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Verfahren zum Verschliessen und Abdichten von Behältern, insbesondere von Flaschen, sowie hiezu verwendete Verschlusskappe
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verschliessen und Abdichten von Behältern mit Randwulst, insbesondere Flaschen die unter Druck stehende Flüssigkeiten enthalten, mit Hil-
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einem anderen werfonmbaren Material, die mit einer Dichtung versehen sind und einen Oberteil und einen Seitenteil mit sich nach aussen erweiterndem Rand und mit sich radial erstreckenden Wellunigen ausweist und deren sich nach aussen erweiternder Randteil beim Verschliessen der Flasche nach unten und einwärts gebogen wird, sowie auf hiezu verwendete Verschlusskappen.
Die übliche Kronenverschlusskapps, wie sie derzeit benutzt wird, die aus einer Kappe aus Weissblech mit gewelltem Seitenteil'besteht und Tnit, einer Kotkscheibe ausgestattet ist, die die Aibdichtung gegen das obere Ende oder die Mündung der Flasche herstellt, ist seit ihrer Erfindung
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praktischunverändert geblieben. Ln einigen. Fällen wurde die Korkscheibe durch eine Scheibe oder einen Ring aus elastischem plastischem Material ersetzt, gegebenenfalls mit ringförmigen Rillen an der Oberfläche, um die Elastizität der Abdichtung ge- gen das obere Ende der. Flasche zu erhöhen.
In anderen Fällen wurde das Innere des Kappenoberteils ganz oder teilweise mit einem Ring aus einem elastischen Dichtungsmaterial bedeckt, der gegen das obere Ende der Flasche gedrückt wird, wenn der gewellte Seitenteil um den Randwulst gepresst wird. Diese Austauschmittel für den Kork als Dichtungselement sind im allgemeinen teurer als Kork oder halben im Vergleich zu Kork andere Nachteile und werden nur in'beschränkten Fäl- len ! benutzt, während der übliche Kronenkork-
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noch immer im grössten Ausmasster Druck stehende Flüssigkeiten enthalten.
Kronenverschlusskappen wurden fast ausschliesslich aus Stahl (Weissblech) hergestellt und trotz umfangreicher Forschungen und Versuche, die sich über sehr viele Jahre erstredkten, eine Kronenver-
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stellen, die in befriedigender Weise abdichtet und mit dem erforderlichen Sicherheitsbereich die in Bier- und Mineralwasser-Flaschen auftretenden
Gasdrücke aufnimmt, ohne die Aluminiumkappen in solcher Stärke auszuführen, dass sie im Preis nicht mehr mit den üblichen Kappen aus etwa
0, 3 mm starkem Weissblech konkurrieren können.
Aluminium ist bei gleicher Materialstärke teurer als Weissblech und Kronenkorkverschlüsse übli- cher Ausführung, jedoch aus Aluminium von 0, 3mm Stärke, können bei Gasdrücken von über 4,
9 kg ! 0m" (70 psi) nicht verlässlich abdichten. Die Bier-und Mineralwassererzeuger verlangen, dass der Verschluss gegen Gasdrücke von mindestens
8,4 kg/cm2 (120 psi) abdichtet.
Es sind bereits Kappen bekannt geworden, in welchen ein Ring aus Gummi gegen die Unterseite des Randwulstes gepresst wird. Hiebei handelt es sich jedoch um keine Kronen'kappen, sondern um besondere Kappenformen, die also keinen Seitenteil mit sich nach aussen erweiterndem Rand und mit sich radial erstreckenden Wellungen aufweisen, so dass das Problem der Abdichtung, wie es bei Kronenkappen vorliegt, bei diesen bekannten Kappen nicht gegeben ist. Ferner ist ein Seitenwandverschluss bekannt, bei dem die mit Riffeln versehene Kappe durch Anpressen an die Gefässwand reibungsschlüssig festgehalten wird, wobei die Riffel mit einem Dichtungsmaterial ausgefüllt werden. Hiedurch wird aber keine Abdichtung gegen innere Drücke erreicht und es kann dieser Verschluss auch nur bei Unterdruckdichtung angewendet werden.
Schliesslich ist ein Verschluss bekannt, bei dem ein Dichtungsmaterial rund um die glatte Oberfläche eines Marmelade- glasdeckels, der keinen Drücken ausgesetzt ist, gelegt ist. Auch dieser Verschluss ist nur für Unter- druckabdichtuna verwendbar.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin.
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dass an der Innenfläche des Seitenteiles der Kronenkappe ein elastisches oder plastisch verformbares Dichtungsmaterial in solcher Lage zum Kappenrand festgeklebt wird, dass die Dichtung später auf dem Behälter zumindest teilweise dessen Randwulst untergreift, wobei alle inneren Kanäle
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Behälters herumgelegt und dabei das Dichtungsmaterial zwischen dem gewellten Seitenteil der Kappe und der Unterseite des Behälterrandwulstes unter Bildung eines gasdichten Abschlusses zusam- mengepresst wird.
Gemäss einer besonderen Ausbildung des Ver- fahrens wird das Dichtungsmaterial in Form von Klümpchen in den Kanälen der Wellungen festgeklebt und anschliessend die Kappe auf den Behälter gepresst, wodurch die Klümpchen ineinan- derfliessen und einen ununterbrochenen Dichtungsring bilden.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren erfolgt die Abdichtung an der Unterseite des Randwul- stes, wie sie vorher niemals mit einer Kronenkappe vorgenommen wurde. Die Abdichtung ist viel besser als mit den bisher üblichen Kronenkappen und ermöglicht die Herstellung von Kappen aus Aluminiumstreifen, welche eine Stärke von nur 0, 3 mm aufweisen und die trotzdem den Gasdrücken, wie sie in Bier- und Mineralwasserflaschen herrschen, standhalten. Dies war bisher nicht möglich. Da am oberen Ende der Flasche keine Dichtung vorhanden ist, pflanzen sich die Gasdrücke in den inneren Kanälen des Kappenrandes fort bis zum Dichtungsmaterial. Dadurch. dass das Dichtungsmaterial an der Innen-
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ist, kannWellung verschliesst, nicht hinausgedrückt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Kronenverschlusskappe zur Durchführung des Verfahrens.
Gemäss der Erfindung ist an der Innenfläche des Seitenteiles der Kappe in den inneren Kanälen der zeitungen ein elastisches oder plastisch verformbares Dichtungsmaterial, z. B. gummiartiges Material, in Form eines ununterbrochenen Ringes festgeklebt. Der aus dem Dichtungsmaterial bestehende Ring ist das einzige Mittel, das einen gasdichten Abschluss zwischen Verschlusskappe und Behälter herstellt.
Gemäss einer anderen Ausführungsform ist an
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Dichtungsmaterial,ges Material, in Form von Klümpchen festgeklebt. Die Klümpchen sind von solcher Grösse. dass sie
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das einzige Mittel ist, das einen gasdichten Abschluss zwischen Kappe und Behälter herstellt.
Mit Hilfe der Erfindung wird es möglich, Kro nertverschlusskappen aus 0, 3mm starkem Aluminium herzustellen, die bei Drücken von 8, 4 kg/em" (120 psi) abdichten. Die übliche Korkeinlage ent- fällt und die Kappe kann dadurch eine geringere Höhe aufweisen, wodurch sich auch auf Grund des verminderten Anfangsdurchmessers eine Einsparung an Metall ergibt ; diese Einsparungen an Kosten ermöglichen die Herstellung der Kappen zu einem Preis der mit den üblichen Kronenkork- verschlüssen aus Weissblech konkutrieren kann.
Es ist selbstverständlich nicht wesentlich, dass die ernndungsgemässen Verschlusskappen aus Aluminium hergestellt werden ; sie können auch aus Weissblech oder anderen geeigneten Metallen und Materialien hergestellt werden.
Der gasdichte Abschluss wird nur durch Zusammenpressen des Dichtungsmaterials bewirkt, das die radialen Kanäle gegen und rund um die Unterseite des Randwulstes am Flaschenhals verschliesst, wenn die Kappe auf die Flasche gepresst wird, z. B. durch eine übliche Kronenkorkverschlussmaschine. Die Adhäsion zwischen dem Material und der Kappe muss genügend stark sein, um ein Loslösen während der Verwendung der Kappe und unter den beim Aufpressen auftretenden Drücken zu vermeiden.
Vorzugsweise wird die Innenfläche der Kappe gegen den Flascheninhalt durch eine Schicht aus geeignetem Schutzmaterial, wie z. B. Lack, oder
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geschützt. Bei Anwendung von Aluminium kann eine solche Oberflächenbehandlung das anodische Oxydieren sein. Die anodisch oxydierte Oberfläche kann mit einem Schutzlack überzogen werden, wodurch ein doppelter Schutz gegen die Verunreinigung des Flascheninhaltes durch das Metall der Kappe erreicht wird. Das anodische Oxydieren ergibt eine harte Qberfächenschieht, welche die Gefahr des Abschabens vermindert, wenn sich die Kappen im Trichter der Verschlussmaschine aneinander reiben.
Ein Lacküberzug verhindert nicht nur, dass der Flascheninhalt mit dem Metall der Kappe in (Berührung kommt, sondern ver- stärlct auch die Adhäsion des Dichtungsmateriales am Seitenteil.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von oben auf eine ernndungsgemässe Kappe, und Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Kappe von unten darstellt. Fig. 3 zeigt einen vergrösserten Schnitt durch einen Teil des Seitenteils der Kappe dort, wo das Dichtungsmaterial befestigt wird. Fig. 4 einen Schnitt durch einen Flaschenhals mit aufgesetzter Kappe vor dem Zusammendrücken. um sie auf der Flasche zu'befestigen, Fig. 5 einen
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wobeigeänderte Kappen, wobei die linke Hälfte jeder Figur die Kappe auf einen Flaschenhals aufgesetzt vor dem Aufpressen und die rechte Hälfte jeder
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9 zeigtderten Verfahren zum Aufbringen des Dichtungmateriales.
Nach den Fig. l bis 5 der Zeichnung ist die Verschlusskappe J z. B. aus Aluminiumblechstrei-
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gestanztsich in bezug auf den Oberteil 2 radial und bilden radiale Kanäle 5 rund um das Innere des Seitenteiles. Die innere Oberfläche der Kappe ist mit einem Lack, z. B. Vinyllack, überzogen und rund um die Knickzone, wo der sich nach aussen érweiternde Randteil 4 vom Oberteil des Seitenteils 3 ausgeht, wird in halbflüssigem Zustand eine gewisse Menge eines elastischen oder plastisch verformbaren 1Dichtungmaterials, vorzugsweise eines gummierten Materials, in genügender Menge aufgebracht, um die Kanäle 5 in dieser Zone zu füllen oder zu überfüllen und ringsherum einen ununterbrochenen Ring 6 des Materials zu bilden, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Das Material wird dann verfestigt, z.
B. durch Erhitzen, wodurch auch eine gegebenenfalls erforderliche Vulkanisation hervorgerufen werden kann. Wenn sich das Material verfestigt, klebt es fest an der lackierten Oberfläche der genannten Zone des Seitenteiles und bildet ringsherum einen elasti- schen Dichtungsring. Bei einer Kappe mit einem Seitenteil von 26 mm Durchmesser hat sich eine Menge von 160mg Dichtungsmaterial als passend erwiesen, um einen ununterbrochenen Dichtungsring zu erzeugen, der einen gasdichten Abschluss gemäss der Erfindung bewirkt.
Die Tiefe des oberen Teiles des gewellten Seitenteils 3 bis hinunter zu der Zone, wo der Ring 6 aus Dichtungsmaterial aufgebracht wird. ist so bemessen, dass, wenn die Kappe auf einem Fla-
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tere Kante 7 des Randwulstes 8 auf dem Flaschenhals 9 zu liegen kommt. Wird dann der sich erweiternde Randteil 4 durch das Aufpressen, z. B. mit Hilfe einer üblichen Kronenkappenverschluss- maschine, nach innen und abwärts geboten, so wird der Seitenteil um die untere Kante 7 des Randwulstes gefaltet und presst den Ring 6 aus Dichtungsmaterial zwischen dem Seitenteil und der Unterseite des Ring, wulstes 8 zusammen, wodurch die durch die inneren radialen Kanäle 5 und. den Randwulst gebildeten Räume verschlossen werden und einen gasdichten Abschluss rund um die Unterseite des Randwulstes bilden, wie in.
Fig. 5 gezeigt ist. Die inneren Abmessungen des
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wenn die erforderliche Menge an Dichtungsma terial aufgebracht wird, der innere Durchmesse des Dichtungsringes etwas kleiner ist als de grösste Durchmesser des Randwulstes (d. i. de Durchmesser an der Kante 7) und über den Rand wulst schnappt, wenn die Kappe auf die Flasch
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Wenn die Kappe, wie in Fig. 5 dargestellt, a. u die Flasche aufgepresst ist und die Abdichtung herstellt, bleibt zwischen dem Randteil 4 des Sei tenteils und dem Flaschenhals ein Zwischenraun bestehen, so dass ein üblicher Kronenverschlussöff ner eingreifen. kann, um die Kappe von der Fla sehe zu entfernen.
Der Ring 6 aus Dichtungsmaterial bildet alsc das einzige Mittel das einen gasdichten Abschluss zwischen Kappe und Flasche herstellt. Zum Un-
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schluss, der die Abdichtung dadurch bewirkt, dass die Korkeinlage in der Kappe gegen den obersten Teil des Halses gedrückt wird, wenn ihr Seitenteil unter den Randwulst gebogen wird,
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Kappe durch das Dichtungsmaterial bewirkt, das die radialen Kanäle verschliesst und als ununter- brocheer Ring durch den - Seitenteil der Kappe gegen die Unterseite des Randwulstes und den angrenzenden Teil des Halses gepresst wird.
Wenn die Kappe aufgesetzt und die Dichtung hergestellt ist, drängt der Gasdruck innerhalb der Flasche den Ring aus Dichtungsmaterial in noch innigere, dichtende Berührung mit der Unterseite des Randwulstes. Das Dichtungsmaterial verhindert aber nicht nur ein Ausströmen von Gas durch die Kanäle des Kronenrandes sondern auch das Eindringen von Schmutz durch die Kanäle zum Randwulst, wodurch der Verschluss hygienischer wird.
Verschlusskappen, die wie beschrieben gebaut sind und aus Aluminiumstreifen von 0, 3 mm Stärke hergestellt wurden, haben beim Versuch ge- gen Gasdrücke in der Flasche von 11, 3 bis 12, 3 kg'cm2 (160-175psi) einen gasdichten Abschluss aufrechterhalten, was bisher mit Aluminiumkappen nicht möglich war, die aus Aluminium von gleicher Stärke hergestellt wurden.
Durch den Wegfall der Korikeinlage kann die Tiefe des oberen Teiles des Seitenteils, also die Kappenhöhe und damit der Anfangsdurchmesser der Scheibe, aus der die Kappe geformt wird, geringer sein und dadurch eingespart werden. Eine weitere Verminderung des Anfangsdurchmessers ist bei Aluminium möglich, da. beim Aufpressen das verhältnismässig weiche Metall rund um den gekrümmten obersten Teil des Randwulstes nach unten gezogen wird, wie in Fig. 5 dargestellt, wodurch der Seitenteil etwas verlängert wird.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 5 wird das Dichtungsmaterial so aufgebracht, dass es sich sowohl über als auch unter den Knick erstreckt,. wo. sich der sich nach aussen erweiternde Randteil 4 an den oberen Teil des Seitenteils an-
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schliesst. Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 6 wird der Ring aus Dichtungsmaterial 6 nur auf den sich nach aussen erweiternden Randteil 4 vom Knick abwärts aufgebracht. Bei der weiteren abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 7 wird das Dichtungsmaterial 6 oberhalb des Knickes aufgebracht. In jedem Fall wird der Dichtung-
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6 zu gasdichtem Eingriffrungsform nach Fig. 7 sein.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen wurde das Dichtungsmaterial so aufgebracht, dass es die radialen. Kanäle 5 entlang eines Teiles seiner Länge ausfüllt. Wenn erwünscht, können die ra-
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tungsmaterial so aufzubringen, dass es einen ununterbrochenen Ring rund um das Innere des Seitenteiles bildet, jeder Kanal durch ein Klümpchen des Materials einzeln gefüllt, u. zw. überfüllt werden, wie in Fig. 9 dargestellt, wobei die einzelnen Klümpchen so gross sind, dass sie sich verformen und zusammenfliessen und so einen ununterbrochenen Dichtungsring rund um die Un- terseite des Randwulstes. bilden, wenn die Kappe auf die Flasche aufgepresst wird.
Wenn auch die Erfindung von besonderer Be- deutung für die Herstellung von Verschlusskappen aus Aluminiumblech ist, können die Kappen selbstverständlich auch aus Weissblech hergestellt werden. Auf Grund der verbesserten Dichtungeigenschaften der Kappe kann die Stärke des Weissbleches unter die für Kronenkorkverschlüsse gebräuchliche vermindert werden. Es besteht auch eine Kosteneinsparung durch die Verminderung des Anfangsdurchmessers und den Wegfall der Korkeinlage.
Um die Gefahr des Abkratzens des Schutzlackes an der Innenseite der Kappe durch die scharfen Ränder der anderen Kappen zu verringer, wenn die Kappen im Trichter der Kappenverschlussmaschine aneinander scheuern, kann das Dichtungsmaterial in etwas grösserer Menge aufgebracht werden, um auch die scharfen Ränder der Stahlkappen, wie in Fig. 8 dargestellt, zu überdecken. Ein solcher Randschutz vermindert auch die Gefahr für den Benützer, sich die Hand zu zerkratzen, wenn der Kappenöffner beim Abheben der Kappe abgleitet.
Die Verschlusskappe gemäss der Erfindung ist auch zum Verschliessen von Flaschen geeignet, die sterilisierte Milch enthalten, da die Kappe sowohl den in der Flasche während der Sterilisa- tion auftretenden Drücken als auch dem beim
Kühlen in der Flasche erzeugten Vakuum standhalten kann.
PATENTANSPRÜCHE : L Verfahren zum Verschliessen und Abdichten von Behältern mit Randwulst, insbesondere Flaschen die unter Druck stehende Flüssigkeiten enthalten, mit Hilfe von Kronenverschlusskappen aus Metall oder einem anderen verformbaren.
Material, die mit einer Dichtung versehen sind und einen Oberteil und einen Seitenteil mit sich nach aussen erweiterndem Rand und mit sich radial erstreckenden Wellungen aufweisen, und deren sich nach aussen erweiternder Randteil beim Verschlie- ssen der Flasche nach unten und einwärts gebogen
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dadurch gekennzeichnet,fläche des Seitenteiles der Kronenkappe ein elastisches oder plastisch verformbares Dichtungsmaterial in solcher Lage zum Kappenrand festgeklebt wird, dass die Dichtung später auf dem Behälter zumindest teilweise dessen Randwulst un- tergreift, wobei alle inneren Kanäle der Wellungen, zumindest entlang eines Teiles ihrer Länge, ausgefüllt werden und dass danach die Kronenkappe auf die Behältermündung aufgesetzt und der Seitenteil um den Randwulst des.
Behälters herumgelegt und dabei das Dichtungsmaterial zwi- schen dem gewellten Seitenteil der Kappe und der Unterseite des Behälterrandwulstes unter Bildung
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wird.