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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Verschluss mit einer aufreißbaren Membran.
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In
der folgenden Beschreibung werden die Probleme einer Flüssigkeitsverpackung
unter besonderer Bezugnahme auf die mit dem Abpacken von Milch verbundenen
Probleme erörtert.
Es versteht sich jedoch, dass andere trinkbare Flüssigkeiten
wie Wasser und Fruchtsäfte ähnliche
Verpackungsprobleme aufweisen.
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Herkömmlicherweise
wurde Milch in blasgeformten Kunststoffbehältern abgepackt, die mit wiederverschließbaren Kappen
bzw. Deckeln versehen sind. Die wiederverschließbaren Kappen sind typischerweise
aus spritzgegossenem Kunststoffmaterial gebildet. Es besteht jedoch
ein grundlegendes Problem beim Erzielen einer guten Abdichtung zwischen einem
blasgeformten Kunststoffbehälter
und einer spritzgegossenen Kunststoffkappe. Dies liegt daran, dass
die Toleranz des Behälterhalses
in der Größenordnung
von ± 0,3
mm liegen kann, wohingegen die Toleranz eines spritzgegossenen Gegenstands,
wie der Kappe, typischerweise ± 0,1
mm beträgt.
Dies bedeutet, dass unweigerlich ein Teil der Kappen, die nach einer
bestimmten Vorgabe gefertigt sind, nicht dicht schließen, wenn
sie am Hals des Behälters
angebracht werden, für
den sie vorgesehen sind. Dies führt
wiederum zu Herstellungsschwierigkeiten beim Aufbringen der Kappen
auf den Behälterhals
und zu Dichtheitsproblemen für
sowohl Einzel- als auch Großhändler des
abgepackten Produkts.
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Dieses
Problem wird dadurch noch verschärft,
dass die blasgeformten Kunststoffbehälter typischerweise an einem
anderen Ort und von einem anderen Hersteller gefertigt werden, als
die spritzgegossenen Kunststoffkappen. Dies liegt daran, dass die
Behälter
zwar vorgefertigt an den Abfüllbetrieb geliefert
werden könnten,
dies jedoch zwangsläufig zur
Notwendigkeit führen
würde,
große
Volumen zu transportieren. Daher ist es üblicher, dass die blasgeformten
Behälter
in einem Blasformungsbetrieb hergestellt werden, der sich benachbart
zur Molkerei befindet, so dass sie auf einer durchgängigen Fertigungslinie
geformt und befüllt
werden können.
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Die
Folge des Vorliegens von zwei Teilen, des Behälters und der Kappe, die zusammenwirken müssen, wenn
eine geeignete Dichtung entstehen soll, und die von verschiedenen
Herstellern und an verschiedenen Orten gefertigt werden, ist jedoch, dass
immer dann, wenn eine Charge von Behältern schlechte Abdichteigenschaften
aufweist, auch eine mangelnde Rechenschaftsmöglichkeit darüber vorliegt,
ob nun der Behälter
oder die Kappe verantwortlich ist.
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Um
den Dichtheitsproblemen zu begegnen, wurden in den letzten Jahren
eine große
Anzahl verschiedener Kappengestaltungen vorgeschlagen. So ist beispielsweise
in einer Gestaltung die Kappe mit einem Oberteil und mit einem sich
nach unten erstreckenden Randbereich versehen, der vom Oberteil herabhängt. Der
Randbereich ist auf einer Innenfläche mit einem oder mehreren Gewinden
bzw. Gewindegängen
zum in Eingriff treten mit einem oder mehreren auf einer Außenfläche des
Behälterhalses
vorgesehenen komplementären
Gewinden bzw. Gewindegängen
versehen. Ein nach unten herabhängendes
ringförmiges
Steckelement ist an einer Unterseite des Oberteils vorgesehen, radial
in Richtung des Inneren des Randes beabstandet. Das Steckelement ist
so dimensioniert, dass es mit einem Rand der Behälteröffnung, die von dem Hals begrenzt
wird, zum Formen einer primären
Dichtung in Eingriff tritt. Eine sekundäre Dichtung kann mittels einer
ringförmigen Wulst
oder Schulter vorgesehen sein, die derart auf der Kappe an oder
benachbart zu der Schnittstelle zwischen dem Oberteil und dem herabhängenden Rand
vorgesehen ist, dass die Wulst oder Schulter beim Aufbringen der
Kappe auf den Behälterhals
mit einer Außenfläche des
Halses an einem Ort oberhalb der Gewinde in Eingriff tritt.
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Zwar
war diese Gestaltung einer Kappe kommerziell erfolgreich, doch begegnet
sie nicht auf zulängliche
Weise dem grundlegenden Problem des Bereitstellens einer zuverlässigen Abdichtung
zwischen einer blasgeformten Komponente und einer spritzgegossenen
Komponente. Stattdessen wurden die Leckraten durch Vorsehen einer
stetig steigenden Anzahl von primären, sekundären und zuweilen sogar tertiären Dichtflächen gesenkt.
Allerdings kann das Vorsehen so vieler Dichtungen gelegentlich kontraproduktiv
sein und in Wirklichkeit zu einer Zunahme der Leckraten führen, da
die in Wechselbeziehung stehenden Toleranzen der Kappe und des Halses
zu Kollisionen zwischen den Dichtflächen führen.
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Eine
andere Verschlussgestaltung ist in
GB-A-2 374 068 beschrieben. In diesem Dokument wird
ein Behälter
vorgeschlagen, der einen blasgeformten Kunststoffkörper und
eine spritzgegossene Hals- und Kappenanordnung umfasst, die nach
dem Befüllen
des Körpers
mit einer Flüssigkeit
mit dem Körper
verschmolzen werden kann. Mit anderen Worten umfasst der Verschluss
des Behälters
zwei Teile, einen Hals und eine Kappe, die beide auf die gleiche
Toleranz spritzgegossen werden können. Dies
ermöglicht
es der Kappe und dem Hals aufgrund ihres gegenseitigen Zusammwirkens,
eine Vielzahl zuverlässiger
Dichtflächen
bereitzustellen. Gleichzeitig ist der spritzgegossene Hals dauerhaft
an dem blasgeformten Kunststoffkörper
angehaftet, so dass er jegliche Undichtheit zwischen den beiden
verhindert.
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Zunächst wird
der spritzgegossene Hals mit einer Membran gebildet, mit der die Öffnung im
blasgeformten Kunststoffkörper
geschlossen wird. Diese Membran kann jedoch durch Ziehen an einem
Zugring, mit dem die Membran versehen ist, entfernt und beseitigt
werden. Dies erlaubt den Zugang zum Inhalt des blasgeformten Kunststoffkörpers, während die Wiederverschließbarkeit
des Verschlusses durch den Eingriff zwischen einem auf einer Unterseite
der Kappe vorgesehenen ringförmigen
Steckelement und der Bohrung des spritzgegossenen Halses bereitgestellt wird.
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Diese
zweiteilige Verschlussgestaltung besitzt eindeutig das Potential,
verbesserte Abdichteigenschaften bereitzustellen. Allerdings führt die
Verwendung des beschriebenen spritzgegossenen Halses zwangsläufig zu
einer größeren Höhe des verpackten
Produkts sowie zu größeren radialen
Abmessungen der Kappe, mit der der Hals in gegenseitigen Eingriff
treten muss. Demzufolge erfordert die Verwendung eines derartigen
Verschlusses die Verwendung einer eigenen Abfüllanlage, die ausgebildet ist,
Behälter
einer nicht dem Standard entsprechenden Höhe abzufertigen. Auch erfordert
die Verwendung einer nicht dem Standard entsprechenden Kappe die
Anpassung vorhandener Verschließapparaturen.
All dies stellt für
die Verantwortlichen des Abfüllbetriebs
eine erhebliche Belastung dar und schreckt trotz der erhofften und
zu erwartenden Verbesserung der Abdichteigenschaften von der Umstellung
von einer Verschlussgestaltung auf eine andere ab.
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Somit
ist es zwar bekannt, die mit dem Bereitstellen eines zuverlässigen wiederverschließbaren Verschlusses
verbundenen Schwierigkeiten zu überwinden,
indem der vorherige Versuch aufgegeben wird, eine spritzgegossene
Kappe zu entwerfen, die imstande ist, mit einem blasgeformten Behälter abdichtend
in Eingriff zu treten, und diese durch eine zweiteilige Anordnung
zu ersetzen, deren zwei Teile beide spritzgegossen sein können, wobei
ein Teil dauerhaft an dem weiterhin blasgeformten Behälter angehaftet
ist und der andere Teil für
einen wiederverschließbaren
Eingriff mit dem ersten Teil sorgt. Doch verbleibt gleichwohl weiterhin
das Problem, eine derartige Anordnung bereitzustellen, die unter Verwendung
vorhandener Verschließapparaturen aufgebracht
werden kann.
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Insbesondere
wäre es
wünschenswert,
eine zweiteilige Anordnung bereitzustellen, die mit einem Behälter einer
dem Standard entsprechenden Silhouette und herkömmlicher Höhe verwendet werden kann. Auf
diese Weise wäre
es nicht notwendig, die verschiedenen Stationen einer Abfüllanlage
zur Aufnahme einer anderen Flaschenform oder -höhe speziell anzupassen. Ebenso
wäre es
auch wünschenswert,
eine zweiteilige Anordnung bereitzustellen, bei der die äußeren Abmessungen
der Kappe, Kappensilhouette genannt, denen eines existierenden Industriestandards
entsprechen. Auf diese Weise könnte die
zweiteilige Anordnung mit vorhandenen „Bestückungs"-Apparaturen
verwendet werden und mit vorhandenen Verschließmaschinen, womit die Notwendigkeit
entfallen würde,
die Abfüllanlage
auf neue oder andere Apparaturen umzustellen, nur um eine Charge
von Behältern
zu verarbeiten, die ein anderes und ansonsten höchst wünschenswertes Verschlusssystem
aufweist. Es ist das Bestreben der vorliegenden Erfindung, diese
Wünsche
anzugehen.
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Aus
JP 2001 171715 ist bekannt,
eine Ausgießöffnungskappe
für einen
Flüssigkeitsbehälter mit einem
schrägen
Verschlusselement bereitzustellen. Analog beschreibt
JP 2003 321043 einen Kappenkörper, der
an einer Gefäßöffnung anzubringen
und zu fixieren ist, und einen oberen Deckel, der mit dem Kappenkörper durch
ein Scharnier verbunden ist, wobei der Kappenkörper ein zu öffnendes
schräges Teil
aufweist.
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US-A-3 239 112 beschreibt
einen Ausgabeverschluss mit einer entfernbaren Membran, die mit einer
Aufreißlasche
versehen ist. Die Aufreißlasche ist
derart an der Membran befestigt, dass es einem größeren Bereich
der Lasche möglich
ist, sich aus der Öffnung
des Verschlusses nach außen
zu erstrecken, um von Hand ergriffen zu werden.
US 2001/0015355 hingegen beschreibt
einen Aufsatz zur Verwendung als Ausgusstülle für einen Pappkarton oder einen
flexiblen Beutel, bei dem die Tülle
mit einer entfernbaren Membran versehen ist. Die Membran ist vorzugsweise
konkav und mit einem horizontal angeordneten Zugring versehen.
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Aus
Vorstehendem wird ersichtlich, dass es bekannt ist, Verschlüsse bereitzustellen,
die eine Bohrung mit einer Membran, mit der die Bohrung zu schließen ist,
definieren. Bei der Bohrung handelt es sich typischerweise um das
Element, durch das der Inhalt des Behälters ausgegeben wird, und
die Membran ist typischerweise mittels einer aufreißbaren Verbindung
mit einer die Bohrung begrenzenden Wand verbunden. Auf diese Weise
kann die Verbindung zwischen der Membran und der Wand gebrochen
werden und die Membran kann beseitigt werden, um zum Inhalt des
Behälters
Zugang zu erhalten. Die Membran ist typischerweise mit Mitteln versehen,
wie einem Zugring, der an der Membran befestigt ist, um es einem
Nutzer zu ermöglichen,
die aufreißbare
Verbindung zu brechen und die Membran aus der Bohrung zu entfernen.
Die Bohrung besitzt typischerweise einen kreisförmigen Querschnitt, so dass
die Membran und die aufreißbare
Verbindung in einer radialen Ebene liegen. Ferner ist es oftmals
wünschenswert,
dass der Zugring die Gesamthöhe
des Verschlusses so wenig wie möglich
vergrößert, mit
dem Ergebnis, dass sich die Membran oftmals an einem unteren Ende
der Bohrung, dem Körper
des Behälters
am nächsten
und von der Außgießlippe am
weitesten entfernt, befindet.
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Eines
der Probleme bei derartigen Membranen besteht darin, dass der Vorgang
des Ziehens am Zugring, um die aufreißbare Verbindung zwischen der
Membran und der umgebenden Wand zu brechen, zur Folge haben kann,
dass die Innenseite der umgebenden Wand nach außen gezogen wird. Dies gilt
insbesondere im Fall von jenen Wanden, die nicht an einem Ende benachbart
zur Membran abgestützt sind
und die nur am gegenüberliegenden
Ende an der umgebenden Halsstruktur oder dem Rest des Verschlusses
befestigt sind. Falls die Verbindung zwischen der Membran und der
umgebenden Wand nicht zerbrechlich genug ist, kann ein kontinuierliches Ziehen
am Zugring neben dem nach außen
Stülpen der
die Bohrung begrenzenden Wand sogar die Wirkung haben, die Wand
vom umgebenden Behälter und/oder
dem Verschluss zu trennen.
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Dieses
Abreißen
an der die Bohrung begrenzenden Wand kann sich negativ auf die dichtenden
Eigenschaften des Verschlusses auswirken, insbesondere wenn die
betroffene Wand zusätzlich
eine Dichtfläche
begrenzt.
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Ein
anderes Problem, das Verschlüssen
gemeinsam ist, die eine Membran und einen Zugring umfassen, besteht
darin, dass zum Bereitstellen von genügend Raum, damit ein Nutzer
einen Finger unter das ringförmige
Band des Zugrings einführen
kann, das ringförmige
Band von der darunter liegenden Membran ausreichend beabstandet
sein muss. Dies bedeutet wiederum, dass die Verbindung, mit der
das ringförmige
Band an die Membran gefügt
ist, eine gewisse Länge
aufweisen muss. Je größer die
axiale Länge
der Verbindung ist, desto größer ist
jedoch auch das Risiko, dass sich die Verbindung bei Verwendung
des Zugrings dehnt. Dies bedeutet wiederum, dass ein Nutzer übermäßig viel
Kraft aufwenden muss, um die Membran zu entfernen oder zumindest die
aufreißbare
Verbindung zwischen der Membran und der umgebenden Wand anzubrechen.
Demgemäß wäre es wünschenswert,
einen Verschluss bereitzustellen, bei dem das Brechen der aufreißbaren Verbindung
zwischen der Membran und der umgebenden Wand zuverlässiger ist
und bei dem das Risiko, die Innenseite der Wand nach außen zu ziehen, erheblich
verringert ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verschlussanordnung
mit einer Wand vorgesehen, die eine Bohrung mit gegenüberliegenden
Enden begrenzt, einer Membran, die mit der Wand aufreißbar verbunden
ist und die Bohrung schließt,
und einem Zugring, der an einer Oberfläche der Membran befestigt ist,
die einem der Enden zugewandt ist, und mit dem die Membran von der Wand
zu lösen
ist, wobei die aufreißbare
Verbindung zwischen der Membran und der Wand in einer Ebene liegt,
die gegen eine zu einer Achse der Bohrung senkrechte Ebene geneigt
ist, und der Zugring vor der Verwendung eine Position belegt, die
gänzlich
innerhalb der Bohrung liegt, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugring
an einem Umfangsabschnitt der Membran an einem Ort befestigt ist,
an dem die Membran dem besagten einen Ende am nächsten ist. Das Vorsehen einer
einen Winkel einschließenden Membran
hindert die Wand daran, sich umzustülpen, wenn auf die Membran
zum Brechen der aufreißbaren
Verbindung zwischen der Membran und der Wand eine Kraft aufgebracht
wird.
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Ferner
wird durch Befestigen des Zugrings an einem Umfangsabschnitt der
Membran an einem Ort, an dem die Membran dem einen Ende am nächsten ist,
eine zum Entfernen der Membran von der Bohrung wirkende Kraft an
einem Umfangsort aufgebracht, an dem sich die axiale Höhe der Bohrung über der Membran
auf einem Minimum befindet. Dies dient wiederum dazu, das Risiko
zu minimieren, dass die Innenseite der Wand, mit der die Membran aufreißbar verbunden
ist, nach außen
gezogen wird.
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Vorteilhafterweise
können
die gegenüberliegenden
Enden der Bohrung parallele Ebenen belegen. Auf diese Weise kann
eine Unterkante des Verschlusses flach sein, obwohl die Membran
von der Seite her gesehen einen Winkel einschließt. Dies hilft dabei, das Auftreten
sogenannter „schiefsitzender Kappen" zu vermeiden, das
sich ereignen kann, wenn die Unterkante auch einen Winkel einschließt.
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Vorteilhafterweise
kann der Zugring ein ringförmiges
Band umfassen, das sich in axialer Richtung zwischen einer zu einer
Achse der Bohrung senkrechten Ebene und einer Ebene nahe der von der
aufreißbaren
Verbindung belegten geneigten Ebene erstreckt. Auf diese Weise kann
der Oberflächenbereich
des ringförmigen
Bands maximiert werden, ohne dass gleichzeitig die Gesamthöhe des Verschlusses
vergrößert wird.
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Vorteilhafterweise
kann die Membran einen Umfangsabschnitt und einen konkaven Mittelabschnitt
umfassen. Dies stellt genügend
Raum bereit, damit ein Nutzer zum Öffnen des Verschlusses einen Finger
unter den Zugring einführen
kann. Vorzugsweise kann sich der konkave Mittelabschnitt von einem
der Enden der Bohrung weg erstrecken, erstreckt sich jedoch nicht über eine
Ebene hinaus, die von dem anderen der Enden definiert wird. Auf
diese Weise vergrößert die
konkave Beschaffenheit des Mittelabschnitts nicht die Gesamthöhe des Verschlusses.
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Vorteilhafterweise
kann die die Bohrung begrenzende Wand zwischen der Membran und dem unteren
Ende der Bohrung verstärkt
sein. Diese Verstärkung
kann in Form von einer oder mehreren Rippen an einer Außenfläche der
die Bohrung begrenzenden Wand vorliegen und hindert das Material,
aus dem die Wand besteht, daran, sich zu dehnen, wenn die aufreißbare Verbindung
gebrochen wird.
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Vorteilhafterweise
kann die Bohrung einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen, so dass eine zu der Achse der Bohrung senkrechte
Ebene eine radiale Ebene umfasst. Demgemäß kann die aufreißbare Verbindung
zwischen der Wand und der Membran eine Ellipse definieren.
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Vorteilhafterweise
kann der Innendurchmesser der Bohrung zwischen einem oberen Ende
der Bohrung und der Membran abnehmen.
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Vorteilhafterweise
kann der Verschluss ferner eine Kappe mit einer Dichtfläche umfassen,
wobei die Dichtfläche
ausgebildet ist, innerhalb eines Endes der Bohrung aufgenommen zu
sein, um mit der Wand an einem Ort zwischen der Membran und dem
einen Ende dichtend in Eingriff zu treten.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Behälterhalses und eines Verschlusses;
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2 ist
eine Explosionsansicht des Behälterhalses
der 1 und zeigt den Verschluss mit einer Kappe und
einem Einsatz, der innerhalb des Behälterhalses aufgenommen ist;
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3 ist
eine Explosionsansicht des Behälterhalses
der 1 und zeigt den Verschluss mit einer Kappe, einem
Einsatz und einem Dichtmedium;
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4 ist
eine Querschnittsansicht des Behälterhalses
der 1, wobei der Verschluss auf den Behälterhals
aufgebracht ist;
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5 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
eines Ausschnittes der 4;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines Einsatzes, der Teil des Verschlusses
ist;
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7 ist
eine Querschnittsansicht des Einsatzes der 6 entlang
der Linien VII-VII;
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8 ist
eine Querschnittsansicht des Einsatzes der 6 entlang
der Linien VIII-VIII;
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9 ist
eine seitliche Seitenansicht des Einsatzes der 6,
in Richtung des Pfeils IX gesehen;
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10 ist
eine seitliche Seitenansicht des Einsatzes der 6,
in Richtung des Pfeils X gesehen;
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11 ist
eine seitliche Seitenansicht des Einsatzes der 6,
in Richtung des Pfeils XI gesehen;
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12 ist
eine Querschnittsansicht einer alternativen Gestaltung des Behälterhalses
und zeigt eine alternative Kappengestaltung, wobei die alternativen
Gestaltungen von Hals und Kappe zum Versehen des Verschlusses mit
einer Sicherheitsverschließbarkeit
zusammenwirken;
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13 ist
eine Querschnittsansicht des Behälterhalses
und des Einsatzes der 4 mit einer alternativen Kappengestaltung;
und
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14 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines
Ausschnitts der 13.
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Nun
wird auf die begleitenden Zeichnungen und insbesondere auf die 4 und 5 Bezug
genommen, in denen ein Hals 10 eines Behälters 12, ein
innerhalb des Halses 10 aufgenommener Einsatz 14 und
eine Kappe 16, die sowohl mit dem Hals 10 als
auch mit dem Einsatz 14 in Eingriff tritt, gezeigt sind.
Zusammen definieren der Einsatz 14 und die Kappe 16 einen
Verschluss 18 für
den Behälter 12.
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Der
Behälter 12 kann
von irgendeiner herkömmlichen
Gestaltung sein. Insbesondere kann die Körpergestalt des Behälters 12 eine
jegliche geeignete Form annehmen und kann beispielsweise einen quadratischen,
rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt
aufweisen. Auch kann ein integrierter Griff als Teil der Körperform
gebildet sein.
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Das
Profil des Halses 10 ist vorzugsweise auch von herkömmlicher
Gestaltung und kann beispielsweise, wie in 12 gezeigt,
einen Hochzieh-Halsabschluss aufweisen, der infolge des Hochziehens
einer Blasnadel durch einen ringförmigen gescherten Stahl gebildet
wird, um eine Halsöffnung mit
einem relativ dünnen,
aber im Allgemeinen glatten, ringförmigen Rand zu schaffen. Alternativ
kann der Hals 10 einen Einramm-Halsabschluss aufweisen,
der infolge einer Technik gebildet wird, bei der eine Blasnadel
und ein Schneidring von oben durch einen ringförmigen gescherten Stahl gerammt
werden, um eine Halsöffnung
herzustellen, die von einem viel massiveren Umriss umgeben ist und
weitaus mehr Kunststoffmaterial enthält als ihr Hochzieh-Gegenstück. Wie
Fachleute ohne weiteres verstehen werden, zeigt die in den 3 bis 5 veranschaulichte
Ausführungsform
einen Behälter 12 mit
genau einem solchen Einramm-Halsabschluss, wie durch die charakteristische
ringförmige
Wand belegt, die von einer radial inneren Kante des ringförmigen Rands
nach oben ragt und in der Technik als „Kamm" bekannt ist.
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Das
Profil des Halses 10 ist ausführlicher in den 3 bis 5 mit
einem radial verlaufenden Rand 20 gezeigt, welcher an einem
radial inneren Ende mit dem Kamm 22 verschmilzt. Der Kamm 22 ist
wiederum durch eine sich nach oben erstreckende, radial äußere Wand 24,
eine obere, im Allgemeinen horizontale Oberfläche 26 und eine sich
nach unten erstreckende, radial innere Wand 28 definiert.
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An
einem radial äußeren Ende
verschmilzt der Rand 20 mit einem sich nach unten erstreckenden
Halsstreckabschnitt 30, der auf einer äußeren Oberfläche mit
einer Eingriffseinrichtung 32 versehen ist, mit der eine
auf der Kappe 16 vorgesehene komplementäre Eingriffseinrichtung in
Eingriff zu bringen ist. In dem gezeigten Beispiel liegt die Eingriffseinrichtung 32 in
Form einer spiralförmigen
Außengewindekonfiguration
mit einem einzigen Gewindegang vor. Es ist jedoch offensichtlich,
dass die Eingriffseinrichtung 32 eine Reihe unterschiedlicher
Formen annehmen kann und insbesondere u. U. nicht auf einen einzigen
Gewindegang oder eine einzige Steigung beschränkt ist, sondern ggf. zwei,
drei, vier oder mehr Gewindegänge
umfassen kann. Beispielsweise kann die Eingriffseinrichtung fünf, sechs,
sieben oder acht Gewindegänge
aufweisen, falls gewünscht.
Zwar ist dies nicht dargestellt, doch kann in der Tat für gewisse
Verpackungsanforderungen eine Vielzahl von Gewindegängen bevorzugt
sein.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt
sich der einzelne Gewindegang ca. 450° um den Umfang des Halsstreckabschnitts 30.
Es versteht sich jedoch erneut, dass auch Gewindegänge einer
geringeren oder größeren Erstreckung
eingesetzt werden können.
Beispielsweise kann sich jeder Gewindegang in einer viergängigen Gewindekonfiguration
innerhalb eines Bereichs von 90° bis
mehr als 360° erstrecken.
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Vorzugsweise
weist die spiralförmige
Gewindekonfiguration eine enge Gewindedichte auf, um das vertikale
Spiel der Kappe 16 auf dem Hals 10 zu begrenzen.
So liegt die Gewindedichte vorzugsweise innerhalb des Bereichs von
zwischen 6 und 12 Gewindegängen
pro Linear-Inch (25,4 mm). Am allermeisten bevorzugt ist eine Gewindedichte
von ca. 8 ½ Gewindegängen pro
Linear-Inch (25,4 mm).
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Unterhalb
der Eingriffseinrichtung 32 verschmilzt der Halsspannabschnitt 30 mit
einer im Allgemeinen horizontalen, radial verlaufenden Wand 34.
Diese im Allgemeinen horizontale, radial verlaufende Wand 34 verschmilzt
an einem radial äußeren Ende
mit einem bogenförmigen
Wandabschnitt 36, bevor sie wiederum mit einer sich abwärts und
radial nach außen
erstreckenden Wand 38 verschmilzt. Die genaue Richtung
und Erstreckung der sich nach unten und radial nach außen erstreckenden
Wand 38 werden von der Form des Behälters 12 bestimmt,
die, wie vorstehend ausgeführt,
absolut gebräuchlich
sein kann und nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
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Ungeachtet
des Halsabschlusses kann der Behälter 12 aus
hochdichtem Polyethylen (HDPE) blasgeformt sein, so dass er eine
typische Wanddichte von zwischen 0,1 mm und 1,0 mm aufweist. Es
ist unwahrscheinlich, dass ein Behälter mit einer Wanddicke von
weniger als 0,1 mm die notwendige strukturelle Integrität aufweist,
um bei Befüllung
mit Flüssigkeit
seine Form zu behalten. Für
einen Milchbehälter
mit einer Kapazität
von bis zu sechs Pint (3,41 l) ist eine Wanddicke von zwischen 0,4
mm und 0,6 mm bevorzugt.
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Die
Kappe 16, die Teil des Verschlusses 18 ist, hat
vorzugsweise eine gewöhnliche
Silhouette. Mit anderen Worten sind ihre äußeren Abmessungen, wie beispielsweise
ihre Höhe
und ihr Durchmesser, gleich denen schon existierender Kappen und lassen
sich daher unter Verwendung vorhandener Verschließapparaturen
abfertigen.
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Wie
in den 4 und 5 gezeigt, umfasst die Kappe 16 ein
kreisförmiges
Oberteil 40, das an einer radial äußeren Kante mit einer herabhängenden ringförmigen Seitenwand 42 verschmilzt.
Die herabhängende
ringförmige
Seitenwand 42 endet an einem von dem kreisförmigen Oberteil 40 entfernten Ende
in einer im Allgemeinen horizontalen ringförmigen Oberfläche 44,
während
die herabhängende ringförmige Seitenwand 42 auf
einer äußeren Oberfläche mit
einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, sich vertikal
erstreckenden Rippen 46 versehen ist, die als Rändelungen
dazu dienen, das Ergreifen der Kappe 16 durch einen Nutzer
zu erleichtern. Auf einer radial inneren Oberfläche ist die herabhängende ringförmige Seitenwand 42 hingegen
mit einer komplementären
Eingriffseinrichtung 48 für einen wiederholten und lösbaren Eingriff
mit der auf dem Hals 10 vorgesehenen Eingriffseinrichtung 32 versehen.
Genau wie zuvor, kann diese Eingriffseinrichtung 48 in
vielen Formen vorliegen, besitzt jedoch in dem gezeigten Beispiel
eine spiralförmige
Außengewindekonfiguration
mit einem einzigen Gang und einer Gewindedichte von ca. 8 ½ Gewindegängen pro
Linear-Inch (25,4 mm). Es versteht sich jedoch erneut, dass die
komplementäre
Eingriffseinrichtung 48 nicht auf einen einzigen Gewindegang oder
eine einzige Steigung beschränkt
sein muss, sondern ggf. zwei, drei oder vier Gewindegänge aufweisen
kann. In der Tat kann die komplementäre Eingriffseinrichtung 48 fünf, sechs,
sieben oder acht Gewindegänge
aufweisen, falls gewünscht.
In der Tat kann es genau wie bei der Eingriffseinrichtung 32 für einige
Verpackungsanforderungen bevorzugt sein, dass die komplementäre Eingriffseinrichtung 48 eine Mehrzahl
von Gewindegängen
aufweist.
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In
der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt
sich der einzelne Gewindegang etwa 450° um die innere Oberfläche der
herabhängenden
ringförmigen
Seitenwand 42. Es versteht sich jedoch erneut, dass auch
Gewindegänge
einer geringeren oder größeren Erstreckung
eingesetzt werden können.
Beispielsweise kann sich in einer viergängigen Gewindekonfiguration
jeder Gewindegang innerhalb eines Bereichs von 90° bis mehr
als 360° erstrecken.
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Auch
kann, obwohl eine Gewindedichte von ca. 8 ½ Gewindegängen pro Linear-Inch (25,4
mm) bevorzugt ist, um das vertikale Spiel der Kappe 16 bezüglich des
Halses 10 zu begrenzen, die Gewindedichte dennoch von dieser
Zahl abweichen. Vorzugsweise liegt die Gewindedichte jedoch in einem
Bereich von zwischen 6 und 12 Gewindegängen pro Linear-Inch (25,4
mm).
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Wie
für Fachleute
ersichtlich sein wird, kann dann, wenn eine der Eingriffseinrichtungen 32 oder 48 eine
spiralförmige
Außengewindekonfiguration aufweist,
die andere der beiden Eingriffseinrichtungen eine spiralförmige Nutkonfiguration
aufweisen.
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Die
beiden Gewindekonfigurationen 32 und 48 können derart
geformt sein, dass sie aneinander vorbei gleiten und ineinander
greifen, wenn eine direkte, axiale, nach unten gerichtete Kraft
auf die Kappe 16 aufgebracht wird, die die Kappe in Eingriff
mit dem Hals 10 treibt. Mit anderen Worten, wenn die Kappe 16 auf
den Hals 10 geschoben wird, schnappt das Gewinde 48 an
der Kappe darüber
und bringt das Gewinde 32 am Hals in Eingriff. Dies lässt sich
durch eine geeignete Formgebung der Gewinde 32 und 48 ermöglichen,
indem beispielsweise die Gewinde mit einem asymmetrischen Querschnitt
gebildet oder weniger ausgeprägt
gestaltet werden. Alternativ, falls gewünscht ist, die Kappe 16 auf
den Hals 10 aufzudrehen, können die Gewinde im Gegensatz
zu einem asymmetrischen Querschnitt einen symmetrischen Querschnitt
aufweisen und können
ausgeprägter sein.
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Das
Innere der Kappe 16 weist neben der komplementären Eingriffseinrichtung 48 auch
ein ringförmiges
Steckelement 50 auf, das von einer Unterfläche 52 des
kreisförmigen
Oberteils 40 herabhängt
und radial nach innen von der herabhängenden ringförmigen Seitenwand 42 beabstandet
ist. Das ringförmige
Steckelement 50 wird durch jeweilige radial innere und äußere Wände 54 und 56 definiert,
wobei die radial äußere Steckelementwand 56 an
einem von dem kreisförmigen
Oberteil 52 entfernten Ende mit einer im Allgemeinen nach
unten und radial nach innen gerichteten Oberfläche 58 verschmilzt.
Diese nach unten und radial nach innen gerichtete Oberfläche 58 schneidet
die radial innere Steckelementwand 54 und dient zugleich
dazu, das ringförmige
Steckelement 50 mit einer abgeschrägten radial äußeren Oberfläche und
einem sich verjüngenden
Querschnitt zu versehen. Dieser sich verjüngende Querschnitt wird ferner
dadurch betont, dass während
sich die die radial äußere Steckelementwand 56 in
eine Richtung erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zur Ebene
der Unterfläche 52 ist,
sich die radial innere Steckelementwand 54 von der Unterfläche 52 in
eine Richtung sowohl nach unten als auch radial nach außen erstreckt.
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Andernorts,
wie bei einer Reihe von Kappen üblich,
ist eine kleine, nach unten gerichtete Warzung 60 in der
Mitte des kreisförmigen Oberteils 40 gebildet,
so dass jeglicher Überstand,
der nach dem Formen der Kappe 16 bestehen bleibt, nicht über eine durch
die obere Oberfläche
des kreisförmigen
Oberteils 40 definierte Ebene hinaus ragt.
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Der
Einsatz 14, der innerhalb des Halses 10 des Behälters 12 aufgenommen
ist, ist teilweise durch eine sich im Allgemeinen nach unten erstreckende
zylindrische Wand 62 definiert. An einem oberen Ende verschmilzt
die sich im Allgemeinen nach unten erstreckende zylindrische Wand 62 mit einem
sich radial nach außen
erstreckenden ringförmigen
Flansch 64. Dieser ringförmige Flansch 64 wird
definiert durch eine obere Flanschfläche 66, die nach oben
und radial nach außen
ansteigt, bevor sie in einer ringförmigen Ausgießlippe 68 endet,
und durch eine sich im Allgemeinen radial nach außen erstreckende
untere Flanschfläche 70.
Die obere und die untere Flanschfläche 66 und 70 werden
an einem von der sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen
Wand 62 entfernten Ende durch eine Umfangsfläche 72 vereint,
die sich im Allgemeinen von der unteren Flanschfläche 70 nach
oben erstreckt, bevor sie mit einer sich nach oben und radial nach
außen
erstreckenden Oberfläche 74 verschmilzt,
die die obere Flanschfläche 66 an
der Gießlippe 68 trifft
und mit der oberen Flanschfläche
einen spitzen eingeschlossenen Winkel α definiert. Da die Gießlippe 68 durch
die Schnittstelle der beiden Oberflächen definiert wird, von denen
keine in einer radialen Ebene oder in einer Umfangsfläche rechtwinklig zur
radialen Ebene liegt, stellt die Gießlippe eine verbesserte Ausgabe
des Inhalts des Behälters 12 bereit.
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Zwar
ist dies nicht gezeigt, doch kann die untere Flanschfläche 70 mit
einer ringförmigen
Aussparung 76 versehen sein, die sich von einer radial äußeren Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 erstreckt und
an einem von der zylindrischen Wand 62 entfernten Ende
des ringförmigen
Flansches 64 durch eine nach unten herabhängende ringförmige Lippe 78 begrenzt
ist.
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Zwar
erstreckt sich die zylindrische Wand 62 im Allgemeinen
nach unten, doch erstreckt sie sich auch geringfügig radial nach innen in einer
Richtung weg vom ringförmigen
Flansch 64. An einem von dem ringförmigen Flansch 64 entfernten
Ende verschmilzt die zylindrische Wand 62 mit einer ersten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 80, die
wiederum mit einer zweiten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 82 verschmilzt.
Die erste und die zweite ringförmige
Wand 80 und 82 bilden einen stumpfen eingeschlossenen
Winkel, wobei die zweite ringförmige
Wand weniger nach unten und mehr radial nach innen geneigt ist als
die erste, so dass eine radial innere Oberfläche 84 der zweiten
ringförmigen
Wand 82 zwar nach unten und radial nach innen geneigt ist, doch
gleichwohl nahe an einer radialen Ebene liegt. Die erste und die
zweite ringförmige
Wand 80 und 82 haben unterschiedliche Erstreckungen
an unterschiedlichen Umfangsorten um die zylindrische Wand 62.
Ungeachtet dessen laufen die beiden derart zusammen, dass eine radial
innere Kante 86 der radial inneren Oberfläche 84 in
einer mit der Einsatzachse 88 konzentrischen, zylindrischen
Oberfläche
liegt. Somit wird an einem Ort um die zylindrische Wand 62 (rechts
in 7) die Erstreckung der ersten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 80 auf
null verringert, während
die Erstreckung der zweiten ringförmigen, nach unten und radial
nach innen geneigten Wand 82 sich auf einem Maximum befindet
und während
an einem diametral gegenüberliegenden
Ort (links in 7) die Erstreckung der ersten
ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 80 sich
auf einem Maximum befindet und während
die Erstreckung der zweiten ringförmigen, nach unten und radial
nach innen geneigten Wand 82 sich auf einem Minimum befindet.
Demzufolge beschreibt die Fügestelle
zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen Wand 80 und 82 eine
Ellipse, die eine Ebene belegt, die quer zur Einsatzachse 88 verläuft und
in einem flachen Winkel β gegenüber einer
radialen Ebene geneigt ist. Auch ist die radial innere Kante 86 der
radial inneren Oberfläche 84 auf ähnliche
Weise gegenüber
einer radialen Ebene geneigt.
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An
einem Ende der von der ersten entfernten, zweiten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 82 hängt von
einer radial äußeren Oberfläche 90 eine
sich nach unten erstreckende zylindrische Wand 92 herab.
Die Erstreckung dieser zylindrischen Wand 92 variiert ebenfalls
und ist dort maximal, wo die erste ringförmige Wand 80 minimal
ist, und verringert sich auf null an dem diametral gegenüberliegenden
Ort, an dem die Erstreckung der ersten ringförmigen Wand 80 maximal
ist. Demzufolge endet die sich nach unten erstreckende zylindrische
Wand 92 in einer ringförmigen
Oberfläche 94,
die eine radiale Ebene senkrecht zur Einsatzachse 86 belegt.
Eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, im Allgemeinen
radial angeordneten Stützstreben 95 erstrecken
sich zwischen einer radial äußeren Oberfläche 97 der
sich nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 92 und
der radial äußeren Oberfläche 90 der zweiten
ringförmigen, nach
unten und radial nach innen geneigten Wand 82. Die Stützstreben 95 dienen
zum Verstärken
der sich nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 92 und
werden teilweise durch eine jeweilige geneigte Oberfläche 99 definiert,
die sich von der Fügestelle zwischen
der ringförmigen
Oberfläche 94 und
der radial äußeren Oberfläche 97 der
sich nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 92 einerseits
zur Fügestelle
auf der äußeren Oberfläche des
Einsatzes zwischen der ersten und der zweiten ringförmigen,
nach unten und radial geneigten Wand 80 und 82 andererseits
erstreckt. Dabei belegen die geneigten Oberflächen 99 dieselbe kegelförmige Oberfläche, die
von einer äußeren Oberfläche der
ersten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 80 definiert
wird und mit der sie anschließend
glatt verschmelzen.
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Hingegen
erstreckt sich eine radial innere Oberfläche 96 der sich nach
unten erstreckenden zylindrischen Wand 92 von der ringförmigen Oberfläche 94 nach
oben, bevor sie mit einer nach oben und radial nach innen geneigten
Oberfläche 98 verschmilzt. Diese
nach oben und radial nach innen geneigte Oberfläche 98 trifft auf
die radial innere Oberfläche 84 der
zweiten ringförmigen
Wand 82 an der vorstehend erwähnten radial inneren Kante 86 und
bildet einen spitzen eingeschlossenen Winkel γ mit der radial inneren Oberfläche.
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Die
von der radial inneren Kante 86 in Draufsicht, entlang
der Einsatzachse 88 gesehen, definierte Ellipse erscheint
als ein mit der Einsatzachse konzentrischer Kreis. Ferner würde dieser
Kreis eine Öffnung
definieren, wenn nicht eine Membran 100 vorgesehen wäre, die
das Innere des Einsatzes 14 überspannt und mittels eines engen
Steges 102 an die radial innere Kante 86 gefügt ist.
Die Membran selbst wird durch einen im Allgemeinen ringförmigen Umfangsabschnitt 104 definiert,
der an einer tieferen, radial äußeren Kante 106 an
die zweite ringförmige, nach
unten und radial nach innen geneigte Wand 82 gefügt ist,
und durch einen mittleren kreisförmigen konkaven
Abschnitt 108. Jedoch ist die Konkavität des mittleren kreisförmigen Abschnitts 108 nicht symmetrisch
um die Einsatzachse 88. Vielmehr ist die Konkavität des mittleren
kreisförmigen
Abschnitts 108 in den Bereichen größer, die nahe der Stelle sind,
an der die sich nach unten erstreckende zylindrische Wand 92 ihre
größte Erstreckung
aufweist, und ist flacher in den Bereichen nahe der Stelle, an der
sich die Erstreckung der zylindrischen Wand 92 auf einem
Minimum befindet. Demzufolge berührt eine
Unterfläche 110 der
Membran 100 zwar vielleicht die radiale Ebene, die von
der ringförmigen Oberfläche 94 belegt
wird, erstreckt sich aber nicht durch sie hindurch.
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Ein
Zugring 112, der durch ein ringförmiges Band 114 definiert
wird, verschmilzt mit der Membran 100 über eine Verbindungsstelle 116.
Die Verbindungsstelle 116 verschmilzt mit der Membran 100 an einem
Ort radial innerhalb und angrenzend an den Steg 102, so
dass der Zugring 112 an den ringförmigen Umfangsabschnitt 104 der
Membran und nicht an den mittleren kreisförmigen konkaven Abschnitt 108 gefügt wird.
Wichtig ist jedoch, dass die Verbindungsstelle 116 mit
der Membran 100 an einem Umfangsort verschmilzt, an dem
sich der Steg 102 an seinem höchsten Punkt befindet. Mit
anderen Worten an einem rechts in 7 gezeigten
Ort, an dem die Erstreckung der ersten ringförmigen, nach unten und radial
nach innen geneigten Wand 80 auf null verringert ist und
an dem die Erstreckung sowohl der zweiten ringförmigen, nach unten und radial
nach innen geneigten Wand 82 als auch der sich nach unten
erstreckenden zylindrischen Wand 92 maximal ist. Gleichwohl
ist der Zugring 112 so dimensioniert, dass er sich innerhalb
des Einsatzes 14 und unterhalb einer durch die ringförmige Gießlippe 68 definierten Ebene
befindet. Um die axialen Abmessungen des Zugrings 112 zu
maximieren, erstreckt sich das ringförmige Band 114 vorzugsweise
zwischen einer oberen Kante 118, die in einer radialen
Ebene nahe der von der ringförmigen
Gießlippe 68 definierten
Ebene liegt, und einer unteren Kante 120, die eine Ebene quer
zur Einsatzachse 88 und nahe der von der radial inneren
Kante 86 und dem Steg 102 definierten Ebene belegt.
Um eine angenehme Oberfläche
ohne scharfe Kanten bereitzustellen, gegen die der Finger eines
Nutzers ziehen kann, ist das ringförmige Band 114 vorzugsweise
auch mit einer abgerundeten oberen und unteren äußeren Oberfläche 122 und 124 versehen.
Die konkave Beschaffenheit des mittleren, kreisförmigen Abschnitts 108 erleichtert
das Ergreifen des Zugrings durch Schaffen eines vergrößerten Leerraums
unterhalb des ringförmigen
Bandes 114 bei gleichzeitiger Verminderung der Auswirkungen eines
Schrumpfens auf die durch den engen Steg 102 definierte
Membranreißlinie.
Wie veranschaulicht, kann die Verbindungsstelle 116 zwischen
dem ringförmigen
Band 114 und der Membran 100 durch Vorsehen eines
Paars aussteifender Keile 126 verstärkt werden.
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Zum
Zusammensetzen des Verschlusses 18, der den Einsatz 14 und
die Kappe 16 umfasst, mit dem Behälter 12 wird ein Dichtmedium 128 auf
die untere Oberfläche 70 des
sich radial nach außen
erstreckenden ringförmigen
Flansches 64 des Einsatzes 14 aufgebracht. Das
Dichtmedium 128 kann extrudiert, gesprüht, aufgestrichen oder auf
andere Weise aufgebracht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Dichtmedium 128 jedoch eine ausreichende strukturelle
Integrität
auf, um einen runden Ring zu bilden, der innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 76 aufgenommen
werden kann, falls eine solche vorgesehen sein sollte. Beispielsweise
kann das Dichtmedium 128 ein elektrisch leitfähiges Substrat
aufweisen, das auf gegenüberliegenden
Oberflächen
mit jeweiligen ersten und zweiten Schichten eines Haftstoffes beschichtet
ist. Das elektrisch leitfähige
Substrat kann aus irgendeinem der Materialien gebildet sein, die
herkömmlicherweise
zur Bereitstellung eines Hitzesiegels in existierenden Kunststoffbehältern verwendet
werden, und kann beispielsweise eine Metallfolie wie eine Aluminiumfolie
umfassen. Auch können
die Haftstoffschichten von irgendeiner handelsüblichen Art sein mit der Fähigkeit,
sich bei Aktivierung durch beispielsweise die Anwendung von Hitze
mit dem umgebenden Kunststoffmaterial zu verbinden.
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So
besteht in dieser Ausführungsform
der erste Schritt beim Zusammensetzen des Verschlusses 18 darin,
den Einsatz 14 und das Dichtmedium 128 zusammenzusetzen.
Dies kann entweder durch Einführen
der sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 durch
die mittige Öffnung
des runden Rings oder auch durch Umdrehen des Einsatzes 14 und
Drücken
des runden Rings über
die sich im Allgemeinen nach unten erstreckende zylindrische Wand 62 erfolgen.
In beiden Fällen wird
das Zusammensetzen sowohl durch die leicht radial nach innen gerichtete
Erstreckung der sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 als
auch durch die radial nach innen gerichtete Beschaffenheit der ersten
ringförmigen
Wand 80 und der geneigten Oberflächen 99 der Stützstreben 95 erleichtert.
Zwar ist das Dichtmedium 128 in einer bevorzugten Ausführungsform
(nicht gezeigt) innerhalb der ringförmigen Ausnehmung 76 aufgenommen,
doch wird es bevorzugt durch Reibschluss mit einer radial äußeren Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 örtlich fixiert.
So ist das Vorsehen der Ausnehmung 76 und der nach unten
herabhängenden
ringförmigen
Lippe 78 nur für
kosmetische Zwecke bevorzugt und dient eher dazu, das Vorhandensein
des Dichtmediums 128 zu verbergen, als dieses in Position
zu halten. In der Tat können
in einigen Ausführungsformen,
wie der dargestellten, die Ausnehmung 76 und die nach unten
herabhängende
ringförmige Lippe 78 entfallen.
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Nach
dem Zusammensetzen des Einsatzes 14 und des Dichtmediums 128 werden
diese beiden dann mit der Kappe 16 zusammengesetzt. Die
Kappe 16 wird auf den Einsatz 14 aufgesetzt und
dabei das ringförmige
Steckelement 50 innerhalb der durch die sich im Allgemeinen
nach unten erstreckende zylindrische Wand 62 definierte
Sackbohrung aufgenommen. Die derartige Aufnahme des ringförmigen Steckelements 50 wird
durch die abgeschrägte
Beschaffenheit des Steckelements infolge der im Allgemeinen nach
unten und radial nach innen gerichteten Oberfläche 58 erleichtert.
Gleichwohl ist das ringförmige
Steckelement 50 so positioniert, dass es sich radial nach
innen biegen muss, um innerhalb der vorstehend erwähnten Sackbohrung
aufgenommen zu werden. Sobald das ringförmige Steckelement 50 vollständig aufgenommen
worden ist, führt
auf diese Weise die Elastizität
des das Steckelement bildenden Materials dazu, dass die radial äußere Wand 54 in abdichtenden
Eingriff mit der inneren Oberfläche
der sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 getrieben
wird.
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Wie
zu bemerken ist, wird die Grenze, bis zu der das ringförmige Steckelement 50 innerhalb
der Sackbohrung aufgenommen werden kann, die von der sich im Allgemeinen
nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 definiert
wird, durch den Eingriff der oberen Oberfläche 66 des sich radial
nach außen
erstreckenden ringförmigen
Flansches 64 mit der Unterfläche 52 des kreisförmigen Oberteils 40 bestimmt.
Jedoch ist der Zugring 112 selbst in der vollständig aufgenommenen
Position so positioniert, dass er von der Kappe 16 beabstandet
bleibt und nicht daran anliegt.
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Der
den Einsatz 14 und die Kappe 16 sowie das Dichtmedium 128 umfassende
Verschluss 18 ist nun vollständig zusammengesetzt. Jedoch
sind alle Komponenten innerhalb der Kappe 16 aufgenommen,
mit dem Ergebnis, dass die äußeren Abmessungen
des Verschlusses 18 denen der Kappe 16 entsprechen,
welche – wie
vorstehend ausgeführt – absolut
gebräuchlich
sein können.
Infolgedessen kann der zusammengesetzte Verschluss 18 unter Verwendung
gebräuchlicher
Verarbeitungs- und Verschließapparaturen
gehandhabt werden.
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Zum
Zusammensetzen des Verschlusses 18 mit dem Behälter 12 wird
der Behälter
zuerst mit dem gewünschten
Inhalt befüllt.
Da der Behälter 12 von gebräuchlicher
Gestaltung sein kann, kann dieser Befüllschritt unter Verwendung
vorhandener Apparaturen durchgeführt
werden, genau wie die anschließende
Verarbeitung an anderer Stelle entlang der Fertigungslinie. Sobald
der Behälter 12 gefüllt ist, wird
der zusammengesetzte Verschluss 18 derart auf den Hals 10 aufgesetzt,
dass die erste und die zweite ringförmige, nach unten und radial
nach innen geneigte Wand 80 und 82 des Einsatzes 14 innerhalb der
Bohrung aufgenommen werden, die von der sich nach unten erstreckenden,
radial inneren Wand 28 des Kamms 22 definiert
wird.
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Ein
fortgesetztes Herabdrücken
des Verschlusses 18 auf den Hals 10 veranlasst
die sich nach unten erstreckende, radial innere Wand 28 des Kamms 22,
solange entlang der radial äußeren Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 zu
gleiten, bis die obere, im Allgemeinen horizontale Oberfläche des Kamms 26 mit
dem Dichtmedium 128 in Eingriff gelangt. Dabei wird, während die
sich nach unten erstreckende, radial innere Wand 28 sich
dem Ende ihres Weges nähert,
das ringförmige
Steckelement 50 erneut veranlasst, sich radial nach innen
zu biegen, so dass sowohl das ringförmige Steckelement 50 als auch
die sich im Allgemeinen nach unten erstreckende zylindrische Wand 62 innerhalb
der durch den Kamm 22 definierten Bohrung aufgenommen werden.
Genau wie zuvor, wird das radiale nach innen Biegen des ringförmigen Steckelements 50 durch
die im Allgemeinen nach unten und radial nach innen gerichtete Oberfläche 58 erleichtert,
während
die Elastizität
des das ringförmige
Steckelement 50 bildenden Materials sicherstellt, dass
das ringförmige Steckelement
danach nicht nur in abdichtenden Eingriff mit der inneren Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 getrieben
wird, sondern auch dass die äußere Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 in
abdichtenden Eingriff mit der sich nach unten erstreckenden, radial inneren
Wand 28 des Kamms 22 getrieben wird.
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Gleichzeitig
mit der Aufnahme des Einsatzes 14 innerhalb der durch den
Kamm 22 definierten Bohrung fährt die herabhängende ringförmige Seitenwand 42 der
Kappe 16 über
den sich nach unten erstreckenden Halsstreckabschnitt 30.
Dies bringt die Eingriffseinrichtung 32 in Eingriff mit
der komplementären
Eingriffseinrichtung 48. Wie vorstehend ausgeführt, können diese
beiden Eingriffseinrichtungen 32 und 48 so geformt
sein, dass sie aneinander vorbei gleiten, wenn eine direkte, axial
nach unten gerichtete Kraft auf die Kappe 16 aufgebracht
wird, die die Kappe in Eingriff mit dem Hals 10 treibt.
Mit anderen Worten schnappen die Gewinde an der Kappe 10,
wenn der Verschluss 18 auf den Behälter 12 geschoben
wird, über
die Gewinde am Hals 10 und greifen in diese ein.
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In
einer alternativen Ausführungsform
können
die Gewinde an der Kappe 16 und die Gewinde am Hals 10 so
geformt sein, dass der Verschluss 18 auf den Behälter 12 aufgedreht
werden muss. Gleichwohl ist die sich im Allgemeinen nach unten erstreckende
zylindrische Wand 62 des Einsatzes 14 dennoch
vollständig
innerhalb der Bohrung aufgenommen, die von der sich nach unten erstreckenden,
radial inneren Wand 28 des Kamms 22 definiert
wird.
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Sobald
der Verschluss 18 gänzlich
auf den Behälter 12 aufgebracht
worden ist, werden der Komplex aus Verschluss und Behälter einem
zeitvariablen Magnetfeld ausgesetzt, das Wirbelströme innerhalb
des elektrisch leitfähigen
Substrats des Dichtmediums 128 auslöst, mit der daraus resultierenden Wärmeerzeugung.
Diese Wärme
wiederum aktiviert die Haftstoffschichten und verbindet den sich
radial nach außen
erstreckenden ringförmigen
Flansch 64 mit der oberen, im Allgemeinen horizontalen
Oberfläche 26 des
Kamms 22. Falls erforderlich, kann etwas Druck aufgebracht
werden, um den Verschluss 18 während des Verbindungsvorgangs
fest gegen den Behälter 12 zu
halten.
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Zwar
wurde das Dichtmedium 128 mit zwei Schichten eines hitzeaktivierten
Haftstoffs beschrieben, einer auf jeder Seite des mittleren, elektrisch leitfähigen Substrats,
doch ist ersichtlich, dass der Einsatz 14 und der Hals 10 gleichwohl
unter Verwendung nur einer einzigen Schicht eines hitzeaktivierten Haftstoffs
dauerhaft miteinander verbunden sein können, vorausgesetzt, dass sich
ausreichend Haftstoff innerhalb des ringförmigen Raums befindet, der
zwischen den zusammenwirkenden Teilen des Aufsatzes und des Halses
definiert wird, und vorausgesetzt, dass der Haftstoff imstande ist,
zu fließen,
so dass er mit den Oberflächen
in Berührung
gerät,
die diesen Raum definieren. Zu diesem Zweck kann das elektrisch
leitfähige
Substrat mit einer oder mehreren Öffnungen versehen sein, um
das Fließen
von Haftstoff von einer Seite des Substrats zur anderen zu erlauben.
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In
einer anderen Ausführungsform
kann das Dichtmedium 128 eine Dichtmasse umfassen und kann
insbesondere eine Haftklebemasse umfassen, so dass bei Aufbringen
eines Verschließdruckes
auf entweder den Verschluss 18 oder den Behälter 12 der
Einsatz 14 dauerhaft mit dem Hals 10 verbunden wird.
Alternativ kann das Dichtmedium 128 eine Masse sein, die
aktiviert wird, wenn sie einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird.
In noch einer anderen vorliegend bevorzugten Ausführungsform
ist das Dichtmedium 128 eine Zusammensetzung, die den Einsatz 14 dauerhaft
mit dem Hals 10 verbindet, wenn die Dichtmasse durch induktives
oder kapazitives Erhitzen erweicht oder geschmolzen wird. Zu diesem Zweck
wird, sobald der Verschluss 18 auf den Behälter 12 aufgebracht
worden ist, der Komplex aus Verschluss und Behälter im Fall von induktivem
Erhitzen einem zeitvariablen Magnetfeld und im Fall von kapazitivem
Erhitzen einem zeitvariablen elektrischen Feld ausgesetzt. In beiden
Fällen
wird in einem induktiven und/oder kapazitiven Material, das in der Zusammensetzung
enthalten ist, Hitze erzeugt. Diese Hitze wird dann auf den Rest
der Zusammensetzung übertragen,
woraufhin die Zusammensetzung entweder erweicht oder schmilzt, so
dass sie in engere Berührung
mit den Oberflächen
des ringförmigen Raums
fließt,
der zwischen den zusammenwirkenden Teilen der Einsatz- und Halsstrukturen
definiert ist. Beim Abkühlen
erhärtet
die Zusammensetzung, um eine dauerhafte Schweiß- oder Versiegelungsverbindung
bereitzustellen, die den Einsatz 14 mit dem Hals 10 verbindet.
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Sobald
der Einsatz 14 an den Hals 10 angehaftet worden
ist, kann der Behälter 12 durch
Abschrauben und Entfernen der Kappe 16 geöffnet werden.
Dadurch wird der Zugring 112 freigelegt, der von einem
Finger des Nutzers ergriffen und gezogen werden kann. Die auf das
ringförmige
Band 114 aufgebrachte Kraft kann über die Verbindungsstelle 116 auf
die Membran 100 übertragen
werden, die entlang der durch den engen Steg 102 definierten
Schwächungslinie
von der zweiten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 82 abgerissen wird.
Sobald der Zugring 112 und die Membran 100, an
der er befestigt ist, beseitigt worden sind, kann der Inhalt des
Behälters 12 auf
gewöhnliche
Weise ausgegeben werden.
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Um
den Behälter 12 wieder
zu verschließen, wird
die Kappe 16 einfach derart an den Hals 10 herangeführt, dass
die spiralförmige
Gewindekonfiguration 48 an der Kappe mit der spiralförmigen Gewindekonfiguration 32 am
Hals in Eingriff gelangt. Wenn die Kappe 16 festgeschraubt
wird, gelangt die im Allgemeinen nach unten und radial nach innen
gerichtete "Oberfläche 58 des
ringförmigen
Steckelements 50 mit der radial inneren Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 in
Eingriff. Dadurch wird das ringförmige Steckelement 50 radial
nach innen gebogen. Sobald die Kappe 16 vollständig auf
dem Hals 10 aufgebracht worden ist, stellt die Elastizität des das
ringförmige
Steckelement 50 bildenden Materials sicher, dass die radial äußere Wand
des Steckelements 56 in dichtenden Eingriff mit einer radial
inneren Oberfläche
der sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 getrieben
wird, und dass eine radial äußere Oberfläche der
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 in
dichtenden Eingriff mit der sich nach unten erstreckenden, radial
inneren Wand 28 des Kamms 22 getrieben wird.
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Da
sowohl der Einsatz 14 als auch die Kappe 16 spritzgegossen
und daher mit denselben Toleranzen hergestellt sein können, steht
zu erwarten, dass jedes Mal ein zuverlässig abdichtender Wiederverschluss
erhalten werden kann, und dass streng genommen keine sekundäre Dichtung
erforderlich ist. Gleichwohl kann radial außerhalb des Kamms 22 an der
Eingriffsstelle zwischen der oberen Oberfläche 66 des sich radial
nach außen erstreckenden
ringförmigen
Flansches 64 und der Unterfläche 52 des kreisförmigen Oberteils 40 eine
sekundäre
Dichtung vorgesehen sein.
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Die
Kappe 16 kann so oft wie erforderlich auf den Hals 10 auf-
und von diesem abgeschraubt werden.
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Wie
zu bemerken ist, besteht aufgrund dessen, dass das Dichtmedium 128 innerhalb
eines Raums angeordnet ist, der nicht mit dem Inneren des Behälters 12 in
Verbindung steht, nur eine geringe Gefahr, dass das Dichtmedium
den Inhalt des Behälters
verdirbt oder anderweitig beeinträchtigt. Auch ist es wenig wahrscheinlich,
dass der Inhalt des Behälters
am Dichtmedium 128 vorbei zwischen dem Einsatz 14 und
dem Hals 10 austritt, da der Einsatz 14 mit einer
sich im Allgemeinen nach unten erstreckenden zylindrischen Wand 62 versehen
ist, die abdichtend gegen die sich nach unten erstreckende, radial innere
Wand 28 des Kamms 22 abschließt.
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Wie
auch zu bemerken ist, kann aufgrund der Tatsache, dass sowohl die
effektive Größe der Behälteröffnung (die
durch die radial innere Kante 86 der radial inneren Oberfläche 84 der
zweiten ringförmigen,
nach unten und radial nach innen geneigten Wand 80 definiert
wird) als auch die ringförmige Gießlippe 68 von
derselben spritzgegossenen Komponente definiert werden, das Verhältnis zwischen diesen
beiden optimiert werden, um unter Beibehaltung einer brauchbaren
Bohrung den optimalen Gießwinkel
bereitzustellen.
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Zwar
wurde die Anwendung des Verschlusses 18 unter Bezugnahme
auf einen Einramm-Halsabschluss beschrieben, doch versteht sich,
dass die vorliegende Erfindung auch auf einen Hochzieh-Halsabschluss
angewendet werden kann. In der Tat besteht der einzige Unterschied
zwischen diesen beiden darin, dass mangels des Kamms 22 das Dichtmedium 128 dazu
dient, die Unterseite des sich radial nach außen erstreckenden, ringförmigen Flansches 64 mit
dem sich radial erstreckenden Rand 20 zu verbinden, statt
mit der oberen, im Allgemeinen horizontalen Oberfläche 26.
Gleichwohl kann die sich im Allgemeinen nach unten erstreckende
zylindrische Wand 62 dennoch innerhalb der Bohrung aufgenommen
sein, die durch den sich radial erstreckenden Rand 20 definiert
wird, wo sie – wie
gehabt – in
dichtendem Eingriff mit sowohl dem sich radial erstreckenden Rand 20 und
dem ringförmigen
Steckelement 50 stehen wird. Somit kann der Verschluss 18 in
jeder materiellen Hinsicht wie oben beschrieben auf einen Einramm-Halsabschluss
aufgebracht, geöffnet
und wieder abdichtend verschlossen werden. Wie insbesondere zu bemerken
ist, ist das Dichtmedium 128, ungeachtet des Fehlens des
Kamms 22, dennoch innerhalb eines ringförmigen Raums enthalten, der
nicht mit dem Inneren des Behälters 12 in Verbindung
steht.
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Bei
Behältern,
die entweder einen Hochzieh- oder einen Einramm-Halsabschluss aufweisen, dient das Vorsehen
einer nach unten herabhängenden ringförmigen Lippe 78 dazu,
das Vorhandensein eines Dichtmediums 128 zu verbergen.
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Zwar
wurde der Verschluss 18 in der beschriebenen Ausführungsform
nicht mit einer Sicherheitsverschließbarkeit versehen, doch versteht
sich, dass diese auch vorgesehen werden könnte. Da in der Tat einer der
Vorteile der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass sie mit
gebräuchlichen
Behältern 12 Verwendung
finden kann und sie Kappen 16 mit einer gebräuchlichen
Silhouette verwendet, kann die vorliegende Erfindung dann, wenn
diese gebräuchlichen
Behälter
und Kappen Sicherheitsverschlusseinrichtungen aufweisen, ebenfalls
derartige Einrichtungen aufweisen. Ein solches Beispiel ist in 12 veranschaulicht.
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Zwar
wurden die auf dem Hals 10 vorgesehene Eingriffseinrichtung 32 und
die auf der Kappe 16 vorgesehene komplementäre Eingriffseinrichtung 48 im
Hinblick auf eine spiralförmige
Gewinde- oder Nutkonfiguration
beschrieben, doch können
die beiden Gruppen aus Eingriffseinrichtungen 32 und 48 dennoch
einfach ein Schnappband und eine zusammenwirkende Haltewulst aufweisen.
Alternativ können
die Eingriffseinrichtungen 32, 48 auf nichts weiter als
eine Reib- oder Presspassung angewiesen sind. Unter solchen Umständen kann
sich die resultierende Kappe eher als eine Aufsteckkappe darstellen, denn
als Aufschraubvariante.
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Zwar
ist die Kappe 16 in der beschriebenen Ausführungsform
mit einem ringförmigen
Steckelement 50 versehen, das von einer Unterfläche 52 des kreisförmigen Oberteils 40 herabhängt, doch
muss dies nicht notwendigerweise der Fall sein. In der in den 13 und 14 veranschaulichten alternativen Ausführungsform
ist das Steckelement 50 durch eine ringförmige Wulst 130 ersetzt.
Die ringförmige
Wulst 130 hängt
von der Unterfläche 52 des
kreisförmigen Oberteils 40 herab,
so dass wenn die Kappe 16 auf den Hals 10 aufgebracht
wird, die ringförmige Wulst mit
der oberen Flanschoberfläche 66 des
sich radial nach außen
erstreckenden ringförmigen
Flansches 64 zum Bilden einer primären Dichtung in Eingriff gelangt.
Es hat sich gezeigt, dass der Eingriff der ringförmigen Wulst mit der oberen
Flanschoberfläche 66 ausreicht,
um ein Austreten des Inhalts des Behälters zu verhindern, während ein
Ausgeben mit dem ringförmigen
Steckelement 50 sowohl dazu dient, die Kappe 16 leichter
werden zu lassen, als auch die zum Bilden der Kappe erforderliche
Menge Rohmaterial zu senken. Um jedoch das Zusammensetzen des Verschlusses 18 zu
erleichtern und insbesondere das Halten des Einsatzes 14 innerhalb
der Kappe 16 zu unterstützen,
sind vorzugsweise eine Reihe von radial nach innen ragenden Laschen
(nicht gezeigt) an einer radial inneren Oberfläche der herabhängenden
ringförmigen
Seitenwand 42 an einem Ort oberhalb der komplementären Eingriffseinrichtung 48 gebildet.
Diese radial nach innen ragenden Laschen sind vorzugsweise in Umfangsrichtung
in einer radialen Ebene senkrecht zur Einsatzachse 88 beabstandet
und dienen dazu, entweder mit dem Dichtmedium 128 oder
dem sich radial nach außen erstreckenden
Flansch 64 in einem zusammengesetzten Verschluss in Eingriff
zu treten und dabei zu verhindern, dass sich der Einsatz 14 von
der Kappe 16 entfernt.