschlußkappe
ist. Diese Dichtung könnte im Sinne einer Dichtungswulst nach innen hin abgerundet
und so dimensioniert sein, daß sie im aufgeschraubten Zustand unter Vorspannung an
der Flaschenaußenwandung anliegt.
[0038] Die voranstehenden Ausführungen bezüglich unterschiedlicher Dichtungsmaßnahmen zwischen
Verschlußkappe und Flasche machen deutlich, daß eine Kombination der voranstehenden
Dichtungsmaßnahmen bzw. Dichtungen zu einer Art Mehrbarrierensystem im Hinblick auf
die Abdichtung der Flasche führt. Dabei sind bis auf die der Kappenwandung zugeordnete
Dichtung sämtliche Dichtungen so ausgelegt, daß sie bei steigendem Innendruck eine
erhöhte Dichtwirkung aufweisen, da sie sich aufgrund des steigenden Innendrucks stärker,
d.h. mit höherem Anpreßdruck, an die Flaschenwandung bzw. Stirnfläche der Flasche
anlegen.
[0039] Nun ist es im Hinblick auf ein sicheres und erkennbares verschließen der Flasche
von ganz besonderem Vorteil, wenn in Kombination das Garantieband vorgesehen ist.
Dieses Garantieband schließt sich auf der der Stirnwand abgewandten Seite an die Kappenwandung
an und weist eine erste Sollbruchstelle auf. Eine solche Ausgestaltung des Garantiebandes
ist jedoch insoweit problematisch, als beim Öffnen der Flasche, d.h. beim Abschrauben
der Verschlußkappe, das Garantieband zunächst aufgebrochen und von zahlreichen Benutzern
insgesamt von der Verschlußkappe abgerissen wird. Nach Gebrauch, d.h. nach Entleeren
der Flasche, wandert dieses insgesamt abgerissene Garantieband nicht selten in das
Flascheninnere, aus dem es aufgrund seiner gebogenen Ausgestaltung nur noch mit Mühe
entnehmbar ist. Beim Reinigungsprozeß der Flasche können die ins Flascheninnere gelangten
Garantiebänder nicht herausgespült werden. Sogenannte Flascheninspektionsmaschinen
erkennen diese Bänder nicht, wodurch nicht selten solche alten - gebrauchten - Garantiebänder
in ein erneut in die Mehrwegflasche gefülltes Getränk gelangen. Reklamationen sind
hier somit vorprogrammiert.
[0040] Folglich ist es von ganz besonderem Vorteil, das in Rede stehende Garantieband zur
Vermeidung der zuvor erwähnten Problematik mit einer zweiten Sollbruchstelle auszustatten.
Diese zweite Sollbruchstelle könnte derart angeordnet sein, daß sie der ersten Sollbruchstelle
in etwa gegenüberliegt, so daß das Garantieband beim Aufreißen - nach Aufreißen der
ersten Sollbruchstelle - aufgrund eines Aufreißens der zweiten Sollbruchstelle in
zwei in etwa gleichlange Hälften teilbar ist. Dadurch läßt sich das Garantieband nicht
einteilig, sondern ausschließlich zweiteilig abreißen, nämlich in zwei kurzen Stücken.
Diese sich aus dem gesamten Garantieband ergebenden beiden kurzen Teile lassen sich
ohne weiteres aus der Flasche durch die relativ enge Flaschenmündung hindurch ausspülen,
so daß das zuvor genannte Problem gelöst ist.
[0041] Im Hinblick auf eine einfache Fertigung wird die verschlußkappe einteilig ausgeführt.
Dazu eignet sich insbesondere Polyethylen, zumal dieser Kunststoff ohne weiteres einem
Recyclingprozeß zugeführt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Verschlußkappe ist
schließlich wesentlich, daß diese ausschließlich aus ein und demselben Material hergestellt
werden kann, daß vorgesehene Dichtungen erforderlich sind, also keine Materialkombinationen
im Hinblick auf Stirnwand, Kappenwandung und im Inneren der Verschlußkappe.
[0042] Die Fig. 1a, 2a und 3a zeigen gemeinsam ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verschlußkappe für Mehrweg-PET-Flaschen 1, mit einer ein Innengewinde 2 aufweisenden
Kappenwandung 3, einer die Kappenwandung 3 abschließenden Stirnwand 4 und einem sich
an die Kappenwandung 3 anschließenden, an einer Sollbruchstelle 5 aufreißbaren kreisringförmigen
Garantieband 6, 6a, wobei die Stirnwand 4 eine zum offenen Ende abragende, zur Kappenwandung
3 beabstandete kreisringförmige Innendichtung 7, 7a, aufweist, deren Außendurchmesser
sich im Bereich des freien Endes zu diesem hin verjüngt.
[0043] Erfindungsgemäß weist die Innendichtung 7a eine zur Kappenwandung 3a hin gerichtete,
im Bereich des freien Endes ausgebildete Wulst 8a auf. Die Wulst 8a umfaßt den sich
im Außendurchmesser verjüngenden Bereich 9a.
[0044] Die Figuren 1a und 2a zeigen des weiteren, daß die Stirnwand 4 im Bereich zwischen
Kappenwandung 3 und Innendichtung 7 eine von der Stimwand 4 abragende, zur Innendichtung
7 hin geneigte erste kreisringförmige Keildichtung 10a aufweist
[0045] Die Innendichtung 7 verläuft auf der der Kappenwandung 3 abgewandten Seite in etwa
geradlinig bis hin zu der Wulst 8. Auf der der Kappenwandung 3 zugewandten Seite verläuft
die Innendichtung 7 in etwa bogenförmig bis hin zur Wulst 8, geht also in die Wulst
8 über, und verjüngt sich von dort aus wiederum in etwa geradlinig im Außendurchmesser.
Die Wulst 8 ist dabei derart dimensioniert bzw. erstreckt sich derart zur Kappenwandung
3 hin, daß die Innendichtung 7 bzw. die Wulst 8 im aufgeschraubten Zustand mit vorgegebener
Anpreßkraft gegen die Flascheninnenwandung 11 im Bereich der Flaschenmündung 12a drückt.
[0046] Fig. 2a zeigt besonders deutlich, daß die erste Keildichtung 10a derart positioniert
und dimensioniert ist, daß sie im aufgeschraubten Zustand zur vorgespannten Anlage
am Radius bzw. an der Innenkante 13a des Flaschenhalses 14a bzw. am Übergang in die
Flaschenmündung 12a dient. Diese erste Keildichtung 10a läuft zum freien Ende hin
mit im wesentlichen ebenen Flächen spitz zu.
[0047] Die Fig. 1a und 2a zeigen des weiteren deutlich, daß im Bereich zwischen Kappenwandung
3 und Innendichtung 7 im Übergang zwischen Kappenwandung 3 und Stirnwand 4 eine von
der Stirnwand 4 bzw. von der Kappenwandung 3 absagende, zur Innendichtung 7 hin geneigte
zweite kreisringförmige Keildichtung 15, 15a, vorgesehen ist. Die zweite Keildichtung
15, 15a ist gemäß der Darstellung in Fig. 2a derart positioniert und dimensioniert,
daß sie im aufgeschraubten Zustand zur vorgespannten Anlage an der Stirnfläche 16a
der Flaschenmündung 12a dient Des weiteren ist die zweite Keildichtung 15a zum freien
Ende hin mit ebenen Flächen spitz zulaufend ausgeführt.
[0048] Die Fig. 1a und 2a zeigen des weiteren, daß die Kappenwandung 3 im oberen Bereich,
d.h. im Bereich kurz vor dem Übergang zur Stirnwand 4, eine in etwa radial bzw. nach
innen abragende kreisringförmige Dichtung 17a zur Anlage an der Flaschenaußenwandung
18a aufweist. Diese Dichtung 17a ist im Sinne einer Dichtungswulst nach innen hin,
d.h. zur Flaschenaußenwandung 18a, abgerundet. Die Dichtung 17a ist gemäß der Darstellung
in Fig. 2a derart dimensioniert, daß sie im aufgeschraubten Zustand unter Vorspannung
an der Flaschenaußenwandung 18a anliegt.
[0049] Schließlich zeigen die Fig. 1a und 3a gemeinsam, daß das Garantieband 6, 6a eine
zweite Sollbruchstelle 19a aufweist. Die zweite Sollbruchstelle 19a liegt der ersten
Sollbrachstelle 5 gegenüber, so daß das Garantieband 6 beim Aufreißen - nach Aufreißen
der ersten Sollbruchstelle 5 - aufgrund eines Aufreißens der zweiten Sollbruchstelle
19a in zwei in etwa gleich lange Häuften 20, 21 teilbar ist.
[0050] Schließlich ist hervorzuheben, daß die Verschlußkappe insgesamt einteilig ausgeführt
ist und aus Kunststoff, nämlich aus Polyethylen, besteht.
[0051] Die folgende Erörterung des Anmeldungsgegenstandes beschränkt sich auf Verschlußkappen
zum Verschließen von GDB-Getränkeflaschen, um die Diskussion übersichtlich zu halten.
Es wird jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung nicht
auf Verschlußkappen für GDB-Getränkeflaschen beschränkt ist, sondern sich für beliebige
Arten von Behältern eignet, wie beispielsweise auch für Nahrungsmittelbehälter (sogenannte
Tupper Ware). Ferner ist bevorzugterweise die erfindungsgemäße Verschlußkappe sowohl
für Mehrwegflaschen (MW) als auch für Einwegflaschen (EW) aus dem Material PET verwendbar.
[0052] Verschlußkappen, mit denen Getränkeflaschen oder ähnliche Behälter verschlossen werden
können, müssen unterschiedliche Anforderungen erfüllen. Zum einen muß die Abdichtung
der Getränkeflaschen bzw. Behälter derart erreicht werden, daß das in ihnen enthaltene
Getränk im verschlossenen bzw. verriegelten Zustand nicht aus dem Behälter austreten
kann. Handelt es sich bei den abzudichtenden Behältern um Flüssigkeiten enthaltende
Flaschen, dann wird diese Anforderung durch die Viskosität der Flüssigkeit bestimmt.
Sind die in den Flaschen enthaltenen Getränke darüber hinaus mit einem unter Druck
stehenden Gas wie z. B. Kohlensäure versetzt, dann muß die Abdichtung darüber hinaus
auch gasdicht sein, um das Gas am Austritt aus der Flasche zu hindern.
[0053] Im einzelnen wird die Abdichtung gemäß dem Ausführungbeispiel "b" dadurch erreicht,
daß eine wellenförmig gerippte Struktur vorgesehen ist, die das Dichtungsmittel gezielt
gegen die Oberkante des Behälters drückt, wodurch eine Dichtungszone entsteht, in
der das Dichtungsmittel mit hohem Druck gegen die Oberkante des Behälters gedrückt
wird. Die Struktur gemäß dem Patentanspruch 24 ermöglicht eine gezielte Positionierung
der Dichtungslippe auf dem Behälterrand unter einem hohen Auflagedruck. Dieser zu
einer sehr guten Abdichtung führende Verschlußvorgang wird ermöglicht, ohne die Verschlußkappe
unnötig zu verkomplizieren.
[0054] Das Ausführungsbeispiel "b" der vorliegenden Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme
auf Fig. 1b, 2b und 3b näher erläutert.
[0055] In Figur 1b ist eine Verschlußkappe zum lösbaren Verschließen einer Flasche gemäß
einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die im Folgenden im einzelnen beschriebene Ausführungsform betrifft einen Schraubverschluß
zum Verschließen einer Flasche, die kohlensäurehaltige Flüssigkeiten enthalten kann.
Wie bereits zuvor erwähnt, wird jedoch darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung
nicht auf Schraubverschlüsse für Flaschen beschränkt ist. Alternative Ausführungsformen
betreffen beispielsweise Dosen, die sich für das Aufbewahren/Einfrieren von Nahrungsmitteln
eignen. Einmachgläser, aber auch Verschlußkappen von Behältern, die nicht im Nahrungsmittelsektor
eingesetzt werden. wie beispielsweise Farbeimer.
[0056] In Figur 1b ist eine Verschlußkappe in ihrer Ausgangsform in einer Schnittansicht
dargestellt. Die Verschlußkappe besteht aus einem Kappenkörper 10b, der ein oberes
Deckenteil 18b und ein im wesentlichen zylindrisches Seitenteil 19b umfaßt. Das Seitenteil
19b erstreckt sich im wesentlichen senkrecht aus der Ebene des Deckenteils 18b. Gemäß
der in Figur 1b dargestellten Ausführungsform erfolgt der Übergang von dem Deckenteil
18b zu dem zylindrischen Seitenteil 19b nicht abrupt (scharfkantig), sondern mittels
eines abgerundeten Übergangsteiles 20b. Es wird darauf hingewiesen, daß in der gezeigten
Ausführungsform das Deckenteil 18b, das Seitenteil 19b und das Übergangsteil 20b keine
separaten Elemente sind, sondern daß sie vielmehr zusammen den Kappenkörper 10b bilden.
[0057] An dem Seitenteil 19b ist ein Schraubgewinde 12b ausgebildet, das als Verschlußmechanismus
dient, mittels dem die Verschlußkappe 10b auf dem zu verschließenden Behälter 100
befestigt wird. Das Schraubgewinde 12b wirkt mit einem entsprechenden, paarig ausgebildeten
Schraubgewinde 112 (vergl. Fig. 2b) auf der Flasche 100 zusammen. Es wird ausdrücklich
darauf hingewiesen, daß das Schraubgewinde 12b nicht den einzigen möglichen Verschlußmechanismus
für den zu verschließenden Behälter darstellt. Alle möglichen anderen Arten von an
sich bekannten Verschlußmechanismen sind " gleichfalls geeignet, wie etwa Bügelverschlüsse,
in Ausnehmungen eingreifende Nasen - bzw. Schultern, etc.
[0058] Wie man der Figur 1b entnehmen kann, wird gemäß der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung an dem Seitenteil 20b innenliegend ein Dichtungsmittel in Form
einer radial umlaufenden Dichtungslippe 13, 13b vorgesehen. Die Dichtungslippe 13
hat eine lange keilförmige Form. Im Ruhezustand (d.h. in dem Zustand, in dem die Verschlußkappe
keinen Behälter verschließt) erstreckt sich die Dichtungslippe 13 vom Übergangsteil
20b her nahezu waagrecht, vorzugsweise jedoch mit einer geringen Neigung hin zum Mittelpunkt
der Verschlußkappe. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt die Neigung
41° bis 48° gegen die Horizontale, um die Entformung zu erleichtern (vergl. Fig. 4).
Die Breite B der Dichtungslippe 13 wird vorzugsweise so gewählt, daß das innenliegende
Ende der Dichtungslippe 13 im verschlossenen Zustand im wesentlichen bündig mit dem
oberen Flaschenrand 104 abschließt (vgl. Figur 3b). In einem besonders bevorzugtem
Ausführungsbeispiel (vergl. Fig. 4) liegt die Breite B vorzugsweise im Bereich zwischen
3,8 und 4,5 cm. Dadurch wird erreicht, daß die gesamte Oberkante 104 der Flasche 100
durch die kreisförmig im Kappenkörper 10b umlaufende Dichtungslippe 13 im wesentlichen
vollständig beaufschlagt wird, wenn der Kappenkörper 10b auf die Flasche aufgeschraubt
ist. Die keilförmige, lange, dünne Dichtungslippe 13 paßt sich in ihrer Profilierung
an unterschiedliche Flaschenhälse an, wenn während des Verschließvorgangs normale
Drehmomente auf die Verschlußkappe ausgeübt werden. Insbesondere erfolgt eine Profilanpassung
an der Oberkante 104 des Flaschenhalses sowohl oben außen als auch oben innen. Das
Profil der Dichtungslippe 13 kann sich an jeden Krümmungsradius anpassen. Der Flaschenhals
einer Mehrwegflasche ist mit 20,7 mm geringer als bei der Einwegflasche, deren Innendurchmesser
21,6 = beträgt. In beiden Fällen legt sich die Dichtungslippe 13 auch nach innen in
den Flaschenhals hinein. Im Endergebnis sitzt die erfindungsgemäße Verschlußkappe
unter allen denkbaren Umgebungsbedingungen dicht auf der Flasche.
[0059] Die oben beschriebene Neigung , der Dichtungslippe 13 in seiner Ruhelage ist an die
Neigung der Oberfläche 104 der Flasche 100 aus der horizontalen Ebene heraus angepasst,
wie man im einzelnen der Figur 2b entnehmen kann. Wie aus dieser Figur deutlich wird,
weist die Oberkante 104 der Flasche 100 eine (hier aus Veranschaulichungsgründen vergrößert
dargestellte) Neigung, aus der horizontalen Ebene H heraus auf, die mit S angedeutet
ist. Es wird darauf hingewiesen, daß in Abhängigkeit des zu verschließenden Behälters
unterschiedliche Ausgestaltungen der jeweiligen Oberfläche 104 gewählt werden können.
Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre wird vorzugsweise die Neigung bzw. Formgebung, der
Dichtungslippe 13 jeweils an die gewählte Oberflächenform des zu verschließenden Behälters
angepaßt. Von besonderer Bedeutung zur Erzielung des erfindungsgemäßen Erfolgs ist
weiterhin die Dichtungslippe 13 mit einem bestimmten Dickenprofil vorzusehen, das
mit dem Bezugszeichen D in Figur 1b angedeutet ist. Umfangreiche Vergleichstests,
in denen das Abdichtverhalten der Verschlußkappe mit unterschiedlich dicken Dichtungslippen
getestet worden ist, haben gezeigt, daß die Dichtungslippe 13 vorzugsweise an ihrer
Wurzel 3/10 mm bis 7/10 mm stark ist und an ihrer Spitze eine Dicke von nicht mehr
als 5/10 mm und nicht weniger als 2/10 mm haben sollte, und gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform zwischen 2/10
mm und 4/10 mm. Diese Werte haben sich für zu verschließende GDB-Glasflaschen unter
Verwendung der üblichen Plastikmaterialien für den Kappenkörper 10b als besonders
vorteilhaft erwiesen. Für andere Verschlußkappen, die größere oder kleinere Behälter
zu verschließen haben, ergeben sich entsprechend skalierte Werte.
[0060] Darüber hinaus weist die Dichtungslippe 13 eine spezielle schuppenartige Struktur
auf (Fig. 4), die mit den Unebenheiten auf der Oberkante 104 der Flasche 100 zusammenwirkt,
um so ein besseres Abdichten der Flasche zu bewirken.
[0061] Das Dichtungsmittel ist bei einer bevorzugten Ausführungsform so angeordnet, daß
eine Kammer 33 zwischen dem Deckenteil 18b und dem Seitenteil 19b des Verschlußkörpers
und der dünnen, keilförmigen Dichtungslippe 13, also von der Dichtungslippe aus gesehen
oben außen, entsteht. Diese Kammer 33 stellt einen Anpassungsspielraum für verschiedene
Flaschenhalsdurchmesser bereit und unterstützt somit eine sichere Abdichtung des jeweiligen
Behälters.
[0062] In Fig. 4 ist eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Verschlußkappe
dargestellt, bei der das Dichtungsmittel gemäß der erfindungsgemäßen Lehre an der
Innenfläche 18' eine wellenförmige Struktur aufweist, wobei einzelne konzentrisch
angeordnete, ringförmige Schultern 34a-f um das Deckenteil 18b herumlaufen. Ferner
weist die Innenfläche 18' der Verschlußkappe eine Schräge von 0,5° bis 3° gegenüber
der Horizontalen auf und ist wellenförmig gerippt, wie sich aus Fig. 4 ergibt. Diese
Schultern 34 sind derartig angeordnet, daß die Dichtungslippe 13 im verschlossenen
Zustand auf ihnen aufliegt und durch sie gegen die Oberkante 104 der Flasche 100 gepresst
wird. Der Abstand zwischen den Schultern 34a-f ist vorzugsweise so gewählt, daß sie
alle auf der Oberkante 104 der Flasche 100 aufliegen; in anderen Worten, wird der
Radius Rs der konzentrisch umlaufenden Schultern vorzugsweise so gewählt, daß die
äußerste Schulter 34a (Fig. 4) bzw. 14b (Fig. 1b) sich benachbart zu der Aussenkante
der Flasche 100 befindet, wohingegen sich die innerste Schulter 34f (Fig. 4) bzw.
15 (Fig. 1) benachbart zu der Innenkante der Flasche 100 befindet. Gemäß einer besonders
bevorzugten Ausführungsform liegt der Radius Rs der konzentrisch umlaufenden Schultern
34a-f im Bereich von 16,5 mm bis 18,5 mm, der Radius Rs der konzentrisch umlaufenden
Schulter 15b bei 17,5 mm.
[0063] Wie man insbesondere der Figur 1b entnehmen kann, weisen die Schultern 14b und 15b
unterschiedliche Höhen H
1, H
2 auf. Der Höhenunterschied H
2 - H
1 wird erfindungsgemä so gewählt, daß sich unter Berücksichtigung des Gefälles S der
Flaschenoberfläche 104 (vgl. Figur 2b) ein gleichmäßiger Druck auf die Oberkante 104
der Flasche 100 im verschlossenem Zustand einstellt. Wie man insbesondere der Figur
4 entnehmen kann, sind die Höhen der Schultern 34 bei dieser Ausführungsform erfindungsgemäß
so gewählt, daß sich das Dichtungsmittel im verschlossenen Zustand gleichsam an die
Oberkante 104 der Flasche 100 anschmiegt und diese sicher abdichtet Die Schultern
34a-f bei dieser Ausführungsform, wie auch die zwei Schultern 14b und 15b des Ausführungsbeispiels,
das in Fig. 1 b dargestellt ist, üben dabei einen gleichmäßigen Druck auf die Dichtungslippe
aus, der in Folge der geringen wirkenden Oberfläche der Schultern vergleichsweise
hoch ist. In Zusammenspiel mit der an der unteren Seite der Dichtungslippe vorgesehenen
Schuppenstruktur und den Unebenheiten auf der Oberkante 104 der Flasche 100 wird somit
eine sichere und zuverlässige Abdichtung erreicht
[0064] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird
neben der Dichtungslippe auch eine sich senkrecht vom Deckenteil 18b erstreckende,
elastische Lamelle 16, 16b vorgesehen, die sich im Ruhezustand senkrecht nach unten
erstreckt (vergl. Fig. 1b). Die Dichtungslamelle 16 läuft gleichfalls konzentrisch
zur Mittellinie M des Kappenkörpers, wobei die Innenkante einen Radius R
1, und die Aussenkannte einen Radius R
2 aufweist. Die Radien R
1 und R
2 sind derart gewählt, daß die Dichtungslamelle 16 im Ruhezustand unmittelbar benachbart
zur Dichtungslippe verläuft, gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt
der Radius R
1 15,4 mm und Radius R
2 16,8 mm.
[0065] Gemäß der erfindungsgemäßen. Lehre ist die Dichtungslamelle 16 mit einer Schulter
17, 17b ausgestattet, deren höchster Punkt sich im Ruhezustand des Kappenkörpers 10b
im Wesentlichen auf einer Zylinderoberfläche zusammen mit dem freien Ende der Dichtungslippe
13 befindet. Der Radius der Schulter 17 beträgt vorzugsweise 0,25 mm und ist so gewählt,
daß die Dichtungslamelle 16 vom höchsten Punkt der Schulter 17 zur Spitze der Lamelle
16 unter einem Winkel a läuft. Umfangreiche Vergleichstests haben gezeigt, daß der
Winkel α vorzugsweise nicht mehr als 35° und nicht weniger als 25° haben sollte, und
gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform 28° haben sollte. Diese Werte haben
sich für zu verschließende Glasflaschen unter Verwendung der üblichen Plastikmaterialien
für den Kappenkörper 10b als besonders vorteilhaft erwiesen. Für andere Verschlußkappen,
die größere oder kleinere Behälter zu verschließen haben, ergeben sich entsprechend
skalierte Werte.
[0066] Wie man im einzelnen der Figur 3b entnehmen kann, wirkt die Schulter 17b der Dichtungslamelle
16b mit der Innenseite der Flasche 100 im verschlossenen Zustand zusammen, wobei durch
Betätigung des Verschlußmechanismus 12b die Dichtungslamelle 16b aus ihrer Ruhelage
abgelenkt und zum Flascheninneren hin verbogen wird. Genau wie bei den Schultern 14b
bzw. 34a-f wird durch die kleine wirksame Oberfläche der Dichtungslamelle 16b (die
im Wesentlichen durch den Kuppenbereich der Schulter 17b vorgegeben ist) ein vergleichsweise
hoher Abdichtdruck erreicht, der durch das Rückstellmoment der abgelenkten Dichtungslamelle
16b definiert wird.
[0067] Die erfindungsgemäße Verschlußklappe kann aus verschiedenen Materialien hergestellt
werden. Wird das Dichtungsmittel 11 (zusammen mit den Schultern 14b bzw. 34a-f und
der elastischen Lamelle 16b) als integraler Bestandteil der Verschlußkappe vorgesehen,
eignet sich insbesondere Polyethylen als Kappenmaterial.
1. Verschlusskappe (2, 3, 4, 5, 6, 7; 12, 18, 19, 5, 6, 16) mit abtrennbarem Garantieband
(5, 6) und mit Dichtungslippen (7; 16) für Behälter (1; 100), die aufweisen:
- einen Verschlussmechanismus (2; 12) zur lösbaren Befestigung der Verschlusskappe
an einer Öffnung des Behälters (1; 100),
- eine Wulst oder Vorsprung am Behälter (1; 100) zum Untergreifen durch das abtrennbare
Garantieband (5, 6) und
- einen Haltekragen am Behälter (1; 100) zum Aufhängen während des Befüllens, wobei
das abtrennbare Garantieband (5, 6) eine Höhe in Richtung der Mittelachse der Verschlusskappe
aufweist, die über den untergriffenen Wulst oder Vorsprung hinaus bis an den Haltekragen
des Behälters (1; 100) heranreicht, und wobei die Dichtungslippen eine über den Rand
des Behälterhalses und die Öffnung hineinreichende Innendichtung (7; 16) umfassen,
- einen trichter- oder glockenförmigen Fortsatz am freien Ende des verlängerten Garantiebands
(6a; 6b),
- eine trichterförmige Außenfläche (8a; 17b) an der verlängerten Innendichtung (7a;
16b),
- eine mittlere Gebrauchsfestigkeit des Kunststoffmaterials der einteiligen Verschlusskappe
(insbesondere Festigkeit des PE-Materials) derart, dass
- der trichter- oder glockenförmige Garantieband-Fortsatz auf dem Haltekragen des
gefüllten Behälters (1; 100) nicht untergreifbar aufsitzt und
- die trichterförmige Innendichtungs-Außenfläche (9a; 17b) elastisch andrückbar am
Behälterhals anliegt,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rand des Garantiebands (6) glockenförmig auf dem Haltekragen aufsitzt.
2. Verschlußkappe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aufbau, der einschließlich des Garantiebands (6) und der Dichtungslippen (7;
16) einteilig ist.
3. Verschlußkappe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Polyethylen (PE) als Kunststoffmaterial.
4. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe einschließlich des abtrennbaren Garantiebands (5, 6) in Richtung
der Mittelachse der Verschlußkappe höher als 20 mm, insbesondere etwa 23,5 mm hoch
ist.
5. Kunststoffverschlußkappe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Behälter eine Flasche (1; 100) ist.
6. Verschlußkappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Behälter eine Kunststoff-Flasche (1; 100) ist.
7. Kunststoffverschlußkappe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Behälter eine PET-bzw. PEN-Flasche (1; 100) ist.
8. Verschlußkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ein Innengewinde
(2a) aufweisenden Kappenwandung (3a), einer die Kappenwandung (3a) abschließenden
Stirnwand (4a) und einem sich an die Kappenwandung (3a) anschließenden, an einer Sollbruchstelle
(5a) aufreißbaren kreisringförmigen Garantieband (6a), wobei die Stimwand (4a) eine
zum offenen Ende abragende, zur Kappenwandung (3a) beabstandete kreisringförmige Innendichtung
(7a) aufweist, deren Außendurchmesser sich im Bereich (9a) des freien Endes zu diesem
hin verjüngt wobei die Innendichtung (7a) eine zur Kappenwandung (3a) hin gerichtete,
im Bereich des freien Endes ausgebildete Wulst (8a) aufweist und daß die Wulst (8a)
den sich im Außendurchmesser verjüngenden Bereich (9a) umfaßt.
9. Verschlußkappe nach Anspruch 1 bis 7 mit einer ein Innengewinde (2a) aufweisenden
Kappenwandung (3a), einer die Kappenwandung (3a) abschließenden Stirnwand (4a) und
einem sich an die Kappenwandung (3a) anschließenden, an einer Sollbruchstelle (5)
aufreißbaren kreisringförmigen Garantieband (6a), wobei die Stirnwand (4a) eine zum
offenen Ende abragende, zur Kappenwandung (3a) beabstandete kreisringförmige Innendichtung
(7a) aufweist, deren Außendurchmesser sich im Bereich (9a) des freien Endes zu diesem
hin verjüngt, wobei die Stirnwand (4a) im Bereich zwischen Kappenwandung (3a) und
Innendichtung (7a) eine von der Stirnwand (4a) abragende, zumindest geringfügig zur
Innendichtung (7a) hin geneigte, erste kreisringförmige Keildichtung (10a) aufweist.
10. Verschlußkappe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendichtung (7a) eine zur Kappenwandung (3a) hin gerichtete, im Bereich des
freien Endes ausgebildete Wulst (8a) aufweist und daß die Wulst (8a) den sich im Außendurchmesser
verjüngenden Bereich (9a) umfaßt.
11. Verschlußkappe nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendichtung (7a) auf der der Kappenwandung (3a) abgewandten Seite in etwa geradlinig
bis hin zu der Wulst (8a) verläuft und auf der der Kappenwandung (3a) zugewandten
Seite in etwa bogenförmig in die Wulst (8a) übergeht und sich von dort aus wiederum
in etwa geradlinig im Außendurchmesser verjüngt.
12. Verschlußkappe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulst (8a) derart dimensioniert ist bzw. sich derart zur Kappenwandung (3a) hin
erstreckt, daß die Innendichtung (7a) bzw. die Wulst (8a) im aufgeschraubten Zustand
mit vorgegebener Anpreßkraft gegen die Flascheninnenwandung (11a) im Bereich der Flaschenmündung
(12a) drückt.
13. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Keildichtung (10a) derart positioniert und dimensioniert ist, daß sie im
aufgeschraubten Zustand zur vorgespannten Anlage am Radius des Flaschenhalses (14a),
d.h. am Übergang in die Flaschenmündung (12a), dient.
14. Verschlußkappe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Keildichtung (10a) zum freien Ende hin mit im wesentlichen ebenen Flächen
spitz zuläuft.
15. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 8 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen Kappenwandung (3a) und Innendichtung (7a), vorzugsweise im Übergang
zwischen Kappenwandung (3a) und Stirnwand (4a), eine von der Stirnwand (4a) bzw. von
der Kappenwandung (3a) abragende, zumindest geringfügig zur Innendichtung (7a) hin
geneigte, zweite kreisringförmige Keildichtung (15a) vorgesehen ist.
16. Verschlußkappe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Keildichtung (15a) derart positioniert und dimensioniert ist, daß sie
im aufgeschraubten Zustand zur vorgespannten Anlage auf der Stirnfläche (16a) der
Flaschenmündung (12a) dient.
17. Verschlußkappe nach Anspruch15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Keildichtung (15a) zum freien Ende hin mit im wesentlichen ebenen Flächen
spitz zuläuft.
18. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappenwandung (3a) im oberen Bereich, d.h. im Bereich kurz vor dem Übergang zur
Stirnwand (4a), eine in etwa radial bzw. nach innen abragende kreisringförmige Dichtung
(17a) zur Anlage an der Flaschenaußenwandung (18a) aufweist.
19. Verschlußkappe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17a) im Sinne einer Dichtungswulst nach innen hin abgerundet ist.
20. Verschlußkappe nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (17a) derart dimensioniert ist, daß sie im aufgeschraubten Zustand unter
Vorspannung an der Flaschenaußenwandung (18a) anliegt.
21. Verschlußkappe nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Garantieband (6a) eine zweite Sollbruchstelle (19a) aufweist.
22. Verschlußkappe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Sollbruchstelle (19a) der ersten Sollbruchstelle (5a) in etwa gegenüberliegt,
so daß das Garantieband (6a) beim Aufreißen - nach Aufreißen der ersten Sollbruchstelle
(5a) - aufgrund eines Aufreißens der zweiten Sollbruchstelle (19a) in zwei in etwa
gleichlange Hälften (20a, 21a) teilbar ist.