DE602005002248T2

DE602005002248T2 - Synthetischer Stopfen für Sektflaschen u. dgl. mit manueller Entkorkung

Info

Publication number: DE602005002248T2
Application number: DE602005002248T
Authority: DE
Inventors: Roberto Casini; Sauro Bianchi
Original assignee: Microcell SRL
Current assignee: Microcell SRL
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: EP1724200A1; CN1872631A; ATE371599T1; AR054273A1; DE602005002248D1; ES2293519T3; US20060261029A1; EP1724200B1

Description

Die Erfindung betrifft einen synthetischen Stopfen für Sektflaschen und dgl. mit manueller Entkorkung der Art wie im Oberbegriff des ersten Anspruchs beschrieben.
Bekanntlich werden Sektweine, Champagner und dgl. in Glasflaschen abgefüllt, die mit Korken verschlossen sind.
Die zu diesem Zweck entworfenen Stopfen wirken der Schubkraft nach aussen entgegen, die durch den hohen Innendruck ausgeübt wird, der sich in der Flasche wegen der Präsenz von Kohlensäure bildet, die während der Entwicklung der oben erwähnten Getränke entsteht.
Im Flascheninneren entwickelt sich ein Druck von ungefähr 3 Bar (300 kiloPascal [kPa], der bis zu 6 Bar erreichen kann.
Nach der bekannten Technik wird der Stopfen gepresst und in die Flasche eingesetzt, so dass die vom Stopfen ausgeübte elastische Rückstellkraft den Korken selbst daran hindert, zu entweichen.
Wiederum nach der bekannten Technik werden Stopfen für Sektweine und dgl. mit der Hand entkorkt und haben einen Abschnitt ausserhalb der Flasche, der zuvor durch Drahtkörbchen und dgl. gesichert wird, die am Aussenteil der Flasche anhaften.
Das Entkorken erfolgt durch manuelles Entfernen des Drahtkörbchens und anschliessendes Drehen und Herausziehen, das manuell ausgeführt werden kann, indem der Abschnitt ausserhalb der Flasche ergriffen wird.
Das manuelle Extraktionsvorgang ist besonders für Sektweine und dgl. typisch, die sehr häufig bei Festen, Eröffnungszeremonien und verschiedenen anderen Anlässen verwendet werden.
Um auf traditionelle Gewohnheiten nicht zu verzichten und auch aus praktischen Gründen ist die rasche und einfache manuelle Extraktion der besagten Stopfen sinnvoll.
Weitere Eigenschaften der besagten Stopfen sind erforderlich, insbesondere: bequemes Einsetzen während der Abfüllungsphase, Gas- und Flüssigkeitsdichtung, niedrige Gas- und Flüssigkeitsdurchlässigkeit, keine Änderung der organoleptischen Eigenschaften des enthaltenen Getränks und keine Geschmacksabsorption.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, werden die Korken vor der Verkorkung gewöhnlich in eine im Wesentlichen zylindrische Form ausgebildet.
Genannte Korken haben einen Durchmesser von ungefähr 30-32 mm, eine Länge von ungefähr 40-48 mm und bestehen gewöhnlich aus zwei Teilen: einem oberen Teil aus Korkagglomerat und einem unteren Teil aus zwei Naturkorkdichtungen mit einer Gesamtdicke von annähernd 10 mm.
Der Verkorkungsvorgang erfolgt durch eine starke radiale Kompression des Korkens in einem Klemmschloss bis auf einen Durchmesser zwischen 14 mm und 16 mm (annähernd die Hälfte des anfänglichen Durchmessers) und Einführung des Korkens in die Flasche bis zur erforderlichen Tiefe, so dass sich die Dichtungen im Flascheninneren befinden und sich annähernd die Hälfte des Korken ausserhalb des Flaschenhalses befindet.
Die klassische Pilzform dieser Korken wird durch die erwähnte radiale Kompression erhalten, die lediglich am unteren Teil des Korkens ausgeübt wird. Die Haftung zwischen dem Korken und dem Inneren des Flaschenhalses ist durch die hohe Elastizität der Dichtungen sichergestellt, die für eine gute Abdichtung gegen Gase und Flüssigkeit sorgen und durch den notwendigen radialen Druck, der es ermöglicht, dass der Korken der durch den Innendruck bedingten Schubkraft nach aussen widersteht.
Der in die Flasche eingesetzte Korkagglomeratteil hat keine besondere Dichtungsfunktion an der Grenzfläche zwischen Korken und Flasche, da er eine sehr niedrige Elastizität aufweist, bildet aber hauptsächlich eine Verbindung zwischen den unteren Dichtungen und dem Teil, der ausserhalb der Flasche bleibt.
Tatsächlich ist der Teil aus Korkagglomerat zwar steifer, hat aber eine geringere Elastizität und eine hohe Viskosität. Folglich ist dieser obere Teil halbdauernder Verformung ausgesetzt, die einen mässigen elastischen Druck auf den Flaschenhals erzeugt.
Als Folge dieser mechanischen Eigenschaften gestattet genannter Teil aus Korkagglomerat die manuelle Entnahme des Korkens, denn wäre dieser Teil zu weich, würde dies im Moment des Drehens zu einer übertriebenen Verformung des Korkenkörpers mit entsprechender Bruchgefahr desselben führen.
Es ist ferner von grundlegender Wichtigkeit für eine rasche und wirtschaftliche Abfüllung, dass der Verkorkungsvorgang in automatischen Anlagen auf industrieller Ebene durchgeführt werden kann.
Dieser Vorgang besteht aus mehreren Phasen, wie etwa das Positionieren des Korkens durch optische oder mechanische Positionierer, das Einlegen der Korken in ein Klemmschloss zur radialen Kompression, das Einsetzen des Korkens in die Flasche und das Anbringen der Agraffe.
Die oben erwähnten bekannten Techniken haben einige wichtige Nachteile.
Einer der Hauptnachteile im Zusammenhang mit dem Gebrauch dieser Korken liegt in der möglichen Geschmacksbeeinträchtigung des Getränks besonders wegen des im Kork enthaltenen Schimmels oder des Materials pflanzlicher Herkunft, aus dem besagte Korken hergestellt sind.
Traditionelle Korken garantieren ferner keine konstanten mechanischen Eigenschaften und können sich daher unterschiedlich auf die Entwicklung des Weins je nach Flasche wegen der unterschiedlichen radialen Dichtung auswirken.
Dieser Mangel an Gleichartigkeit der physikalisch-mechanischen Eigenschaften der traditionellen Korken kann auch zu gelegentlichem Bruch der Korken beim Herausziehen oder umgekehrt zu Schwierigkeiten bei der Extraktion führen.
Nicht zuletzt besteht der Nachteil, dass genannte Korken hohe Herstellungskosten haben und dass die Rohmaterialien wegen der wachsenden Schwierigkeit, Korkzulieferer zu finden, teuer sind.
Es sind bereits Versuche gemacht worden, genannte Probleme durch steife synthetische pilzförmige Stopfen aus thermoplastischem Material zu lösen. Diese Stopfen haben allerdings schwache Haftkraft und Dichtung und beträchtliche, auch visuelle Unterschiede im Vergleich zum Naturkork.
Tatsächlich werden diese Stopfen nur für Sektweine und dgl. geringer Qualität verwendet.
Darüber hinaus können synthetische Stopfen mit anderen Formen und Massen als die traditionellen nicht in den traditionellen automatischen Abfüllungsmaschinen auf industrieller Ebene eingesetzt werden. US2634014 offenbart einen synthetischen Stopfen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
In dieser Situation besteht die technische Funktion vorliegender Erfindung darin, einen synthetischen Stopfen für Sektflaschen und dgl. mit manueller Entkorkung herzustellen, der in der Lage ist, die erwähnten Nachteile zu überwinden.
Im Zusammenhang mit genannter technischer Funktion ist es ein wichtiges Ziel der Erfindung, einen insgesamt im wesentlichen den traditionellen Korken ähnlichen synthetischen Stopfen herzustellen, der auf eine im wesentlichen gleiche Art verwendet werden kann.
Ein anderes wichtiges Ziel der Erfindung liegt darin, einen synthetischen Stopfen bereit zu stellen, der eine gute Dichtung der in der Flasche enthaltenen Gase und Flüssigkeit zusichert und dem in der Flasche während der Entwicklung des Sektweins erzeugten Druck solange standzuhalten, bis genannter Stopfen herausgezogen wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen synthetischen Stopfen zu erhalten, der in der Lage ist, ein leichtes Herausziehen durch manuelle Entkorkung sicher zu stellen und der dabei eine hohe physikalische Strukturintegrität während genannter Extraktion aufweist.
Nicht zuletzt besteht ein weiteres Ziel der Erfindung darin, einen preiswerten synthetischen Stopfen zu erzeugen, der leicht herzustellen ist und der leicht in den traditionellen automatischen Abfüllungsmaschinen ohne wesentliche Änderungen an diesen eingesetzt werden kann.
Die technische Funktion und die dargelegten Ziele werden durch einen synthetischen Stopfen für Sektflaschen und dgl. mit manueller Entkorkung wie in Anspruch 1 beansprucht erzielt.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den dazugehörigen Ansprüchen herausgestellt.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind weiter unten durch eine detaillierte Beschreibung des synthetischen Stopfens mit manueller Entkorkung näher dargestellt, wobei auf die beigelegten Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen:
1a einen traditionellen Korken im Flaschenhals;
1b eine grafische Darstellung der radialen Kraft [σ_r] in Megapascal [MPa], ausgeübt von jedem einzelnen Querschnitt des Korkens in 1a;
1c eine grafische Darstellung, die auf der Y-Achse die notwendige Kraft zum Bewegen von Korken laut 1a in Extraktionsrichtung und auf der X-Achse die Gesamtlänge, um die die Korken herausgezogen sind, zeigt;
2 ein axonometrisches Bild des synthetischen Stopfens laut Erfindung und eines Teils eines Flaschenhalses;
3 den mittleren Querschnitt eines Flaschenverschlusses laut Erfindung;
4 eine Kurve, die auf der Y-Achse die notwendige Kraft zum Bewegen des erfindungsgemäßen Stopfens laut 2 und 3 in Extraktionsrichtung und auf der X-Achse die Gesamtlänge, um die genannter Stopfen herausgezogen ist, zeigt.
Mit Bezug auf die erwähnten Abbildungen wird der synthetischen Stopfen erfindungsgemäss als Ganzes mit der Nummer 1 bezeichnet und ist in 2 und 3 gezeigt.
Er weist einen unteren Abschnitt 2 auf, der so ausgebildet ist, dass er in die Flasche 10 für Sektweine, Champagner oder dgl. eingesetzt werden kann. Insbesondere der untere Abschnitt 2 versperrt, wenn eingesetzt, die Mündung 11 der Flasche 10. Von der Mündung 11 entwickelt sich ein Zulauf 12, der den Hals der Flasche 10 bildet und eine Entwicklungsachse 13 bestimmt.
Bekanntlich hat der Hals der Flasche 10 einen zur Achse 12 parallelen kreisförmigen Querschnitt. Dieser kreisförmige Schnitt hat in der Nähe der Mündung 11 einen Mindestdurchmesser, der zunimmt je weiter er sich von dieser entfernt.
Diese Durchmesserzunahme ist sehr gering im Abschnitt in der Nähe der Mündung, der aus dem Zulauf 12 besteht. Tatsächlich ist auf 10 mm von der Mündung der Durchmesser des Zulaufs 12, der anfänglich ungefähr 18 mm beträgt, durchschnittlich nur um 0,3 mm grösser geworden und auf 20 mm von der Mündung ist der Durchmesser des Zulaufs nur um annähernd weitere 0,6 mm gewachsen.
Folglich kann der Zulauf 12 der Kalkulationsvereinfachung halber mit einer zylindrischen Form verglichen werden.
Nachstehend wird der Zulauf als zylindrisch bezeichnet. Der untere Abschnitt 2 grenzt an den oberen Abschnitt 3 an, der – wenn eingesetzt – ausserhalb der Flasche 10 bleibt und mit der Hand ergriffen werden kann, um den Stopfen 1 zu entfernen.
Zweckmässigerweise hat der synthetische Stopfen 1 im Wesentlichen die gleichen Außenmaße der traditionellen Korken 1a. Vor der Verkorkung sind diese zylindrisch und haben eine Gesamtlänge von annähernd 40-48 mm im Durchschnitt und einen durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 30-32 mm.
Nach der Verkorkung haben traditionelle Korken 1a einen unteren Abschnitt 1b, der im Flaschenhals oder im Zulauf 12 eingeschlossen ist und einen oberen Abschnitt 1c ausserhalb der Flasche 10, der mit der Hand ergriffen werden kann. Der obere Abschnitt 1c hat eine durchschnittliche Entwicklung von ungefähr 20-25 mm.
Da die Masse der traditionellen Korken in den erfindungsgemäßen Stopfen im wesentlichen erhalten sind, ist der Einsatz der automatischen Abfüllungsmaschinen der bekannten Art und die Beibehaltung der bekannten traditionellen äusseren Form der Sektweinkorken möglich.
Vom gleichen Patentanmelder durchgeführte Untersuchungen haben ferner wichtige physikalische Eigenschaften der traditionellen Korken 1a herausgestellt, wie etwa deren radialer Druck und die benötigte Ausziehkraft zum Entkorken.
Insbesondere richten sich die Untersuchungen des Anmelders auf die in 1a beschriebenen Korken der meistverbreiteten Art. Diese traditionellen Korken 1a haben einen oberen Abschnitt 1c aus Korkagglomerat und einen unteren Abschnitt 1b, der mit zwei Dichtungen 1d aus Naturkork versehen ist.
Bezüglich des radialen Drucks, der auf den Flaschenhals oder Zulauf 12 ausgeübt wird, sind die Abmessungen an einigen Dutzend Mustern unter Einsatz von geeigneten Ladeelementen durchgeführt worden, in denen die Einführung des Korkens 1a in den Zulauf 12 simuliert wurde und die eine Bemessung des durch den Korken 1a ausgeübten radialen Drucks ermöglichten, der als über die gesamte eingesetzte Länge verteilter Durchschnittswert kalkuliert wurde.
Genannte Versuche erbrachten einen Durchschnittswert von 3,8 MPa mit einer Standardabweichung von 1,2 MPa.
Ähnliche Abmessungen, die an Korken durchgeführt wurden, an denen die Dichtungen 1d entfernt wurden, erbrachten einen durchschnittlichen radialen Druck von 1,5 MPa mit einer Standardabweichung von 0,6 MPa.
Wenn man nun annimmt, dass entlang der gesamten Dicke der Dichtungen 1d der ausgeübte Druck konstant ist und dass die gleiche Situation auch am Teil des Korkagglomerats im Inneren der Flasche vorhanden ist, so kann festgesetzt werden, dass der radiale Druck in der Nähe der vom Vorhandensein der Dichtungen 1d betroffenen Zone annähernd 8,5 MPa entspricht, also beträchtlich höher als der vom Agglomeratteil ausgeübte Durchschnittsdruck, der ungefähr 1,5 MPa beträgt. Die Situation wird ausführlich in der grafischen Darstellung in 1b neben der 1a beschrieben, in der ein in eine Flasche eingesetzter traditioneller Korken 1a schematisiert ist.
Die grafische Darstellung in 1b zeigt ein Diagramm, in dem die Tendenz der radialen Kraft σ_r in MegaPascal [MPa], die jeder einzelne Querschnitt des Korkens ausübt, veranschaulicht ist.
Wie aus der Druckkurve 1e ersichtlich, ist die durch einen Korken ausgeübte radiale Kraft tatsächlich in der Zone konzentriert, in der die Dichtungen vorhanden sind.
Bezüglich der zum Entkorken notwendigen Ausziehkraft ist dies in 1c veranschaulicht, wo auf der Y-Achse die notwendige Kraft zum Bewegen eines traditionellen Korkens wie der der 1a in Extraktionsrichtung und auf der X-Achse die Gesamtlänge, durch die genannte Korken herausgezogen werden, veranschaulicht sind.
Wie festgehalten, garantieren traditionelle Korken keine konstanten Eigenschaften und aus diesem Grund sind drei Kraftkurven 1e, 1f und 1g herausgestellt, die den drei durchschnittlich häufigsten Situationen entsprechen.
In allen Fällen wird ein anfänglicher Höchstwert von maximaler Kraft verzeichnet, die notwendig ist, um die anfängliche oder statische Reibung zwischen 50 und 60 kgW (Kilogrammgewicht, 1 kgW = 9,81 N) zu überwinden, gefolgt von einer Gleitreibung, die unterhalb der statischen Reibung bleibt und einen relativ konstanten Verlauf und eine hohe Kraft hat, bevor sie sehr rasch abnimmt.
Die angegebene Ausziehkraft ist durch Zugkraft und mechanische Zwangstranslation der Korken in die Extraktionsrichtung, d.h. parallel zur Entwicklungsachse 13 des Zulaufes 12 bestimmt worden.
Die manuell auferlegten Bewegungen während des Entkorkens sind natürlich komplexer: manuelles Entkorken umfasst nicht nur axiale Korkenbewegungen, sondern auch rotatorisch-translatorische oder rotatorische Bewegungen.
Daher spielen nicht nur axiale Zugkräfte, sondern auch Torsionskräfte mit.
Die in 1c angegebenen Ausziehkräfte können allerdings als zulänglich bezeichnend für die an die Korken während der Extraktion angewandten Kräfte akzeptiert werden.
Allgemeine Erfahrung zeigt, dass traditionelle Korken diesen Kräften gut standhalten aufgrund der Tatsache, dass ihr oberer Abschnitt 3a aus einem Agglomeratmaterial mit niedriger Elastizität und hoher Viskosität gemacht ist, das dazu neigt, sich nur sehr allmählich zu verformen.
Die am oberen Abschnitt 1c des Korkens manuell auferlegten Kräfte werden daher übertragen, ohne auf den unteren Abschnitt 2a, der im Zulauf 12 eingebettet ist und insbesondere auf die Dichtungen 1d überzugehen, die den grössten Abdichtungsdruck ausüben.
Diese Kräfte, die für eine maximale Extraktionskraft von im Wesentlichen zwischen 50 und 60 KgW sorgen, sind für die Stärke von jedem Benutzer geeignet.
Allgemeine Erfahrung zeigt ferner, dass der Verschluss traditioneller Korken durch das Aufbringen eines durchschnittlichen Drucks von ungefähr 3,8 MPa auf den Zulauf 12 gewöhnlich ausreichend ist, um Leckstellen an den Korken zu vermeiden.
Im Unterschied zu genannten traditionellen Korken, die ein im wesentlichen steifes Material mit einem elastischen Material kombinieren, ist erfindungsgemäß der synthetische Stopfen aus einem einzigen Polymermaterial, d.h. einem Elastomer-Kunststoff gemacht.
Der Gebrauch eines einzigen Materials bringt wichtige Vorteile mit sich, wie Kostenreduzierung und eine relativ einfache und schnelle Produktion, zum Beispiel über eine einzige Formgebungsphase.
Ein einziges Material ist die bevorzugte technische Lösung beim Ersetzen eines traditionellen Korkens mit einem synthetischen Stopfen, der billiger und in grösserem Maße erhältlich ist unter Beibehaltung von Eigenschaften, die denen des traditionellen Korken so ähnlich wie möglich sind.
Der Gebrauch eines einzigen Materials für die gesamte Länge des Stopfens 1, auch unter Beibehaltung der Masse eines traditionellen Korkens 1a, so dass die üblichen Verkorkungsanlagen eingesetzt werden können, ist allerdings mit einigen Problemen verbunden.
Es muss möglich sein, den Stopfen einzusetzen, bis er einen Schnittdurchmesser von ungefähr der Hälfte des anfänglichen Durchmessers hat, und unter diesen Bedingungen muss er eine geeignete elastische Rückfederung im Zulauf 12 der Flasche bewahren.
Die elastische Abdichtungsreaktion wird dann durch den gesamten unteren, in der Flasche eingebetteten Abschnitt ausgeübt und nicht nur durch die EndAbschnitte wie die Dichtungen der traditionellen Korken.
In dieser Situation kann es zu Unverträglichkeit und widersprüchlichen Erfordernissen zwischen dem unteren Abschnitt 2 und dem oberen Abschnitt 3 des synthetischen Stopfens 1 kommen.
Tatsächlich muss das Polymermaterial, das den synthetischen Stopfen bildet, als Hauptzweck einen Gesamtdruck in der Flasche gewährleisten, der dem des traditionellen Korken ähnelt. Ein niedrigerer Druck würde die Festigkeit des Stopfens beeinträchtigen und ein höherer Druck würde den Entkorkungsvorgang schwierig und unangenehm machen, da eine grössere manuelle Ausziehkraft als gewohnt erforderlich wäre.
Die erforderliche hohe Verformbarkeit und die Tatsache, dass der gesamte untere Abschnitt 2 des synthetischen Stopfens 1 einen Druck auf den Zulauf 12 ausübt, bedeutet, dass ein ähnlicher Gesamtdruck wie der der traditionellen Korken nur mit solchen Materialien erhalten werden kann, die im wesentlichen weich und leicht verformbar sind. Dies ist leicht verständlich angesichts der Tatsache, dass traditionelle Korken ihren Verschlussdruck hauptsächlich durch die Enddichtungen aus stark verformbarem Kork ausüben.
Ein derartiges weiches Material ist nicht akzeptierbar für den oberen Abschnitt 3, da es nicht leicht zum Ergreifen ist und vor allem weil es sich erheblich verformt und auch mit den oben beschriebenen normalen Entkorkungskräften leicht beschädigt wird oder zersplittert.
Ein ausreichend steifes Material, das am oberen Abschnitt 3 angenehm zum Anfassen ist, hat im Gegenteil eine sehr starke elastische Rückfederung im unteren Abschnitt 2 und daher sehr hohe Entkorkungskräfte, die im Wesentlichen unverträglich mit der traditionellen manuellen Entkorkung sind. Der Patentanmelder hat diese widersprüchlichen Anforderungen auf originelle Weise gelöst.
Einerseits wurde als geeignet für den gesamten synthetischen Stopfen 1 ein ausreichend steifes Material ermittelt, das ähnlichen manuellen Kräften standhält wie jene, die beim Entkorken traditioneller Korken ohne Nachgeben oder Bruch beteiligt sind und das daher die Anforderungen des oberen Abschnitts 3 erfüllt. Dieses Material besitzt teilweise die offensichtlichen Eigenschaften des traditionellen Agglomeratmaterials mit niedriger Elastizität und hoher Viskosität, das dazu neigt, sich nur sehr allmählich zu verformen. Andererseits, um den vom unteren Abschnitt 2 ausgeübten Druck auf den Hals oder Zulauf 12 auf die traditionellen Werte zu bringen, wurde dieser untere Abschnitt von der Form her geeignet geändert. Ferner sind die Formänderungen zweckmässigerweise derart ausgebildet, dass zwischen dem oberen Abschnitt 3 und dem unteren Abschnitt 2 eine Kontinuität erhalten bleibt, welche die automatische Verkorkung mittels traditioneller Anlagen gestattet.
Insbesondere sind Experimente durchgeführt worden, um das Elastizitätsmodul des Materials, das den synthetischen Stopfen 1 bildet, festzusetzen.
Der in den Zulauf 12 einzusetzende untere Abschnitt 2 wurde dauerhaft zusammengepresst, und eine axiale Zugkraft zwischen 50 und 60 kgW, d.h. im wesentlichen ähnlich der notwendigen Ausziehkraft zum Entkorken traditioneller Korken, wie in 1c gezeigt, wurde am oberen Abschnitt 3 angewandt, der ausserhalb der Flasche liegt. Wie schon gesagt, entspricht die axiale Zugkraft traditioneller Korken in Richtung der Extraktion nicht exakt den mit der Hand vollführten Bewegungen beim Entkorken. Letztere sind komplexer und umfassen auch rotatorisch-translatorische und rotatorische Bewegungen. Deshalb spielen nicht nur axiale Zugkräfte, sondern auch Torsionskräfte mit einer Rolle. Allerdings können die axialen Zugkräfte als zulänglich bezeichnend für die Kräfte akzeptiert werden, die an die Stopfen während der Extraktion angewandt werden.
Diese Versuche haben herausgestellt, dass Elastomer-Kunststoffe ein Elastizitätsmodul zwischen 5 und 20 MPa, am besten zwischen 5 und 8 MPa, haben können.
Besitzt der synthetische Stopfen 1 genannte mechanische Eigenschaften und wird er genannter axialer Zugkraft ausgesetzt, so weist tatsächlich sein oberer Abschnitt 3 ausreichend reduzierte Verformungen während der Entkorkung aus.
Ausserdem tritt kein Bruch oder Zersplitterung des Materials ein.
Bevorzugte Polymerstoffe für die Herstellung des synthetischen Stopfens 1 mit einem Elastizitätsmodul der genannten Art sind die hochverzweigten Polyolefine mit sehr niedriger Dichte, wenn nötig mit Zusatz von thermoplastischen Elastomeren auf der Grundlage von Styrol, wie etwa SEES, SEPS, SEEPS in einem Anteil von nicht mehr als 30%. Solche Materialien haben eine Dichte zwischen 0,75 und 0,92 kg/dm³ und werden ferner vorzugsweise durch Spritzguss unter Einsatz von bekannten Treibmitteln sowohl chemischer als auch physikalischer Art verarbeitet; die Dichte des Endproduktes beträgt daher zwischen 0,25 und 0,7 kg/dm³.
Die Herstellung eines zylindrischen synthetischen Stopfen 1 mit Elastomeren eines Elastizitätsmoduls zwischen 5 und 20 MPa führt trotzdem zu einer übermässigen Haftkraft des Stopfens an der Flasche, auch wenn das Elastizitätsmodul durch Ermittlung der notwendigen Mindestwerte gewählt wurde.
Diese hohe Haftkraft gestattet keine manuelle Entkorkung des synthetischen Stopfens. Denn im Unterschied zum traditionellen Korken, der an der Flasche im wesentlichen nur durch die Dichtungen 2a anhaftet, haftet ein aus einem einzigen Material gemachter synthetischer Stopfen 1 durch seinen unteren Abschnitt 2 an der Flasche 10 an.
Um diesen schweren Nachteil aufzuheben, hat der synthetische Stopfen 1 erfindungsgemäss einen unteren Abschnitt 2 mit zumindest überwiegend zweckmässig geändeter Form.
Der untere Abschnitt 2 hat vorzugsweise zumindest überwiegend eine Kegelstumpfform, dessen Längsachse durch Nummer 4 in 3 angezeigt ist.
Der obere Boden 5 des unteren Abschnitts 2 grenzt zweckmässigerweise an den oberen Abschnitt 3 an und hat keine dimensionale Diskontinuität, d.h. Abstände, Stufen, Einschnitte und dgl. hinsichtlich des gleichen oberen Abschnitts 3.
Die seitliche Oberfläche 6 des unteren Kegelstumpfabschnitts 2 hat hinsichtlich der Längsachse 4 einen Einfallswinkel α, der die Grösse des unteren Bodens 7 des Kegelstumpfabschnitts 2 bestimmt.
Insbesondere wurde herausgefunden, dass Einfallswinkel α zwischen 7° und 19° geeignet sind, weil sie einen Gesamtdruck am Flaschenhals oder Zulauf 12 bestimmen, ähnlich dem Gesamtdruck, der von den traditionellen Korken ausgeübt wird und folglich eine maximale Ausziehkraft, die der für traditionelle Korken erforderlichen ähnelt.
Die Wahl zwischen 7° und 19° hängt von der erforderlichen maximalen Ausziehkraft ab, die zwischen 50 und 60 kgW variieren kann, je nach dem genauen Elastizitätsmodul des Materials zwischen 5 und 8 MP und auch nach den exakten Aussenmassen des Stopfens, die ebenfalls nach Bedarf geringfügig variieren können.
Die technische Lösung, in der dem unteren Abschnitt 2 eine leichte Kegelstumpfform gegeben wird, hat neben dem Vorteil der Kontinuität mit dem oberen zylindrischen Abschnitt 3, wodurch die Bruchgefahr erheblich eingeschränkt wird, auch den Vorteil, dass der Extraktionsvorgang schnell und leicht erfolgt.
Denn sobald der synthetische Stopfen herausgezogen ist, geht der Druck auf den Zulauf 12 in dem Masse zurück, in dem der Durchmesser des unteren noch eingesetzten Abschnitts 2 abnimmt.
Dieser Umstand ist deutlich in der grafischen Darstellung in 4 bestätigt.
Diese grafische Darstellung zeigt den Verlauf der Entkorkungskraft während der Zunahme des Abschnittes des herausgezogenen Stopfens im Fall eines synthetischen Stopfens, der aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul von ungefähr 5 MPa und einem Einfallswinkel von ungefähr 10° besteht.
Die Entkorkungskraft wird durch die gleichen Verfahren wie jene der grafischen Darstellungen der 1c ermittelt und die Kurve der Kräfte 8 hat einen zum Überwinden der statischen Reibung notwendigen anfänglichen maximalen Kraftwert zwischen 50 und 60 kgW, gefolgt von einer bedeutend niedrigeren Gleitreibung, die von ungefähr 30 kgW schrittweise und rasch abnimmt.
Oben genannte Angaben bezüglich der Außenmaße des synthetischen Stopfens 1 und des Einfallswinkels α können in niedrigere Bodenmaße umgesetzt werden.
Der untere Abschnitt 2 kann eine Höhe zwischen annähernd 20 mm und 25 mm haben und einen Mindestdurchmesser, der dem unteren Boden 7 entspricht, zwischen 24 mm und 29 mm.
Ferner ist die seitliche Fläche 6 vorzugsweise mit einer Rändelung parallel zur Längsachse versehen, da genannte Rändelung die manuelle Entkorkung erleichtert.
Schliesslich hat der untere Boden 7 vorzugsweise eine konkave Oberfläche.
Genannte Oberfläche nimmt eine flache Form an, nachdem der untere Abschnitt 2 im Anschluss an die Einsetzung in den zylindrischen Zulauf 12 verformt wird. Dadurch wird unschönes Anschwellen des unteren Bodens 7 in Richtung Aussenseite vermieden.
Erfindungsgemäss wird der Stopfen 1 an traditionellen Abfüllanlagen eingesetzt, die den unteren Abschnitt 2 zusammenpressen und ihn in die Flasche 10 so einsetzen, dass die Längsachse 4 mit der Entwicklungsachse 13 übereinstimmt.
Die Erfindung bietet wichtige Vorteile.
Die verwendeten Polymerstoffe beseitigen die Probleme, die durch den Gebrauch der traditionellen Korken entstehen, insbesondere sind Weine, die mit genannten Stopfen verschlossen sind, keinen durch das Vorhandensein von Schimmel und dgl. bedingten Änderungen der organoleptischen Eigenschaften und des Geschmacks ausgesetzt.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Stopfens konstant sind und nicht je nach Stopfen variieren. Diese Eigenschaft gestattet auch eine genaue Flaschenreife des Sektweins oder dgl. und dadurch eine genau bestimmbare Qualität.
Ein weiterer Vorteil vorliegenden synthetischen Stopfens 1 besteht darin, dass er eine gute Haftfähigkeit und daher eine gute Dichte entlang des gesamten Profils des unteren Kegelstumpf-Abschnitts 2 und damit eine bessere Gasdichte zusichert.
Der synthetische Stopfen 1 hat ferner ein ähnliches äusseres Erscheinungsbild wie das der traditionellen Korken 1a und gestattet die gleiche Art von manueller Entkorkung mit der gleichen anfänglichen Kraftintensität.
Dadurch ist eine traditionelle Entkorkung der Sektweine, Champagner und dgl. möglich. Wie in 4 veranschaulicht, ist darüber hinaus – nach einer identischen anfänglichen Kraft – die zum Ausstossen des synthetischen Stopfens 1 nötige Kraft geringer als jene, die zum Bewegen des traditionellen Korkens erforderlich ist. Dies garantiert eine schnellere und bequemere Entkorkung.
Die manuelle Entkorkung ist zudem weiter vereinfacht durch die Rändelung, die einen festeren Handgriff am Stopfen 1 gewährleistet.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass der synthetische Stopfen 1 während der manuellen Entkorkung keine Gefahr von Bruch oder übertriebener Verformung läuft, da er aus einem Material mit einem Elastizitätsmodul zwischen 5 und 20 MPa gemacht ist und keine dimensionale Diskontinuitäten vorhanden sind, die Bruch erzeugen können.
Nicht zuletzt besteht der Vorteil, dass der synthetische Stopfen 1 niedrigere Produktionskosten hat und aus preiswerteren Rohstoffen gemacht ist.
Des Weiteren ermöglicht die Formähnlichkeit zwischen dem synthetischen Stopfen 1 und den traditionellen Korken den Einsatz in den gleichen automatischen Abfüllanlagen.

Claims

Synthetischer Stopfen für Sektflaschen und dgl. mit manueller Entkorkung, wobei genannte Flasche (10) einen zylindrischen Zulauf (12) umfasst und genannter synthetischer Stopfen (1) aus einem unteren Abschnitt (2), der in genannten Zulauf (12) eingesetzt werden kann und aus einem oberen Abschnitt (3) besteht, der so ausgebildet ist, dass er an der Randzone genannter Flasche (10) eine Stütze liefert und zum Herausziehen des genannten unteren Abschnitts (2) aus genanntem Zulauf (12) ergriffen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass er zur Gänze aus Polymermaterial mit einem Elastizitätsmodul zwischen 5 und 20 MPa besteht und dass genannter unterer Abschnitt (2) eine Längsachse (4) und eine seitliche Fläche (6) aufweist, die mindestens vorwiegend unter einem Winkel (α) zwischen 7° und 19° schräg zur Längsachse (4) verläuft.
Stopfen nach Anspruch 1, in dem genanntes Polymermaterial ein Elastizitätsmodul von 5 MPa aufweist und die seitliche Fläche (6) mindestens vorwiegend unter einem Winkel (α) von 10°schräg zur Längsachse (4) verläuft.
Stopfen nach Anspruch 1, in dem genannter unterer Abschnitt (2) einen an genannten oberen Abschnitt (3) angrenzenden oberen Boden (5) ohne dimensionale Diskontinuität zu genanntem oberen Abschnitt (3) aufweist.
Stopfen nach Anspruch 1, in dem genanntes Polymermaterial aus hochverzweigten Polyolefinen mit spezifischem Gewicht zwischen 0,25 und 0,92 kg/dm³ besteht.
Stopfen nach Anspruch 4, in dem genanntes Polymermaterial mit thermoplastischen Elastomeren auf der Grundlage von Styrol in einem Prozentanteil von nicht mehr als 30% ergänzt ist.
Stopfen nach Anspruch 4, in dem genanntes Polymermaterial mit Hilfe von Treibmitteln spritzgegossen ist.
Stopfen nach Anspruch 1, in dem genannter oberer Abschnitt (3) zylindrisch mit der Achse ist, die mit genannter Längsachse (4) genannten unteren Abschnitts (2) zusammenfällt.
Stopfen nach Anspruch 7, in dem genannter oberer Abschnitt (3) mit einer zu genannter Längsachse (4) parallelen Rändelung versehen ist.
Stopfen nach Anspruch 1, in dem genannter unterer Abschnitt (2) einen an genannten oberen Abschnitt (3) angrenzenden oberen Boden (5), der eine ähnliche Grösse wie genannter oberer Abschnitt (3) quergerichtet zu genannter Längsachse (4) mit einer Länge zwischen 20 mm und 25 mm aufweist, und einen unteren Boden (7) mit einer Mindestgrösse zwischen 24 mm und 29 mm quergerichtet zu genannter Längsachse (4) aufweist.
Stopfen nach Anspruch 9, in dem genannter oberer Abschnitt (3) zylindrisch ist und einen Durchmesser zwischen 30 mm und 32 mm hat und in dem genannter unterer Abschnitt (2) und genannter oberer Abschnitt (3) eine Gesamtlänge genannten Stopfens zwischen 40 mm und 45 mm festlegen, wobei genannter Stopfen von der Grösse her den traditionellen Stopfen für Sekt ähnelt.
Stopfen nach Anspruch 9, in dem genannter unterer Boden (7) eine konkave Oberfläche aufweist.