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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS FOR MOUNTING PLASTIC CLOSURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/010313
Kind Code:
A1
Abstract:
One or two parts of a plastic closure and a container with a neck (10, 20) are aligned in the direction of their common axis of rotation (D) (Fig. 1a). In a second step, the two parts are moved together until they touch (Fig. 1b). The two parts (10, 20) are then turned radially relative to each other until the positioning means (11, 21) have a predetermined mutual alignment (Figure 1c). Finally, the two parts (10, 20) are pushed together in the direction of the axis of rotation (D), so that the screw threads (12, 22) of both parts interlock (Fig. 1d). The mounting process ensures an excellent connection between the two parts and makes it possible to obtain plastic closures of novel design.

Inventors:
DUBACH WERNER F (CH)
Application Number:
PCT/CH1989/000066
Publication Date:
November 02, 1989
Filing Date:
April 04, 1989
Export Citation:
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Assignee:
ALFATECHNIC AG (CH)
International Classes:
B29C45/00; B29C45/26; B29C69/00; B29D99/00; B65D41/04; B65D47/24; B29L31/56; (IPC1-7): B65D41/04; B29C69/00; B65D47/24
Foreign References:
EP0034998A21981-09-02
EP0176206A21986-04-02
US3319843A1967-05-16
US3461488A1969-08-19
FR2023476A11970-08-21
GB1480744A1977-07-20
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Claims:
1. P A T E N T A N S P R U E C H E Verfahren zur Montage von Kunststoffverschlüssen die in montierter Stellung mit einem zweiten Verschluss¬ teil oder dem Behälterhals verbunden sind, wobei an beiden Teilen Mittel vorhanden sind, die eine eindeu¬ tige Positionierung der radialen Lage beider Teile zu¬ einander ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zu montierenden Teile in axialer Richtung be¬ züglich der Drehachse der verbindenden Teile aufeinan¬ der zu geführt werden bis die beiden Teile aufeinander liegen, worauf mindestens ein Teil relativ zum anderen so weit gedreht wird, bis die vorhandenen Mittel zur Positionierung in einer vorgegebenen Relativlage zu¬ einander liegen, worauf die beiden Teile in axialer Richtung in die Schi i esstel.
2. ung zusammengeschoben wer¬ den.
3. Verfahren nach Anspruch 1, zur Montage von zweiteili¬ gen Verschlüssen dadurch gekennzeichnet, dass die bei¬ den Teile in einem Werkzeug gespritzt werden und so¬ gleich nach der Spritzphase noch in der Spritzmaschine zusammengeschoben werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 zur Montage zweiteiliger Verschlüsse, deren relative Drehbewegung durch An¬ schlagmittel begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil relativ zum anderen soweit gedreht wird, bis die Anschlagmittel an beiden Teilen aufeinander stossen, worauf die beiden Teile in axia¬ ler Richtung zusammengeschoben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1, zur Montage von Kunststoff¬ verschlüssen, die in montierter Stellung über ein Ge¬ winde mit einem zweiten Verschlussteil oder dem Behäl¬ terhals verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei der relativen Drehbewegung beider Teile zueinander die Gewinde ineinandergreifen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 zur Montage von Verschlüs¬ sen, deren Formgestaltung eine positionierte Zuführung beider Teile in ein Montagegerät erlauben, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Drehbewegung mindes¬ tens einer der beiden Teile um einen immer gleichen Wi nkel erfol gt .
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile in der relativen radialen Win¬ kellage unpositi oni ert aufeinander zugeführt werden, und dass mindestens einer der beiden Teile solange in radialer Richtung gedreht wird, bis die beiden zur Po¬ sitionierung dienenden Mittel deckungsgleich über¬ einander liegen, wobei die Abtastung der Positio¬ nierungsmittel mechanisch und/oder optisch erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 zur Montage von Verschlüssen von denen mindestens ein Teil eine Formgestaltung auf¬ weist, die eine positionierte Zuführung in ein Mon¬ tagegerät erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die relative Drehbewegung mindestens einer der beiden Teile solange erfolgt, bis die Positionierungsmittel in der erforderlichen Relativlage zueinander liegen, wobei die Positionierungsmittel des nicht positionier¬ ten Teiles mechanisch und/oder optisch abgetastet werden.
Description:
VERFAHREN ZUR MONTAGE VON KüNSTSTOFFVERSCHLUESSEN

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mon¬ tage von Kunststoffverschl üssen , die in montierter Stel¬ lung mit einem zweiten Verschlussteil oder dem Behälter¬ hals verbunden sind und wobei an beiden Teilen Mittel vorhanden sind, die eine eindeutige Positionierung der radialen Lage beider Teile zueinander ermöglicht. Bei einer Vielzahl von komplizierten KunststoffVerschlüs¬ sen ist man aus den geometrischen Gegebenheiten heraus gezwungen, den Verschluss aus zwei Teilen zusammenzu¬ setzen. Ein solcher Verschluss hat dann einen ersten Teil , der auf einem Behälter aufgesetzt wird und einen zweiten Teil der auf dem ersten Teil aufgesetzt ist. Be¬ kannte Beispiele sind Verschlüsse, bei denen der zweite Teil vor dem erstmaligen Gebrauch in einer bestimmten La¬ ge mittels einem Garantieband gehalten werden soll. Hier-

zu weist das Garantieband zum Zentrum des Verschlusses hin ragende sägezahnartige Zacken auf, während am zwei¬ ten, drehbaren Teil mindestens ein Nocken vorhanden ist, der hinter den Zacken eingreift.

Solange das Garantieband noch nicht entfernt ist, lässt sich der zweite Verschlussteil zum ersten nicht drehen. Bei der Montage werden die beiden Verschlussteile einfach vollständig zusammengeschraubt. Dies ist nicht unproble¬ matisch, ist doch das Garantieband nur über dünne Stege am Verschlussteil angespritzt. Es kommt immer wieder vor, dass beim Zusammenschrauben diese Stege überdehnt werden und reissen. Daher sollte nach der Montage eine Schluss¬ kontrolle durchgeführt werden. Dies ist jedoch bei einer vollautomatischen Massenproduktion preislich und perso¬ nell nicht möglich.

Das gleiche Problem stellt sich auch bei Drehverschlüssen auf Behälter, deren Behälterhals die Merkmale des oben beschriebenen ersten Verschlussteiles aufweisen. Die Erfindung stellt sich daher zur Aufgabe, ein Ver¬ fahren zu schaffen, mittels dem die eingangs beschriebe¬ nen Verschlüsse schneller und sicherer montiert werden können, so dass die obengenannten Schäden nicht auftre¬ ten.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren gemäss Patentanspruch 1. Es ist ein weiteres Verdienst dieser Erfindung, dass unter Anwendung dieses Montageverfahrens neue Konstruk¬ tionsprinz pien ermöglicht werden, die früher an der Mon¬ tage scheiterten.

Zur Erläuterung des Verfahrens ist dieses in der Zeich¬ nung symbolisch dargestellt und sind zwei beispielsweise Ausführungen detailliert aufgezeigt und anhand der nach¬ folgenden Beschreibung erklärt. Es zeigt:

Figur la-ld eine symbolische schrittweise Darstellung des

Montageverfahrens; Figur 2 eine Ansicht eines Drehverschlusses von unten Figur 3 in Seitenansicht und Figur 4 im Querschnitt, sowie Figur 5 den zum obigen Verschluss passenden

Behälterhals in Seitenansicht; Figur 6a&b zeigen für das Verfahren besonders geeignete

Gewinde im Schnitt und schliesslich Figur 7 einen Kunststoffverschl uss der nur nach dem erfi ndungsgemässen Verfahren montiert werden kann.

Die Figuren la-ld die zur Demonstration des Ablaufs des Montageverfahrens dienen, zeigen symbolisch die beiden aufeinander zu montierenden Teile 10 und 20. Hierbei stellt 10 den oberen Verschlussteil eines zweiteiligen Kunststoffverschlusses oder den einteiligen Kunststoff- verschluss selbst dar, während 20 entweder den unteren Teil eines zweiteiligen Kunststoffverschl usses, der auf einen Behälterhals aufsetzbar ist oder den Behälterhals selber darstellt.

Mit 11 beziehungsweise 21 sind jene Mittel bezeichnet, die die eindeutige Positionierung des jeweiligen Teiles ermöglichen. Dies können speziell für diesen Zweck ange¬ brachte Mittel sein, oder durch die spezielle Formgebung des Verschlusses beziehungsweise des Behälters bereits vorhandene Merkmale sein, wie die Lasche eines Garantie¬ bandes, ein Ausgusschnabel eines Verschlusses oder ein Henkel eines Behälters, ohne dass nochmals andere Mittel ausgeschlossen wären. Ganz prinzipiell können dies op¬ tisch oder mechanisch abtastbare Erkennungsmerkmale sein. In der Figur 1 wird vom allgemeinsten Fall ausgegangen. Generell können die beiden Teile 10,20 bezüglich ihrer axialen Richtung vororientiert in ein Montagegerät einge¬ setzt sein. Dies bedeutet, dass die beiden Teile in axia-

ler Richtung bezüglich der gemeinsamen Drehachse D der beiden über ein Gewinde verbindbaren Teile so ausgerich¬ tet sind, dass beide Teile in der Zusam enfüg-Ri chtung liegen (männlichen Teil auf weiblichen Teil gerichtet). Im zweiten in Figur lb dargestellten Schritt werden die beiden Teile 10, 20 in Richtung ihrer gemeinsamen, fluch¬ tenden Drehachse D aufei nanderzugeschoben , bis sie auf- ei nanderstossen .

Im darauffolgenden Schritt (Figur lc) werden die beiden zu montierenden Teile relativ zueinander um die gemein¬ same Drehachse D gedreht, bis die Positionierungsmittel an den beiden Teilen 10, 20 in der vorbestimmten Relativ¬ lage zueinander liegen. Dies kann wie im dargestellten Beispiel dann der Fall sein, wenn die beiden Positio¬ nierungsmittel 11, 21 in gleicher Lage sind. In anderen Anwendungen können auch beliebige andere gegenseitige Lagen vorkommen. Es ist jedoch erforderlich, dass der Gewindeanfang des einen Teiles und das Gewindeende des anderen Teiles bezüglich der nachfolgenden Stossri chtung genau übereinander liegen, damit in der vollständig zusammengestossenen Lage die Gewindeerhöhung des einen Teiles genau in die Gewinderille des anderen Teiles passt .

Ist diese axiale Ausrichtung erfolgt, so lassen sich die beiden Teile mit einem gewissen Kraftaufwand ineinander- stossen, wobei die beiden Gewinde 12, 22 an den beiden Teilen rätschenarti g übereinander gleiten. Dieses schein¬ bar einfache Montageverfahren widerstrebt anfänglich je¬ dem Fachmann. Es widerspricht seiner maschinenbaulichen Grundkenntnisse. Jedes Metallgewinde würde bei einer solchen Montage unweigerlich zerstört. Messungen an Kunststoffverschlüssen, die nach diesem Verfahren mon¬ tiert wurden zeigten jedoch verbesserte Eigenschaften, entgegen den Erwartungen der Fachleute. So wurde festge¬ stellt, dass insbesondere Kunststoffverschl üsse, die di¬ rekt aus der Spritzmaschine noch warm nach diesem Ver¬ fahren montiert wurden, nachdem sie vollständig abgekühlt waren, eine höhere Abreissfestigkeit aufweisen. Dies lässt sich dadurch erklären, dass die Gewindeerhöhungen den beiden Teilen leicht sägezahnförmig deformiert wer¬ den. Hierdurch liegen im montierten Zustand jeweils zwei steilere Gewindeflanken aufeinander, wodurch die Spreiz¬ wirkung beim Abreissversuch geringer ist. Genauso verblüffend ist auch die Tatsache, dass ein derart montierter Verschluss beziehungswei e, dass derart montierte Verschlussteile eine höhere Dichtigkeit auf-

weisen. Die Erklärung ergibt sich aus der Tatsache, dass bei der normalen Schraubmontage die Dichtflächen aneinan¬ der schleifen und die Oberflächen geringfügig verkratzen. Die so entstandenen Mikrorillen vermindern die Dichtig¬ keit zwischen den beiden Teilen.

In den Figuren 2-5 ist ein einfacher Drehverschi uss , sowie ein dazu passender Behälterhals dargestellt. Der Kunststoffverschl uss besteht aus einer einfachen Schraub¬ kappe 30 mit einer am unteren Rand über einer stark geschwächten Stelle 31 angespritzten Garantieband 32. An diesem sind zum Zentrum hin gerichtete, sägezahnförmi ge Sperrorgane 33 angeordnet. Das Garantieband 32 kann an einer Abreisslasche 34 gefasst werden. Vor dem erstma¬ ligen Gebrauch muss man durch Zug an der Lasche 34 das Garantieband 32 abreissen.

Der Behälter B (Figur 5) mit dem Behälterhals 40 hat ein Aussengewinde 41 und daran anschl i essend eine leicht verbreiterte Schulter 42. Radial nach aussen gerichtet sind an der Schulter 42 wiederum Sperrorgane 43 wie beim Schraubdeckel in der gleichen Anordnung, jedoch nicht zwangsläufig n der gleichen Anzahl, vorhanden. Beim bisherigen Montageverfahren hätte man den Schraub-

decke! einfach auf den Behälterhals 40 aufgeschraubt. Da¬ bei hätten die Sperrorgane übereinander gleiten müssen. Wie bereits eingangs erwähnt, löste sich dabei das Garan¬ tieband des öftern vom Verschluss.

In diesem Beispiel lässt sich die Schraubkappe 30 ohne zusätzliche Mittel in radialer Richtung eindeutig posi¬ tionieren. Hierzu kann beispielsweise die Abreisslasche dienen. Dies bedeutet, dass die relative Drehbewegung der Schraubkappe bereits während der Einführung in das Mon¬ tagegerät erfolgen kann. Würde man jedoch das Garan¬ tieband 32 derart gestalten, dass es durch die Dreh¬ bewegung relativ zum Behälterhals 40 abgesprengt wird, würde man keine Abreisslasche benötigen. In diesem Fall muss der Schraubdeckel ein anderes, zusätzlich angeform¬ tes Positionierungsmittel haben. Dies kann wie darge¬ stellt eine am Umfang des Garantiebandes, aber auch an der Drehkappe selber, angespritzte Rippe oder Warze 35 sei n .

Aehnliches gilt auch für den Behälter B. Ist dieser asym¬ metrisch so kann die radiale Positionierung wiederum bei der Vororientierung in der Zuführungsphase erfolgen. Ist jedoch der Behälter rotationssymmetrisch so muss auch hier ein spezielles Mittel zur radialen Ausrichtung ange-

bracht sein. Zum Beispiel ist dies eine unterhalb der Schulter 42 angeformte Rippe oder Warze 44. Selbstver¬ ständlich lassen sich die Positionierungsmittel beliebig gestalten und je nachdem auch optisch oder mechanisch ab¬ tasten. Es ist zwar selbstverständlich, jedoch sei der Vollständigkeit halber erwähnt, dass der Behälterhals nicht aus Kunststoff sein muss, sondern aus einem beliebigen Material mit genügender Festigkeit hergestellt sein kann.

Das Beispiel gemäss Figur 7 soll verdeutlichen, dass das Verfahren auch vollständig neue Verschl usskonstrukti onen erlaubt, die mit der herkömmlichen Montagemethode nicht möglich wären. Der hier im Schnitt dargestellte Ver¬ schluss ist ein sogenannter Zentral stiftverschl uss . Die¬ ser Kunststoffverschl uss ist zweiteilig. Er hat einen Un¬ terteil 50 und einen Oberteil 60. Der Unterteil 50 hat oben ein Aussengewinde 51 und der Oberteil 60 ein Innengewinde 61. Ein zentraler Stift 52 ist mittels Stegen 53 mit dem, mit Aussengewinde 51 versehenen Wandbereich 54 distanziert verbunden. Zwischen den Stegen 53 sind seitliche Auslassöffnungen 55. Der Oberteil 60 gleicht einem einfachen Schraubdeckel mit einer zentralen Auslassöffnung 62 in der oberen Deckfläche 63. In der

geschl ossenen Lage des zweiteiligen Verschlusses liegt der zentrale Stift 52 dichtend in der Auslassöffnung 62, wobei die Oberseite des Stiftes 52 mit der Deckfläche 63 des oberen Teiles 60 fluchtet. Solche Verschlüsse sind an sich bekannt. Sie müssen jedoch gegen ein ungewolltes vollständiges Anschrauben gesichert werden. Dies geschah bisher üblicherweise durch je eine Ringwulst an der Innenseite des oberen und an der Aussenseite des unteren Teiles. Trotzdem war ein überdrehen möglich und der Anschlag war nur allmählich und nicht schlagartig hart. Der hier dargestellte zweiteilige Kunststoffverschi uss hat nun am oberen Verschlussteil 60 radial nach innen gerichtete, axial verlaufende Anschlagwände 64 und min¬ destens eine eben solche Anschlagwand 56, die auf einem der Stege 53 angespritzt ist.

Beim erfi ndungsgem ssen Montageverfahren können nun die beiden äusserlich vollkommenen rotationssymmetrischen Teile radial umpositioniert in das Montagegerät einge¬ führt werden. Nun führt man die beiden Teile 50, 60 in axialer Richtung zusammen. Liegen sie aufeinander auf so dreht man die beiden Teile relativ zueiander, wobei dies vorteil afterweise dadurch geschieht, dass man einen Teil 50 festhält und den anderen Teil 60 dreht. Dabei greifen

die beiden Gewinde 51, 61 ineinander. Die Drehbewegung endet, sobald die beiden Anschlagwände 56, 64 aufein- anderstossen . Somit dienen die Anschlagwände als radiale Positionierungsmittel. Danach stösst man die beiden Teile verfahrensgemäss zusammen, worauf der Verschluss in der Schi iesstel 1 ung ist. Der nun geschlossene Verschluss kann nun nach herkömmlicher Methode auf einem Behälter mon¬ tiert werden.




 
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