DE69333583T2

DE69333583T2 - Verschluss ohne Dichteinlage

Info

Publication number: DE69333583T2
Application number: DE69333583T
Authority: DE
Inventors: James L. Toledo Gregory
Original assignee: Owens Illinois Closure Inc
Current assignee: BPrex Healthcare Brookville Inc
Priority date: 1992-04-27
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2013-04-24
Also published as: CA2094489C; DK0568288T3; EP0568288B1; ES2148203T3; EP0568288A1; DE69328991T2; DE69328991D1; US5320236A; EP1043242A1; GR3034532T3; ATE194574T1; PT568288E; CA2094489A1; EP1043242B1; DE69333583D1; MX9302462A; ATE272548T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Abdichtverschluss ohne Einlage für eine aus Kunststoffbehälter und -verschluss bestehende Verpackung.
Wenn Kunststoffbehälter verwendet werden, um solche Flüssigkeiten wie Öl oder Wasser aufzubewahren, ist festgestellt worden, dass es notwendig ist, dass der mit dem Behälter verwendete Verschluss eine separate Einlage aufweist, um eine angemessene Abdichtung bereitzustellen. Das Problem der Abdichtung wird sogar noch komplizierter, wenn der Kunststoffbehälter hergestellt wird, indem Formteile um einen Schlauch aus geschmolzenem Kunststoffmaterial herum geschlossen werden und der Schlauch formgeblasen wird und danach der Teil des Schlauches, der zu einem Hals geblasen wurde, abgeschnitten und nachbearbeitet wird, um eine Abdichtoberfläche auf dem oberen Ende des Halses bereitzustellen. Der Nachbearbeitungs- oder Trimmvorgang führt oft zu Abweichungen in der Ebene des Halses an in Umfangsrichtung beabstandeten Stellen entlang der Abdichtoberfläche als auch zu Ungleichmäßigkeiten in radialer Richtung. Der Trimmvorgang kann zu Schwankungen in der Höhe in Umfangsrichtung des Halses führen, was als "Trimmschiefe" bekannt ist. Das Trimmen kann auch dazu führen, dass die oberseitige Oberfläche schräg anstatt senkrecht zur Längsachse des Behälters liegt. Außerdem können bei einem solchen Formungsvorgang, bei dem der Schlauch extrudiert wird, Schwankungen im Durchmesser des Halses in Umfangsrichtung auftreten, was als "Ovalität" bekannt ist. Jeder dieser Zustände kann zu einem Versagen der Abdichtung führen, so dass angenommen wurde, dass es notwendig sei, eine Abdichteinlage in dem Verschluss zu verwenden. Die Abdichtung an einem solchen Behälter wird außerdem auf Grund von Abweichungen oder Unvollkommenheiten in der Naht, die angrenzend an die Stoßstelle der geschlossenen Formteile erzeugt wird, erschwert.
Es wurden verschiedenartige Patente vorgeschlagen, welche Flansche beinhalten, die sich radial nach außen und nach innen erstrecken, wie in den US-Patenten 3,053,406; 3,067,900; 3,255,909; 3,393,818; 3,802,590; 4,069;937; 4,196,818; 4,220,250; 4,398,645; 4,442,947; 4,450,973; 4,598,835; 4,739,893 und 4,872,304 sowie in FR-A-1 213 812 und FR-A-1 187 260 gezeigt ist.
Soweit dem vorliegenden Erfinder bekannt ist, ist keines dieser Patente auf die Probleme der vorliegenden Erfindung ausgerichtet oder führte zu einer zufriedenstellenden Verpackung für Flüssigkeiten. Frühere Patente, die darauf ausgerichtet sind, die Schwierigkeiten zu vermeiden, welche durch Unvollkommenheiten an der Behälterabdichtfläche bewirkt werden, sind die US-A-3 817 418 und EP-A-0 170 435. In ersterem wird der Hals des Behälters bis zum abdichtenden Kontakt mit einer Abdichtrippe verformt, welche an der Innenseite der Kappenringwand oberhalb der Schraubwindungen ausgebildet ist, und in letzterem stellt eine Mehrzahl von Flanschen, die sich von der Innenseite der Verschlussoberseite aus nach unten erstrecken, einen abdichtenden Kontakt zwischen dem Behälterhals und zumindest einem der Flansche sicher.
Die EP-Anmeldung 93 303 203.9, von welcher die vorliegende Anmeldung abgetrennt ist, hat zur Aufgabe, eine Verpackung zur Verfügung zu stellen, die einen durch den vorstehend erwähnten Prozess hergestellten Kunststoffbehälter umfasst, der keine separate Einlage benötigt und der ein Abdichtverschlusssystem ohne Einlage nutzt, welches etwaige unebene und unrunde oberseitige Oberflächen an dem Hals des Behälters kompensiert, und welche Behälterverpackung geeignet ist, um Öl, Wasser oder ähnliche Flüssigkeiten zu verpacken.
Entsprechend der Erfindung dieser Anmeldung wird eine Verpackung aus Kunststoffbehälter und -verschluss mit einem abdichtenden Verschlusssystem ohne Einlage zur Verfügung gestellt, welche einen Kunststoffbehälter mit einem mit Schraubwindungen versehenen Hals umfasst, zur Aufnahme eines Verschlusses, der eine Basiswandung sowie eine innengerichtete Ringwand mit komplementären Schraubwindungen an der Ringwand aufweist. Der Kunststoffbehälter wird durch einen Vorgang hergestellt, bei dem ein Schlauch aus geschmolzenem Kunststoff aufgeblasen und formgeblasen wird, um den Behälter auszubilden, und der Schlauch danach nachbearbeitet wird, um die Abdichtoberfläche des Halses des Behälters auszubilden. Der Verschluss weist einen ringförmigen Flansch auf, welcher sich von der Unterseite der Basiswandung des Verschlusses aus nach unten und radial einwärts des Verschlusses erstreckt, und zwar zur Anlage an der Abdichtoberfläche an dem Behälter. Der ringförmige Flansch weist eine glatte, kontinuierliche, stumpfkonische Oberfläche auf, welche dem Hals des Behälters zugewandt ist und an der inneren Kante an der Stoßstelle von oberseitiger Oberfläche und Innenseite des Behälterhalses in Anlage kommt. Ein ringförmiger Anschlag kann sich axial von der Unterseite der Basiswandung des Verschlusses aus erstrecken, um die Abbiegung des ringförmigen Flansches zu begrenzen. Die Breite des Flansches ist derart vorgesehen, dass sich dessen freie Kante normalerweise über die Innenkante der Oberfläche des Halses hinaus erstreckt und die abdichtende Anlage normalerweise im Bereich zwischen der freien Kante des Flansches und der Basiswandung erfolgt, wobei der Flansch in der Lage ist, unterschiedlich um seinen Umfang herum abzubiegen, um den verschiedenartigen Unvollkommenheiten des Halses Rechnung zu tragen.
Die vorliegende Erfindung ist auf den Verschluss der aus Behälter und Verschluss bestehenden Verpackung der EP-Anmeldung 93 303 203.9 ausgerichtet.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein abdichtender Kunststoffverschluss ohne Einlage zur Verfügung gestellt, welcher alle Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
In den begleitenden Zeichnungen, welche zur Veranschaulichung angegeben sind, stellt
1 eine fragmentarische Schnittansicht einer Behälterverpackung in vergrößertem Maßstab dar, welche einen die Erfindung verkörpernden Verschluss einschließt;
2 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines Teils der in 1 gezeigten Verpackung in vergrößertem Maßstab;
3 ist eine fragmentarische Schnittansicht eines Teils des Verschlusses vor dem Anlegen an den Behälter; die
4, 5 und 6 sind fragmentarische Schnittansichten von Verschlussverpackungen, welche die Art und Weise zeigen, in welcher der Verschluss Schwankungen in der Höhe sowie nicht rechtwinklige Oberflächen an dem Hals des Behälters kompensiert; und
7 ist eine der 3 ähnliche Ansicht einer modifizierten Form eines Verschlusses, der bei der Behälterverpackung verwendet werden kann.
Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, umfasst eine Kunststoffverpackung 10 aus Behälter und Verschluss mit einem abdichtenden Verschlusssystem ohne Einlage einen Kunststoffbehälter 12, der einen Hals 13 mit Außengewinde zur Aufnahme eines Kunststoffverschlusses 14 aufweist, welcher eine Basiswandung 15 sowie eine integrale Ringwand 16 mit komplementären Schraubwindungen 17 an der Ringwand 16 aufweist.
Der Kunststoffbehälter 12 wird durch einen Prozess hergestellt, bei welchem ein Schlauch aus geschmolzenem Kunststoff extrudiert wird, Blasformteile über dem Schlauch geschlossen werden und der Schlauch formgeblasen wird, um den Behälter auszubilden. Danach wird das Schlauchendstück oder der Hals des Behälters nachbearbeitet, um die Abdichtoberfläche des Halses des Behälters auszubilden. Der Nachbearbeitungs- oder Trimmvorgang kann zu Schwankungen in der Höhe in Umfangsrichtung des Halses führen, was als "Trimmschiefe" bekannt ist. Das Trimmen kann auch dazu führen, dass die oberseitige Oberfläche schräg anstatt senkrecht zur Längsachse des Behälters liegt. Außerdem können bei einem solchen Formungsvorgang, bei dem der Schlauch extrudiert wird, Schwankungen im Durchmesser des Halses in Umfangsrichtung auftreten, was als "Ovalität" bekannt ist. Jeder dieser Zustände kann zu einem Versagen der Abdichtung führen, so dass bisher angenommen wurde, dass es notwendig sei, eine Abdichteinlage in dem Verschluss zu verwenden. Die Abdichtung an einem solchen Behälter wird außerdem auf Grund von Abweichungen oder Unvollkommenheiten in der Naht, die angrenzend an die Stoßstelle der geschlossenen Formteile erzeugt wird, erschwert.
Der nachbearbeitete Behälter soll eine oberseitige Oberfläche 18 bieten, die senkrecht zu der Längsachse des Behälters 12 liegt.
Der Verschluss 14 weist einen ringförmigen Flansch 20 auf, welcher sich von der Unterseite der Basiswandung 15 des Verschlusses 14 aus nach unten sowie radial einwärts des Verschlusses 14 erstreckt, und zwar zur Anlage an den Behälter 12. Der ringförmige Flansch 20 weist eine glatte, kontinuierliche, stumpfkonische Oberfläche 21 auf, welche dem Hals 13 des Behälters 12 zugewandt ist und dazu gestaltet ist, an der Innenkante 22 an der Stoßstelle von oberseitiger Oberfläche 18 und Innenseite 23 des Halses 13 in Anlage zu kommen. Der Flansch 20 weist eine freie ringförmige Kante 24 auf, die zumindest an jenem dem Hals 13 zugewandten Abschnitt abgerundet ist. Die Breite des Flansches 20 ist derart vorgesehen, dass die freie Kante 24 desselben sich normalerweise über die oberseitige Oberfläche 18 hinaus erstreckt, bis zur abdichtenden Anlage im Bereich zwischen der freien Kante 24 und dem anderen Ende des Flansches 20, das sich von der Unterseite der Basiswandung 15 aus erstreckt. Der Flansch 20 weist seine größte Dicke angrenzend an die Basiswandung 15 auf und verjüngt sich zu der freien Kante 24 hin und läuft zu dieser hin zusammen. Ein ringförmiger Anschlag 25 erstreckt sich axial von der Unterseite der Basiswandung 15 des Verschlusses 14 aus, um die Abbiegung des ringförmigen Flansches 20 zu begrenzen.
Der Behälter und der Verschluss sind vorzugsweise aus hochdichtem Polyethylen hergestellt, können aber auch aus anderen Kunststoffen, beispielsweise anderen Polyethylenen oder Polypropylenen, hergestellt sein.
Der Verschluss 14 weist außerdem vorzugsweise ein Originalitätsanzeigeband B auf, das mit der Ringwand 16 entlang einer Schwachpunktlinie L verbunden ist, wie beispielsweise in der am 27. Juli 1989 eingereichten US-Anmeldung 07/386,391 gezeigt ist (US-A-5 090 788).
Das erfindungsgemäße Verschlusssystem kompensiert etwaige unebene und unrunde Zustände an den Abdichtoberflächen von Kunststoffbehältern.
Beispielsweise ist, wie in 4 gezeigt ist, die Höhenlage oder der axiale Abstand zwischen der einen Seite der oberseitigen Behälteroberfläche, wie bei 18a, und der anderen Seite 18b, von welcher diese abweicht, als Trimmschiefe bekannt; die unterschiedliche Abbiegung entlang des Umfangs des Flansches 20 kompensiert die Höhenschwankung der Oberseitenoberfläche 18. Wenn die Oberseitenoberfläche 18c derart geschnitten ist, dass sie zu einer Seite geneigt ist, wie in 5 gezeigt ist, so dass sie schräg nach unten und axial nach innen verläuft, wird der Flansch 20 ebenfalls solche Zustände oder Abweichungen kompensieren.
Wenn, wie in 6 gezeigt ist, die Oberseitenoberfläche 18d in der entgegengesetzten Richtung zu jener in 5 gezeigten geneigt ist, wird der ringförmige Flansch 20 ebenfalls eine gute Abdichtung bereitstellen. Falls eine Abweichung in Gestalt eines unrunden Zustandes des Halses vorliegt, wird durch die Fähigkeit des Flansches 20, an verschiedenen Abschnitten entlang seiner Breite in Anlage zu kommen, eine Kompensation geboten und die zufriedenstellende Abdichtung unter diesen Bedingungen bereitgestellt.
Es ist festgestellt worden, dass in Tests, wie sie durch den folgenden repräsentiert werden, eine Kunststoffbehälterverpackung mit dem erfindungsgemäßen abdichtenden Verschlusssystem ohne Einlage wirksam die Verpackung abdichtet, wenn der Inhalt beispielsweise aus Flüssigkeiten wie etwa Motoröl oder Wasser und dergleichen besteht.
Bei der in 7 gezeigten Ausführungsform weist der Flansch 20a eine partiell abgerundete freie Kante 24a auf, die dem Hals 13 zugewandt ist, um die Herstellung zu erleichtern.
Es ist somit zu sehen, dass der erfindungsgemäße Verschluss mit seinem differenziell flexiblen, abdichtenden Flansch wirksam eine Trimmschiefe, eine nicht rechtwinklige Lage der oberseitigen Oberfläche des Halses sowie eine Ovalität des Halses kompensiert. Außerdem werden, da die Abdichtung derart gestaltet ist, dass sie an der Innenkante der Stoßstelle von oberseitiger Oberfläche und Innenseite des Halses erfolgt, die Abdichtungsprobleme an der Naht des Behälters vermieden. Darüber hinaus wird, da die Abdichtung am Innenrand des Halses erfolgt, die Flüssigkeit von dem Abdichtbereich ferngehalten.
Der Verschluss wird eine zufriedenstellende Abdichtung bieten, obgleich der Behälter vom Ideal abweichen kann, wie in der folgenden repräsentativen Messung von Durchmessern, Ovalität sowie Trimmschiefe von Flaschen aus 914 g (32 Unzen) hochdichtem Polyethylen aus unterschiedlichen Hohlräumen angegeben ist, die mit Hilfe eines Prozesses aus Extrusion, Formblasen und Trimmen hergestellt wurden, der zuvor beschrieben worden ist:
Tests, die an Behälterverpackungen mit Motoröl vorgenommen wurden, bei welchen Verschlüsse nach dem Stand der Technik mit einer Einlage verwendet wurden, als Standard oder Gegenbeispiel, sowie an Behälterverpackungen für Öl, welche die Erfindung verkörpern, zeigten kein Lecken innerhalb von 24 Stunden oder einer Woche, wenn Kisten, welche solche Verpackungen enthielten, umgedreht wurden und unter Warenhausbedingungen auf Paletten standen.
Es ist somit zu sehen, dass durch Verwendung des erfindungsgemäßen Verschlusses eine Verpackung bereitgestellt wird, welche einen durch den zuvor erwähnten Prozess hergestellten Kunststoffbehälter einschließt, und welche keine separate Einlage erfordert, sondern stattdessen ein abdichtendes Verschlusssystem ohne Einlage nutzt, welches etwaige unebene und unrunde Oberflächen an dem Hals des Behälters kompensiert, und wobei die Behälterverpackung geeignet ist, um Öl, Wasser und ähnliche Flüssigkeiten zu verpacken.

Claims

Kunststoffabdichtverschluss (14) ohne Einlage geeignet zur Anwendung bei einem Kunststoffbehälter (12) sowie einer Verschlussverpackung für Flüssigkeiten mit einem abdichtenden Verschlusssystem ohne Einlage, wobei der Kunststoffbehälter (12) der Verpackung einen Hals mit Außenverschraubung (13) zur Aufnahme eines Verschlusses aufweist und der Hals ein oberes Ende axial oberhalb der Verschraubung mit in Wesentlicher flacher Oberseitenoberfläche (18), eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche aufweist, die äußere Oberfläche und die innere Oberfläche jeweils die Oberseitenoberfläche schneiden, um mit dieser eine äußere Kante und eine innere Kante (22) zu bilden, und wobei der Hals des Kunststoffbehälters mindestens eine Produktionsschwankung einschließlich einer Schwankung in der Höhe in Umfangsrichtung der Oberseitenoberfläche des Halses, eine Schwankung in der Neigung der Oberseitenoberfläche des Halses, eine Unrundheitsschwankung, eine Ovalitätsschwankung des Halses und eine Schwankung hinsichtlich einer Gußnaht, die durch geschlossene Gießformen bei der Herstellung des Behälters gebildet werden, aufweisen kann, mit folgenden Merkmalen: der Kunststoffverschluss (14) weist eine Basiswand (15) und eine Umfangsringwand (16) mit Verschraubungen (17) auf der Ringwand auf, die zum Eingriff in die Halsverschraubung des Behälters ausgebildet sind, wobei die Basiswand des Verschlusses eine Unterseite besitzt; der Verschluss (14) umfasst einen ringförmigen biegsamen und federnden Flansch (20), der sich von der Unterseite der Basiswand (15) nach unten und radial nach innen der Verschluss-Ringwand (16) erstreckt, und einen ringförmigen Anschlag (25), der sich axial nach unten von der Unterseite der Basiswand zur Begrenzung der Durchbiegung des Flansches erstreckt, der ringförmige biegsame Flansch (20) weist eine glatte kontinuierliche stumpfkonische Oberfläche (21) auf, die im Betrieb dem Hals gegenübersteht und in einer freien Kante (24) endet; der Teil des Flansches (20) benachbart der Basiswand (15) des Verschlusses ist zur Überdeckung der Oberseitenoberfläche des Halses ausgebildet, wenn der Verschluss durch Verschraubung auf dem Behälterhals aufgenommen wird und der Flansch (20) ist so ausgebildet, dass er normalerweise außer Kontakt mit der Basiswand und dem Anschlag (25) im freien Zustand des Flansches ist, jedoch an der inneren Kante (22) des Behälterhalses anliegt, um eine Abdichtanlage an der inneren Kante zu bilden, wenn der Verschluss durch Verschraubung auf dem Behälter voll anliegt, d. h. dass der Flansch (20) dafür ausgebildet ist, jederzeit frei von jeglichem Kontakt mit der äußeren Kante des Halses zu sein, wenn eine Produktionsschwankung in der Gußnaht mit der Abdichtung zusammentreffen könnte; der Flansch (20) ist ferner dafür angepasst, die einzige Abdichtanlage mit dem oberen Ende des Behälterhalses (13) zu bilden, wenn der Verschluss voll auf dem Behälter angelegt ist, und ist dafür vorgesehen, jegliche solche Produktionsschwankung in Höhe und Neigung der Oberseitenoberfläche des Behälterhalses, der Unrundheit und der Ovalität des Behälterhalses sowie Unvollkommenheiten der Naht aufzunehmen und zu kompensieren, die den dem Hals benachbart der Verbindung der geschlossenen Gießformen bei der Herstellung des Behälters auftreten können; die Breite und Stellung des Flansches (20) ist derart, dass deren freie Kante (24) normalerweise sich jenseits der inneren Kante (22) des Behälterhalses erstreckt, und die Abdichtanlage findet normalerweise im Bereich zwischen der freien Kante (24) des Flansches und der Basiswand (15) statt, wenn der Verschluss auf dem Behälter voll angelegt ist, wobei der Flansch (20) in der Lage ist, zwischen der freien Kante (24) und dem Abschnitt benachbart der Basiswand (15) federnd abzubiegen, so dass die freie Kante sich zur Basiswand bewegen kann, und zwar so, dass der Flansch in der Lage ist, sich unterschiedlich um den Umfang des Flansches zu biegen, während er auf dem Behälter angelegt wird, so dass wenn eine Produktionsschwankung auftritt, bei welcher die Höhe der Oberseitenoberfläche des Behälterhalses (13) in Umfangsrichtung schwankt, der Flansch (20) in der Lage ist, unterschiedlich um den Umfang des Flansches abzubiegen, so dass ferner, wenn eine Produktionsschwankung in der Oberseitenoberfläche des Behälterhalses (13) mit Neigung nach unten und innen an einer Seite auftritt, der Flansch (20) in der Lage ist, unterschiedlich um den Rand des Flansches herum abzubiegen, so dass ferner, wenn eine Produktionsschwankung an der Oberseitenoberfläche des Halses (13) mit Neigung nach unten und außen auftritt, der Flansch (20) in der Lage ist, unterschiedlich um den Umfang des Flansches herum abzubiegen, so dass ferner, wenn eine Ungleichförmigkeit oder Produktionsschwankung in einer radialen Richtung in dem Hals (13) vorkommt, beispielsweise Unrundheit oder Ovalität, der Flansch (20) in der Lage ist, unterschiedlich abzubiegen, um an der inneren Kante des Halses an unterschiedlichen Abschnitten seiner Breite anzuliegen, und so dass schließlich der Verschluss (14) dafür eingerichtet ist, effektiv und in abdichtender Weise jegliche solcher Produktionsschwankungen in der Höhe und der Neigung der Oberseitenoberfläche des Halses aufzunehmen und zu kompensieren, und zwar wegen Trimmens sowie jegliche solcher Produktionsschwankungen hinsichtlich Unrundheit oder Ovalität des Halses oder Unvollkommenheiten des Halses, die an einer Verbindung der zur Herstellung der Behälter geschlossenen Gießformen erzeugt werden, wobei die freie Kante (24) eines solchen Flansches (20) unterhalb des Anschlags (25) zu liegen kommt, so dass der Anschlag einen Endanschlag für den Biegebereich des ringförmigen Flansches zur Verschlussbasiswand hin bildet, und worin der Flansch (20) seine größere Querschnittsbreite radial zum Verschluss benachbart der Basiswand (15) des Verschlusses aufweist und stumpfkonische Seiten besitzt, die zu der freien Kante (24) des Flansches hin konvergieren, so dass sich der Flansch in seinem Querschnitt kontinuierlich verjüngt.
Kunststoffverschluss nach Anspruch 1, worin die freie Kante (24) des Flansches mindestens entlang eines Abschnitts gegenüber dem Hals abgerundet ist.
Kunststoffverschluss nach Anspruch 2, worin die freie Kante (24) des Flansches abgerundet ist.
Kunststoffverschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin der Verschluss aus hochdichtem Polyethylen hergestellt ist.