Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Kapsel resp. einen Behälter, insbesondere eine Kunststoffkapsel resp. einen Kunststoffbehälter mit integrierter Abgabeeinrichtung.

Technischer Hintergrund

Aus WO2012048922, CH700312, W02006046730, W003093128, US6705462, US6886686, US4247001 und US2008067172 sind jeweils eine

Kunststoffkapsel bekannt, welche in einer Kapselkammer eine integrierte Abgabeeinrichtung zur Abgabe von in der Kapselkammer aufgenommenen Substraten in einen Mischbehälter aufweist. Die Kunststoffkapsel ist häufig als Behälterverschluss ausgebildet oder wird bei Verwendung auf eine Mischbehälteröffnung aufgesetzt. Bei Betätigung der Abgabeeinrichtung wird das Substrat aus der Kapselkammer in den Mischbehälter abgegeben.

Diese Kunststoffkapseln umfassen jeweils einen Kapselkörper, ein Öffnungsmittel z.B. in Form eines Durchstossers und eine Siegelfolie. Dabei bildet der Kapselkörper den Kapselinnenraum resp. die Kapselkammer zur Aufnahme von festen oder flüssigen Substraten, wie beispielsweise feste, rieselförmige oder flüssige Wirkstoffe, Getränkezusätze, Reagenzien, etc., aus, welcher durch die Siegelfolie verschlossen ist. Im Kapselinnenraum ist der Durchstosser derart bewegbar aufgenommen, das eine Betätigung des Durchstosser, diesen in Richtung Siegelfolie bewegt und dabei die Siegelfolie durchtrennt. Das im Kapselinnenraum aufgenommen Substrat kann aus der Kapsel in einen austreten. Die Betätigung des Durchstosser kann mittels einer flexiblen, gewölbten Membran erfolgen oder ein Teil des Durchstosser ist dichtend durch die Kapselwand geführt und direkt betätigbar.

US6003728 zeigt eine Alternative zur Siegelfolie. Dabei ist die Kapselkammer mit einem aufstossbaren, unteren Verschlussdeckel anstelle der Siegelfolie verschlossen, welcher mittels einer umlaufenden Wulst in einer Nut der Kapselwand aufgenommen kraftschlüssig aufgenommen ist. Der Verschlussdeckel kann über eine schmale Scharnierbrücke mit der Kapselwand verbunden sein und ragt in der Offenstellung im wesentliche senkrecht in den Mischbehälter. Der Durchstosser wirkt mittig auf den Verschlussdeckel. Zur Abgabe muss der Verschlussdeckel mit relativ grossem Kraftaufwand aus der Rastverbindung gedrückt werden und „springt" dann in die Offenstellung. Dabei kann es Vorkommen, dass auch die Scharnierbrücke bricht und der Verschlussdeckel in den Mischbehälter fällt.

Nachteilig an den bekannten Kapselvorrichtungen ist, dass die durchtrennte Folie oder der ausgeschwenkte Verschlussdeckel häufig in die Flüssigkeit des Mischbehälters eintauchen und in dieser Offenstellung verbleiben. Anschliessend ist es kaum möglich, die Kunststoffkapsel sauber vom Mischbehälter zu entfernen. Auch ist die Bauweise der bekannten Kapseln mit integrierter Abgabeeinrichtung meist komplex und aufwendig. Zudem ist ein Aufreissen oder Aufschneiden der Siegelfolie nicht kontrollierbar und die Handhabe der Kunststoffkapsel wird daher fehleranfällig. Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Kapseln besteht darin, dass das Substrat unkontrolliert und häufig entlang dem peripheren Randbereich abgegeben wird. Dabei kann es Vorkommen, dass beispielsweise pulverförmiges oder körniges Substrat an der Innenfläche des Behälterhalses hängen bleibt und nicht vollständig und sauber in den Mischbehälter abgegeben wird.

Darstellung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch eine Kunststoffkapsel mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Die Kunststoffkapsel mit integrierter Abgabeeinrichtung für ein in der Kunststoffkapsel aufgenommenes Substrat umfasst einen Kapselkörper, ein Öffnungsmittel und einen Kapseldeckel. Der Kapselkörper und der Kapseldeckel definieren einen Kapselinnenraum für das Substrat. Im Kapselinnenraum ist das Öffnungsmittel in Richtung Kapseldeckel bewegbar angeordnet. Der Kapseldeckel ist mittels des Öffnungsmittels von einem geschlossenen Zustand resp. einer geschlossenen Stellung in einen offenen Zustand resp. eine offene Stellung bringbar. Der Kapseldeckel weist einen peripheren Befestigungsrand und mehrere über jeweils ein Scharnier mit dem Befestigungsrand verbundene Klappen auf, wobei die Bewegung des Öffnungsmittels in Richtung Kapseldeckel eine Auslenkung der Klappen um das jeweilige Scharnier bewirkt.

Eine Betätigung des Öffnungsmittels bewirkt ein Ausschwenken der Klappen, wobei sich der Kapseldeckel mittig zu öffnen beginnt. Die Klappen selber wirken dabei wie Rampen, welche das Substrat mittig in den Mischbehälter abgeben.

Bevorzugte Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

In einigen Ausführungsformen können die mehreren Klappen durch Schlitze im Kapseldeckel resp. Schlitze in der Deckfläche des Kapseldeckels ausgebildet sein, welche mehrere Sektoren des Kapseldeckels ausbilden. Die Sektoren können spitz zulaufende Sektoren sein, deren Spitzen sich an der Längsachse der Kapsel treffen. Bevorzugt sind es gleichmässige resp. gleichförmige Kreissektoren, so dass eine plane Kreisfläche des Kapseldeckels in mindestens drei gleiche Kreissektoren aufgeteilt ist. Dabei öffnet sich der Kapseldeckel von der Mitte her und garantiert so eine kontrollierte Abgabe des Substrats. Zwischen den Klappen können die Schlitze überbrückende Stege vorhanden sein, welche Sollbruchstellen ausbilden. Anstelle der Schlitze können Dünnstellen ausgebildet sein, welche bei Betätigung der Abgabeeinrichtung aufreissen.

In einigen Ausführungsformen kann das Scharnier derart ausgebildet sein, dass im offenen Zustand des Kapseldeckels eine Rückstellkraft auf die Klappe wirkt. Das Scharnier kann beispielsweise in der Form eines Bogens, insbesondere eines Kreisbogens, ausgebildet sein. Dabei wirkt eine Rückstellkraft auf die ausgeschwenkte, offene Klappe und nach dem Zurückziehen des Öffnungsmittels bewegt sich die Klappe in den geschlossenen Zustand zurück. Die Kapsel kann nun sauber vom Mischbehälter entfernt werden.

In einigen Ausführungsformen kann das Öffnungsmittelmehrere gleichmässig um eine Längsachse des Öffnungsmittels angeordnete Arme umfassen, wobei die mehreren Arme bevorzugt am dem Kapseldeckel zugewandten Enden über einen Ring miteinander verbunden sind.

In einigen Ausführungsformen kann das Öffnungsmittel mindestens eine vordere Anschlagsfläche aufweisen, welche bei Betätigung des Öffnungsmittels gegen die mehreren Klappen drückt und ein Ausschwenken dieser Klappen bewirkt.

Dabei kann die Anschlagsfläche auch aus mehreren (Teil-)Anschlagsflächen ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Anschlagsfläche ringförmig ausgestaltet oder die mehrere (Teil-)Anschlagsflächen sind ringförmig angeordnet. Dabei ist in der Regel jede Anschlagsfläche in Bezug auf ein jeweiliges Scharnier radial nach innen versetzt angeordnet.

D.h. eine ringförmige Anschlagsfläche ist in Bezug auf die mehreren Filmscharniere radial nach innen versetzt angeordnet oder die mehreren ringförmig angeordneten Anschlagsflächen sind in Bezug auf die mehreren Filmscharniere jeweils radial nach innen versetzt angeordnet.

Mit anderen Worten ist der Durchmesser einer ringförmigen Anschlagsfläche oder mehrere ringförmig angeordneter Anschlagsflächen geringer als der Abstand der Scharniere vom Mittelpunkt des Ringform. Bevorzugt nur geringfügig, so dass die Anschlagsfläche möglichst nahe am Filmscharnier auf die Klappe auftrifft, aber noch genügend weit davon entfernt, damit eine genügend grosse Hebelwirkung zum Aufdrücken der Klappen vorhanden ist. Auf diese Weise können die Klappen auch mittels einer geringen Bewegung des Öffnungsmittels fast vollständig, d.h. bis nahezu 90° in Bezug auf die plane Ausgangsposition ausgeschwenkt werden. Idealerweise beträgt die Ausschwenkung mindestens 60° bei einem vollständig nach vorne bewegten Öffnungsmittel. Der Ring, welcher die mehreren Arme miteinander verbindet, kann die ringförmige Anschlagsfläche ausbilden. Alternativ kann der Ring gegenüber dem Ende der Arme zurückversetzt angeordnet sein, so dass die jeweiligen Enden der Arme jeweils eine Teilanschlagfläche für jeweils eine Klappe ausbilden.

In einigen Ausführungsformen weist der Kapselkörper eine Kapselwand mit einem oberen, eine Kapselöffnung ausbildenden Kapselrand und einen unteren Kapselboden auf. Bevorzugt ist die der Kapselkörper konisch ausgebildet.

In einigen Ausführungsformen ist der Kapselboden in Form einer nach aussen gewölbten und eindrückbaren Membran ausgebildet ist, welche mit dem Öffnungsmittelwirkverbunden ist. Ein Eindrücken der Membran bewirkt dabei eine Bewegung des Öffnungsmittels in Richtung Kapseldeckel. Dieser wird geöffnet, indem die Klappen durch das Öffnungsmittel weggedrückt und um das Scharnier ausgeschwenkt werden. In der Regel ist der gewölbte Kapselboden derart flexibel ist, dass er nach dem Loslassen - d.h. wenn keine Kraft in Richtung Kapseldeckel wirkt - wieder in die nach aussen gewölbte Ausgangsposition zurückkehrt. Die Klappen können sich dann aufgrund der Rückstellkraft wieder schliessen.

Um den gewölbten Kapselboden vor ungewolltem Eindrücken resp. ungewollter Betätigung zu schützen, kann der Kapselkörper eine den Kapselboden umlaufende und diesen überragende Schürze aufweisen. Der Kapselboden ist dabei gegenüber dem unteren Rand der Schürze nach innen versetzt, so dass die Kapsel auf die Schürze abgestellt werden kann, ohne dass der Kapselboden eingedrückt wird.

In einigen Ausführungsformen sind der Kapselboden und das Öffnungsmittel über jeweilige Kupplungsteile miteinander verbunden sind, um ein Schliessen der Klappen zu begünstigen.

In einigen Ausführungsformen kann der Kapseldeckel an einer Innenfläche im Bereich des oberen Kapselrandes gehalten sein und eine plane Oberfläche des Kapseldeckels kann mit oberen Kapselrand fluchten. In einigen Ausführungsformen kann der obere Kapselrand einen nach aussen gerichteten Flansch aufweisen, auf welchem vorzugsweise eine Siegelfolie befestigt ist.

In einigen Ausführungsformen kann das Öffnungsmittel als Durchstosser ausgebildet sein.

In einigen Ausführungsformen kann eine obere Kante der Kapselwand als Öffnungsmittel ausgebildet sein und der Kapselkörper weist eine obere, periphere Umrandung auf, die über einen gelenkigen Verbindungsabschnitt mit der Kapselwand verbunden ist. Der Kapseldeckel ist dabei an der oberen Umrandung befestigt. Der gelenkige Verbindungsabschnitt erlaubt eine Verschiebung der oberen Umrandung relativ zur Kapselwand und zum Öffnungsmittel, so dass die obere Kante die Klappen des Kapseldeckels aufdrückt. Eine solche Kunststoffkapsel resp. ein solcher Kunststoffbehälter ist in der Schweizer Patentanmeldung mit Titel „Kunststoffbehälter mit Öffnungsmittel" vom selben Anmelder und mit demselben Anmeldedatum beschrieben, deren Inhalt hiermit in diese Anmeldung aufgenommen wird.

Kurze Erläuterung zu den Figuren

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der(n) Zeichnung(en) näher erläutert werden. Es zeigen :

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kunststoffkapsel mit integrierter

Abgabeeinrichtung;

Fig. 2 eine Explosionsansicht der Kunststoffkapsel aus Fig. 1 zusätzlich mit

Siegelfolie und Schutzdeckel;

Fig. 3 eine Schnittansicht der Kunststoffkapsel aus Fig. 1 zusätzlich mit

Siegelfolie und Schutzdeckel;

Fig. 4 eine Explosionsansicht der Abgabeeinrichtung der Kunststoffkapsel aus Fig. 1; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Kapseldeckels mit Klappen im geschlossenen Zustand (Fig. 5(a)) und im offenen Zustand (Fig. 5(b));

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Abgabeeinrichtung im offenen

Zustand; und

Fig. 7 eine Explosionsansicht einer Kunststoffkapsel mit einer weiteren

Ausführungsform der Abgabeeinrichtung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kunststoffkapsel mit integrierter Abgabeeinrichtung. Die Figuren 2 und 3 zeigen eine Explosionsansicht respektive eine Schnittansicht der Kunststoffkapsel aus Fig. 1. In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Kunststoffkapsel 1 einen Kapselkörper 10, ein Öffnungsmittel 20 resp. einen Durchstosser 20', eine Kapseldeckel 30, eine Siegelfolie 30 und einen optionalen Schutzdeckel 50. In Fig. 1 sind Siegelfolie 40 und Schutzdeckel 50 nicht dargestellt. In Fig. 4 sind lediglich ein Durchstosser 20' und ein Kapseldeckel 30, welche Teile der Abgabeeinrichtung ausbilden, in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Die Figuren 5(a) und 5(b) zeigen den Kapseldeckel 30 im geschlossenen Zustand resp. die Klappen 34 in einer geschlossenen Stellung (a) und im offenen Zustand resp. die Klappen 34 in einer offenen Stellung (b). Fig. 6 zeigt den Durchstosser 20' und einen offenen Kapseldeckel 30.

Der Kapselkörper 10 weist eine im Wesentlichen konische Kapselwand 11 mit einem oberen, eine Kapselöffnungen 12 ausbildenden Kapselrand 13 und einen am schmaleren, unteren Ende der Kapselwand 11 angeordneten Kapselboden 14 auf. Der Kapselboden 14 kann gegenüber dem unteren Ende der Kapselwand 11 zurückversetzt ausgebildet sein, so dass er von einer umlaufenden, über den Kapselboden 14 hinausragenden Schürze 15 umgeben ist. Kapselwand 11 und Kapselboden 14 bilden einen Kapselinnenraum 16 aus, welcher zudem vom Kapseldeckel 30 begrenzt wird. Im Kapselinnenraum 16 ist ein Durchstosser 20' derart beweglich angeordnet, dass er entlang seiner Längsachse in Richtung eines die Kapselöffnung 12 abdeckenden Kapseldeckels 30 bewegbar ist. Der Durchstosser 20' und der Kapseldeckel 30 bilden zusammen Teile der integrierten Abgabeeinrichtung.

Der Kapseldeckel 30 zum Abdecken der Kapselöffnung weist eine peripheren Befestigungsrand 31 auf. Der Kapseldeckel 30 kann mit dem Befestigungsrand direkt am oberen Ende der Kapselwand 11 befestigt sein, oder - wie in der gezeigten Ausführungsform - am peripheren Befestigungsrand 31 eine umlaufende Schürze 32 mit einer an der peripheren Aussenfläche angeordneten umlaufenden Wulst 33 aufweisen. Zur Befestigung des Kapseldeckels 30 rastet die umlaufende Wulst 33 in einer an der Innenfläche der Kapselwand 11 angeordneten, komplementären Nut 111 ein.

In der gezeigten Ausführungsform des Kapseldeckels 30 sind mittels durchgehenden Schlitzen 35 in der Deckelfläche vier Klappen 34 in der Form von gleichförmigen Kreissektoren ausgebildet. Diese Klappen 34 sind jeweils über ein Scharnier 36, vorzugsweise ein Filmscharnier, mit dem Befestigungsrand 31 des Kapseldeckels 30 verbunden. Zwischen den Klappen 34 können die Schlitze überbrückende Haltestege vorhanden sein, welche Sollbruchstellen ausbilden.

Die Filmscharniere 36, welche jeweils die Klappen 34 am Kapseldeckel 30 halten, sind bogenförmig ausgestaltet. Dies führt dazu, dass auf die ausgeschwenkte Klappe, d.h. in der Offenstellung, eine Rückstellkraft auf die Klappe 34 wirkt. Wir der Durchstosser 20' wieder zurückgezogen, schliessen sich auch die Klappen 34 zumindest teilweise.

Der Durchstosser 20' weist in der gezeigten Ausführungsform drei Beine 21 auf, welche an einem oberen, weiteren Ende des Durchstossers 20' über einen umlaufenden Ring 22 miteinander verbunden sind. Dieser Ring 22 bildet eine ringförmige Anschlagsfläche 23 zum Aufdrücken der Klappen 34 des Kapseldeckels 30 aus. Die Anschlagsfläche 23 ist in Bezug auf die ringförmig angeordneten Filmscharniere 36 des Kapseldeckels 36 radial um den Abstand a (Fig. 3) nach innen versetzt. Dieser Abstand a zwischen Scharnier 36 und Anschlagsbereich auf den Klappen 34 ist so gewählt, dass die Hebelwirkung der Anschlagsfläche 23 auf die Klappe 34 Hebel zwar genügend gross ist, um die Klappen 34 auszulenken, aber bereits eine geringe Bewegung des Durchstossers 20' in Richtung Kapseldeckel 30 eine Umlenkung der Klappen um annähernd 90°, bevorzugt mindestens 60°, in Bezug auf die plane Ausgangsposition bewirkt.

Sind Anschlagsfläche und der radial äussere Rand der Klappen ringförmig ausgestaltet, kann ein äusserer Radius der Anschlagsfläche etwa 97 % des Radius des äusseren Rands der Klappen betragen.

Am unteren Ende des Durchstossers 20' sind die Arme mit einem Verbindungsteil verbunden. Das Verbindungsteil kann - wie in der gezeigten Ausführungsform - als Kupplungsteil 24 ausgebildet sein, mit welchem der Durchstosser 20' an einem komplementären Kupplungsteil 141 an der Innenseite des Kapselbodens 14 befestigt ist. Auf diese Weise kann der Durchstosser 20' wieder in die Ausgangsposition zurückgezogen werden, indem der gewölbten Kapselboden sich nach dem Loslassen wieder nach aussen wölbt.

Der obere Kapselrand 13 kann weiter einen peripher nach aussen gerichteten Flansch 131 aufweisen, auf welchem eine Siegelfolie 40 befestigt sein kann. Der Flansch 131 kann zudem am peripheren Ende eine nach unten abgebogene, umlaufende Schürze 132 aufweisen. Der Flansch kann auch mit einer Dichtung versehen sein. Mit dem Flansch kann die Kunststoffkapsel dichtend an einem Mischbehälter gehalten sein.

Alle Teile der Kapsel sind mittels Spritzgusstechnik herstellbar. Der Kapselkörper weist vorzugsweise eine sogenannte Barriereschicht resp. Gasbarriere auf, um das Substrat vor z.B. Sauerstoff zu schützen. Ein Kapselkörper mit integrierter Barriereschicht kann beispielsweise in einem Schritt mittels Koinjektion hergestellt werden.

Die Kunststoffkapsel kann weiter einen optionalen Schutzdeckel 50 aufweisen, welcher über dem Kapselrand resp. über dem Flansch befestigbar ist. Dieser Schutzdeckel ist lediglich in Fig. 2 dargestellt. Um die Kapsel zu öffnen wird erst eine allenfalls vorhandene Siegelfolie 40 abgezogen. Der Durchstosser 20' wird betätigt, indem der flexible, gewölbte Kapselboden 14 von Hand oder mittels einer dazu vorgesehen Vorrichtung eingedrückt wird. Dabei bewegt sich der Durchstosser 20' in Richtung Kapseldeckel 30 und die Anschlagsflächen 24 des Durchstossers 20' drücken die Klappen 34 nach aussen, indem diese jeweils um die Scharniere 36 ausschwenken. Die Klappen 34 bewegen sich von einer geschlossenen Stellung (Fig. 5(a)) in eine offene Stellung (Fig. 5(b) und Fig. 6).

Fig. 7 zeigt eine Kunststoffkapsel deren Durchstosser 20' im Unterschied zum Durchstosser 20' der Kunststoffkapsel aus Fig. 1 bis 6 vier Arme 21 aufweist. Der Ring 22 ist gegenüber den dem Kapseldeckel zugewandten Ende der Arme zurückversetzt, so dass jeder Arm 21 eine Teilanschlagsfläche 23a ausbildet. Durchstosser 20' und Kapseldeckel 30 sind derart zueinander ausgerichtet, dass jeder Arm 21 jeweils eine Klappe 34a aufdrücken kann. Dazu kann die jede Klappe 34a an deren Innenseite eine Führung, z.B. in Form angeformter Führungsrippen 37, aufweisen, entlang welcher das deckelseitige Ende des Arms geführt sein kann.

Bezeichnungsliste

I Kunststoffkapsel

10 Kapselkörper

I I Kapselwand

I II Nut

12 Kapselöffnung

13 Kapselrand

131 Flansch

132 Schürze

14 Kapselboden

141 Kupplungsteil 15 umlaufende Schürze

16 Kapselinnenraum

20 Öffnungsmittel

20' Durchstosser

21 Arm

22 Ring

23, 23a Anschlagsfläche

24 Kupplungsteil

30 Kapseldeckel

31 Befestigungsrand

32 Schürze

33 Wulst

34, 34a Klappe

35 Schlitz

36 Scharnier / Filmscharnier

37 Führungsrippen

40 Siegelfolie

50 Schutzdeckel