DE19849834C1 - Sicherheitsverschluß für Behälter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsverschluß für Behälter mit einer aus Metallblech bestehenden Verschlußkappe, die mit einem Gewinde in ein Behältergewinde einer Gewindewand des Behälters eingreift und an ihrer Stirnwand mit einer im wesentlichen umlaufenden Schwächungsrille versehen ist, und mit der Innenseite eines äußeren ringförmigen Abdichtungsabschnitts an der Stirnfläche der Gewindewand im Schließzustand anliegt und ein Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsverschlusses, bei dem zwischen Abdichtungsabschnitt und Schwächungsrille eine Sicke vorgesehen ist (Fig. 2, 3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsverschluß für Be­ hälter mit einer aus Metallblech bestehenden Verschluß­ kappe mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmalen sowie ein Verfahren mit den im Oberbegriff des Anspruchs 11 angegebenen Merkmalen zur Herstellung eines solchen Sicherheitsverschlusses.

Ein Sicherheitsverschluß der gattungsgemäßen Art ist aus der EP 0 619 242 A1 bekannt und weist eine Schwächungs­ rille an der Innenseite der Stirnwand auf. Es hat sich gezeigt, daß im Falle der Verwendung einer solchen Ver­ schlußkappe in Verbindung mit Flaschen für kohlensäure­ haltige Getränke, bei denen zur erhöhten Dichtigkeit im oberen Randbereich eine Schulter durch Rollprägung an die Seitenwand der Gewindewand angedrückt wird, wobei gleich­ zeitig das Dichtungsmaterial an der Innenseite unter der Schulter dicht an die Seitenwand des Flaschenhalses ange­ drückt wird, es zu Verspannungen der Stirnwand kommen kann, die die Schwächungsrille mechanisch in unzulässiger Weise belasten. Die mechanischen Belastungen können zu einem Aufreißen der Schwächungsrille führen, insbesondere dann, wenn der Niederhalter nicht mit einem erhöhten Druck auf die Stirnwand aufgreift. Dies ist auch dann ge­ geben, wenn die Schwächungsrille gegenüber der Innenseite der Behälterwand weiter nach innen versetzt ist, da durch die Verformungsbelastungen bei der Rollprägung der Schul­ ter erhöhte mechanische Ziehbelastungen auf die Stirnwand ausgeübt werden und so ein Auseinanderziehen der Schwä­ chungsrille möglich ist. Die Einschnürung im Bereich der Schulter wird auch als Ziehtiefe bezeichnet. Diese Zieh­ tiefe beträgt beispielsweise bei Limonaden- oder mit koh­ lensäurehaltigen Getränken gefüllten Flaschen ca. 2,6 mm. Bei Einbringung geeigneten Dichtungsmaterials dichtet dieses durch die Verformung des Kantenbereiches auch die Außenseite des Flaschenhalses mit ab. Unterhalb der Schulter ist bei den bekannten Ausführungen der Ver­ schlußkappe ein geriffelter Wulst vorgesehen, der das Um­ greifen der Verschlußkappe mit einer Hand erleichtert.

Die bekannten Sicherheitsverschlüsse mit Schwächungsrille dienen dazu, daß bei Überdruck in der Flasche, das gas­ förmige Druckmedium ausweichen kann, um so ein explosi­ onsartiges Zerspringen der Flasche zu vermeiden. Ver­ schiedene bekannte Ausführungen sind in der vorher ge­ nannten Druckschrift ebenfalls angeführt, wonach die Schwächungsrillen entweder an der Außenseite oder der In­ nenseite der Stirnwand vorgesehen sind. Insbesondere bei der Verwendung in Verbindung mit Fruchtsaftgetränkefla­ schen ist die Verwendung einer Verschlußkappe mit Druck­ entlüftung unerläßlich. Fruchtsaftgetränke werden norma­ lerweise bei einer erhöhten Temperatur von etwa 80 bis 90°C in Flaschen abgefüllt. Anschließend werden die aus Aluminium bestehenden Verschlußkappen aufgebracht. Der Mantel wird in das Behältergewinde eingerollt, wodurch das Kappengewinde entsteht. Bei der anschließenden Abküh­ lung verringert sich das Volumen der Flüssigkeit. In der Flasche entsteht ein freier Raum und gleichzeitig ein Unterdruck. Dadurch wird die Stirnwand der Kappe in das Flascheninnere eingezogen, wodurch sich die Stirnwand ge­ ringfügig verformt. Ist die Flasche vom Verbraucher ge­ öffnet worden, so kann ein durch Bakterieneinwirkung her­ vorgerufener Gärprozeß stattfinden. Wird der Verschluß wieder auf die Flasche aufgeschraubt, kann sich in der Flasche ein Überdruck aufbauen, der eventuell zum Bersten des Flaschenmaterials führt. Bei dem Überdruck beult sich die Stirnwand der Verschlußkappe nach außen auf. Der Aus­ lösedruck, bei dem das Kappenmaterial an der Schwächungs­ rille reißt, liegt in der Regel etwa bei zwischen 3 bis 4 bar bzw. wird er definiert durch die Ausbildung der Schwächungsrille, die durch Ritzung eingebracht ist. Die Schwächungsrille kann dabei durch querverlaufende Rippen unterbrochen sein, um so nur Teilbereiche aufreißen zu lassen, die die größte Schwächung aufweisen, wenn ein un­ erwünschter Überdruck gegeben ist. Mit Aufreißen des Spaltes - gleich ob an der Innenseite ein Dichtungsmate­ rial vorgesehen ist oder nicht - ist eine Druckentlüftung gegeben. Das Dichtungsmaterial reißt ebenfalls auf und ermöglicht die Druckentlastung nach außen.

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik und dem dargestellten Problem, das durch die spezielle Ausbildung der Verschlußkappen mit Schwächungsrillen gelöst wird, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Sicher­ heitsverschluß der gattungsgemäßen Art derart zu verbes­ sern, daß beim Verformen der Verschlußkappe beim Ver­ schließen des Behälters sowie durch die Rollprägung keine Verspannungen der Stirnwand zu einem Aufreißen oder zu einer Erhöhung der Schwächung der Schwächungsrille füh­ ren.

Gelöst wird die Aufgabe durch Ausgestaltung des Sicher­ heitsverschlusses gemäß den Lehren der nebengeordneten Ansprüche 1 und 2 sowie durch Herstellung eines Sicher­ heitsverschlusses nach Anspruch 11.

Die Ausführung nach Anspruch 1 sieht die Einprägung min­ destens einer Sicke, nämlich einer umlaufenden Rille zwi­ schen dem Abdichtungsabschnitt, der auf die Stirnseite des Behälterhalses z. B. das Flaschenhalses aufgreift und der Schwächungsrille vor. Beim Aufrollen einer Schulter zum Erhöhen der Dichtigkeit am oberen Rand des Flaschen­ halses wird die Schwächungsrille, die auch durch Rippen unterteilt sein kann, mechanisch nicht belastet, da die Verformungskräfte von der Sicke bzw. bei mehreren paral­ lel angeordneten Sicken von diesen aufgenommen werden.

Die innenliegende Ronde mit der Rille unterliegt also keinen Verwerfungskräften beim Aufbringen der Kappe auf den Behälterhals bzw. beim Aufrollen der Schulter und des Gewindes.

Die Ausführung gemäß Anspruch 2 unterscheidet sich da­ durch, daß die Ronde gegenüber dem Abdich­ tungsabschnitt tiefer liegt. Auch hierdurch ist sicherge­ stellt, daß eine mechanische Entlastung der Schwächungs­ rille gegeben ist, wenn die Verschlußkappe auf den Behäl­ terhals bzw. Flaschenhals aufgebracht wird. Hierdurch wird erreicht, daß die definierten Restflächen der Schwä­ chungsrille unverändert bleiben und so ein Aufreißen nur ab einem bestimmten Druck, beispielsweise ca. 2 bar oder ab einen anderen Druck durch Ausbildung der Schwächungs­ rille definiert wird, gewährleistet ist und nicht schon ein Aufreißen bei ca. 1 bar erfolgt. Die Ausführung der Sicke bzw. Stufe und die Ausführung der Schwächungsrille lassen unter Berücksichtigung des verwendeten Materials individuelle druckentlastende Einstellungen zu.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Sicherheitsverschlusses sind in den Ansprüchen 3 bis 10 im einzelnen selbsterklä­ rend angegeben. Die Sicken bzw. Stufen können verschiedenste Formen aufweisen. Es ist beispielsweise möglich, diese im Tief­ ziehverfahren beim Tiefziehen der Verschlußkappe aus Blech oder im gesonderten Arbeitsgang einzubringen, wie dies im Anspruch 11 angegeben ist. Ebenso kann die Schwä­ chungsrille im gleichen Verfahren oder im getrennten Ver­ fahren eingebracht werden. Ferner ist eine mehrstufige Sickenausbildung möglich, ebenso wie die Einbringung ei­ ner vertieften Rille gegenüber dem Abdichtungsabschnitt und der Ronde. Darüber hinaus kann die Schwächungsrille von außen oder innen eingebracht werden. Ebenso kann das Dichtungsmaterial nur in den äußeren Ring, nämlich dem Abdichtungsabschnitt eingebracht sein oder auch die In­ nenseite der Stirnwand vollständig überdecken. In jedem Fall ist gewährleistet, daß weder bei der Unterdruckbil­ dung beim Abfüllen heißer Flüssigkeiten, insbesondere Fruchtsäfte, noch beim Verschließen unzulässige mechani­ sche Belastungen an den Schwächungsrillen auftreten kön­ nen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Verschluß­ kappe nach Erstöffnung als vollwertige Verschlußkappe auf das Gewinde wieder aufschraubbar ist und die Sicherungs­ funktion voll erhalten bleibt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeich­ nung dargestellten Figuren ergänzend erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Hälfte einer Verschlußkappe in der Drauf­ sicht,

Fig. 2 eine erste Ausführung eines Sicherheitsver­ schlusses mit der in Fig. 1 dargestellten Verschlußkappe in Form eines Längsschnittes nach dem Abfüllen und Verschließen einer Flasche, und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Sicher­ heitsverschlusses.

In Fig. 1 ist in der Draufsicht eine Verschlußkappe 1 dargestellt, die einen Abdichtungsabschnitt 3 aufweist, der ringförmig ausgebildet ist und - wie aus Fig. 2 er­ sichtlich - auf die obere Stirnfläche 14 einer Gewinde­ wand 11 eines Flaschenhalses aufgreift. Zur Abdichtung ist ein Dichtungsmaterial 6 zwischengefügt, welches min­ destens an der Innenseite des Abdichtungsabschnittes 3 aufgebracht ist. Die Verschlußkappe 1 weist ferner - wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich - eine durch Prägung stu­ fenförmig abgesetzte Ronde 2 auf, die durch die Stufe 4 realisiert ist. In dieser Ronde 2 ist von oben bzw. von außen eine Schwächungsrille 5 umlaufend eingebracht, die unmittelbar hinter dem Übergangsbereich der Stufenwandung 4 vorgesehen ist. Die Schwächungsrille kann grundsätzlich auch so ausgebildet sein, daß sie nur einen Bogenab­ schnitt bildet. Es ist ersichtlich, daß bei Bildung einer Schulter 10, die aufgerollt wird, oder beim Aufrollen des Gewindes 8 auf die Gewindegänge 13 des Flaschenhalses die mechanischen Belastungen von der Übergangswand der Stufe aufgefangen werden und eine unzulässige mechanische Be­ lastung dei Schwächungsrille 5 vermieden wird. Beim Auf­ rollen der Schulter 10 wird zugleich das Dichtungsmate­ rial 6 von außen auf den Flaschenhals mit aufgedrückt, so daß eine erhöhte Abdichtung gegeben ist. Die Erfindung ist selbstverständlich auch anwendbar, wenn ein solches Dichtungsmaterial nicht vorgesehen ist. Im Fertigungspro­ zeß wird durch einen Niederhalter mindestens der Abdich­ tungsabschnitt 3 auf die Stirnfläche 14 der Gewindewand 11 des Flaschenhalses aufgedrückt und dann die Rollprägung vorgenommen. In einem oder mehreren Arbeitsgängen kann dabei auch ein geriffelter Wulst 7 gemeinsam oder geson­ dert von den Gewindegängen 8 auf die Gewindegänge 13 der Gewindewand 11 aufgebracht werden, ebenso die rillenför­ mige Schwächungsritzung 9, die zur Trennung des unteren Umfangsmantels beim Öffnen des Verschlusses durch Drehung der Verschlußkappe 1 abreißt und in der Regel am Fla­ schenhals verbleibt.

In Fig. 3 ist eine Variante dargestellt, die darin be­ steht, daß die Sicke 12 die Form einer umlaufenden Ver­ tiefungsrille aufweist und daß die Schwächungsrille 5 hinter der Sicke 12 angeordnet ist. Bei größeren Ver­ schlüssen können weitere Rillen parallel angeordnet sein, um eine mechanische Entlastung der Schwächungsrille 5 auch bei großflächigeren Verwerfungen des Abdichtungsab­ schnitts 3, beispielsweise bei der Bildung der Schulter 10, zu vermeiden. Im übrigen zeigt die Fig. 3 auch, daß die Ronde der Stirnwand 2 im wesentlichen auf gleicher Höhe des Abdichtungsabschnitts 3 endet und an der Unter­ seite durchgehend ein Dichtungsmaterial 6' eingebracht sein kann.

Die Erfindung ist nicht nur auf die dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele beschränkt. So können auch verschiedene Sicken bzw. Stufen in die Stirnwand eingebracht werden. Entscheidend ist lediglich, daß diese zwischen der Schwächungsrille und dem Abdichtungsabschnitt vorgesehen sind. Ebenso kann die Schwächungsrille von außen oder innenseitig in die Stirnwand der Verschlußkappe eingebracht werden.

Claims (13)

1. Sicherheitsverschluß für Behälter mit einer aus Me­ tallblech bestehenden Verschlußkappe (1), die mit einem Gewinde (8) in ein Behältergewinde (13) einer Gewindewand (11) des Behälters eingreift und an ihrer Stirnwand (2) mit einer im wesentlichen umlaufenden Schwächungsrille (5) versehen ist, und mit der Innenseite eines äußeren ringförmigen Abdichtungsabschnitts (3) an der Stirnfläche (14) der Gewindewand (11) im Schließzustand anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ab­ dichtungsabschnitt (3) und der Schwächungsrille (5) min­ destens eine Sicke (12) vorgesehen ist.

2. Sicherheitsverschluß für Behälter mit einer aus Me­ tallblech bestehenden Verschlußkappe (1), die mit einem Gewinde (8) in ein Behältergewinde (13) einer Gewindewand (11) des Behälters eingreift und an ihrer Stirnwand (2) mit einer im wesentlichen umlaufenden Schwächungsrille (5) versehen ist, und mit der Innenseite eines äußeren ringförmigen Abdichtungsabschnitts (3) an der Stirnfläche (14) der Gewindewand (11) im Schließzustand anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Abdich­ tungsabschnitt (3) umschlossene Ronde der Stirnwand (2) gegenüber dem Abdichtungsabschnitt (3) eine Stufe 4 aufweist und daß die Schwächungsrille (5) in der Ronde vorgesehen ist.

3. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ronde sich an die Sicke (12) bzw. Stufe (4) anschließt.

4. Sicherheitsverschluß nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab­ dichtungsabschnitt (3) breiter ist als die Stirnfläche (14) der Gewindewand (11).

5. Sicherheitsverschluß nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ schlußkappe (1) an ihrem oberen Ende eine seitliche ein­ gezogene Schulter (10) aufweist, die gegen den Rundbe­ reich der Gewindewand (11) von außen drückt.

6. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwächungsrille (5) außerhalb des Übergangsbereichs der Sicke (12) bzw. Stufe (4) in die Ronde ein­ gebracht ist, vorzugsweise im geringen Abstand zur Kante der Sicke (12) bzw. Stufe (4).

7. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 1, 2 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schwächungsrille (5) innenseitig oder außenseitig in der Stirnwand (2) vorgesehen ist.

8. Sicherheitsverschluß nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schwächungsrille (5) am Umfang verteilt querverlaufende Unterbrechungsstege (15) auf­ weist oder nur über einen Bogenabschnitt vorgesehen ist.

9. Sicherheitsverschluß nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der In­ nenseite der Stirnwand (2) mindestens im Flächenbereich des Abdichtungsabschnitts (3) ein Dichtungsmaterial (6) eingebracht ist.

10. Sicherheitsverschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ schlußkappe (1) aus Aluminiumblech besteht.

11. Verfahren zur Herstellung eines Sicherheitsverschlus­ ses nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußkappe (1) im Tief­ ziehverfahren aus Metallblech vorgeformt wird, daß in diesem Verfahrensschritt oder in weiteren Verfahrens­ schritten die Sicken- (12) und/oder Stufenprägung (4) und die Schwächungsrillen (5) eingebracht werden, und daß das Gewinde (8) im aufgesetzten Zustand auf dem Behälter bei gleichzeitigem Niederhalten mindestens des Abdich­ tungsabschnittes (3) durch Rollprägung in die Mantelflä­ che eingebracht wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schulter (10) durch Rollprägung eingebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Tiefziehen mindestens ein Rändelring (7) in die Mantelfläche eingebracht wird oder dieser in einem gesonderten Arbeitsgang aufgerollt wird.