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Metallische Verschlusskapsel für Behälter und Verfahren zur Herstellung einer solchen
Die Erfindung betrifft Metallkapseln zum Verschluss von Behältern, insbesondere von Flaschen, Töpfen, Gläsern u. dgl., wobei an der zu verschliessenden Öffnung ein Haltevorsprung zur Verankerung dieser Hülse vorgesehen ist, und wobei die Hülse von einem gegen die zu verschliessende Öffnung unter Zwischenschaltung einer Dichtung zu pressenden Boden getrennt ist und ein am oberen Innenrand der Hülse befindlicher Innenflansch gegen den Rand dieses Bodens anliegt.
Gegenüber Verschlusskapseln, bei denen Hülse und Boden ein Stück bilden, haben Verschlusskapseln mit separatem Boden den Vorteil, dass beim Aufbringen der Kapsel auf die Behälteröffnung die Drehung der Kapselhülse auf den Boden nicht übertragen wird. Die Dichtungsscheibe gleitet dadurch auch nicht auf dem Behälterrand, die Gefahr von Beschädigungen dieser Scheibe und ihr Undichtwerden sind vermieden.
Verschlusskapseln mit separatem Boden werden meist so ausgeführt, dass ein innerer, auf dem oberen Ende der Hülse ausgeführter Flansch auf den Boden fluchtend mit der die Behälteröffnung begrenzenden Ringfläche im Bereich des Aussendurchmessers der Gefässöffnung drückt. Dies hat zur Folge, dass der von der Hülse gegen den Behälterrand gedrückte Bodenrand Unregelmässigkeiten der die abzudichtende Öffnung begrenzenden Oberfläche nicht auszugleichen vermag ; solche Fehlerstellen sind aber bei Glasgefässen häufig. Um solche Unregelmässigkeiten auszugleichen, müssen die mit der Hülse einstückigen Verschlussböden beträchtliche Dicke besitzen, was eine fühlbare Verteuerung bedingt. Überdies muss die Hülse mit Kraft aufgeschraubt werden, um ein in diesem Fall nötiges starkes Zusammendrücken der Dichtungszwischenlage zu sichern.
Pressungen dieser Grössenordnung lassen sich mit automatischen Kapsel-Aufsetzmaschinen nur schwer erreichen und bedingen ausserdem die Gefahr, dass die gewünschte Dichtheit des Verschlusses nicht erreicht wird.
Die Erfindung strebt nach einem Behälterverschluss, der insbesondere auch für Glasmassenhohlware (Flaschen, Glastöpfe u. dgl.), welche keine besonders präzise gearbeiteten Verschlussflächen besitzen, geeignet ist, bei Anwendung von Verschlussmaschinen einen sicheren Verschluss trotz Anwendung von relativ geringen Kräften gewährleisten und die auch einfach herstellbar ist. Es wird dabei von der Erwägung ausgegangen, dass der Verschlussboden, um dicht zu halten, nur mit einem kleineren Bereich der die zu schliessende öffnung begrenzenden Fläche zusammenwirken sollte, damit dort trotz Anwendung von relativ schwachem Anziehen der Verschlusskapsel eine ausreichend grosse spezifische Flächenpressung besteht.
Damit diese kleine Berührungsfläche zwischen Verschlussboden und Gefässrand auch bei normalen, d. h. nicht eigens zur Verwendung mit besonderen Verschlüssen geschaffenen Behältern gewährleistet ist, wird nach einer bestimmten Deformationsart des Verschlussbodens gestrebt.
Ausgehend von einer Verschlusskapsel der eingangs genannten Art kennzeichnet sich die Erfindung im Sinne der vorstehenden Überlegungen dadurch, dass der plane oder nach unten konkave Rand dieses Bodens über den äusseren Mündungsrand der Halsöffnung des Behälters vorsteht und dass der
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Innenflansch der Hülse gegen diesen Rand in einem Bereich wirkt, der sich auch mit dem Innenrand dieses Flansches ausserhalb des Aussenumfanges des zu verschliessenden Behälterhalses befindet. Auf diese Weise wird der Boden auf den Rand der zu verschliessenden Öffnung gewissermassen unter Entwicklung eines bestimmten Hebelarmes gepresst und ausserdem ist der Bereich, in welchem der Boden auf die Kreisringfläche der Behälteröffnung drückt, im Gegensatz zu bekannten Verschlussausführungen der vorliegenden Art, nach aussen verlagert und verkleinert.
Daher kann sich der mit der Ringfläche zusammenarbeitende Teil des Bodens, durch die Hülse der Kapsel, mit der er nicht zusammenhängt, nicht gehindert, leicht allen Unregelmässigkeiten der genannten Ringfläche anpassen.
Infolgedessen kann man die Dichtungen mit geringerer Dicke, d. h. billiger ausführen.
Die erfmdungsgemässe Kapsel kann, was ihre Formgebung anbelangt, verschiedenste Beschaffenheit haben und erlaubt verschiedene Herstellungsverfahren. Indessen schafft die Erfindung eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Verschlusskapsel und gibt auch ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zu ihrer Herstellung an.
Die schematischen Zeichnungen enthalten ein Ausführungsbeispiel der Verschlusskapsel. Es zeigen : Fig. 1 und 2 in einem teilweisen Axialschnitt eine erfindungsgemässe Kapsel, die Fig. 3, 4 und 5 drei Herstellungsphasen eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung von in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kapseln, wobei die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Werkzeuge im rechten Teil der Fig. 3 bis 5 dargestellt sind, und Fig. 6 die Teildraufsicht des Zwischenerzeugnisses, wie es durch die in Fig. 3 dargestellte Arbeitsphase anfällt.
Gemäss den Fig. l und 2 besteht die erfindungsgemässe Kapsel zum Verschliessen irgendwelcher Gefässe und besonders von Gefässen aus Glas od. dgl., aus einer Hülse --2-- und einem Boden - -1--. Die Hülse --2-- ist durch Aufschrauben auf wenigstens einen keilig profilierten Ansatz - -4-- des Flaschenhalses --3-- gehalten, zu welchem Zwecke sie eine passend geformte
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Art ihrer Wirkung, um eine Verankerung der Hülse durch Aufschrauben auf den Hals-3-zu gewährleisten, sind bekannt und brauchen daher im einzelnen nicht beschrieben zu werden.
Der Boden--l--besitzt einen Durchmesser, der grösser ist als der grösste Aussendurchmesser des Flaschenhalsteils--3--, damit er mit seinem Umfangsteil-101-bis über den äusseren Rand jener Wandung reicht, welche die zu verschliessende Flaschenhalsöffnung begrenzt.
Zwischen dem Kapselboden--l--und dem Flaschenhals--3--ist eine ringförmige Dichtung --6-- vorgesehen, welche die Ringfläche bedeckt, welche die zu verschliessende Öffnung des Gefässes einschliesst und welche ebenfalls über den Rand dieser Fläche hinausreicht, wie dies für den entsprechenden Teil der Fläche --101-- des Bodens der Fall ist.
Der Aussenrand des Bodens--l--ist vorzugsweise etwas nach unten gebogen.
Die Hülse-2-umfasst einen unteren, im wesentlichen zylindrischen Teil--102--, der über einen konischen Teil--202--in einen oberen Teil --302-- geringeren Durchmessers übergeht, der ebenfalls im wesentlichen zylindrisch ist, oder, was zu bevorzugen ist, sich nach oben geringfügig konisch erweitert.
Der obere Rand der Hülse-2--ist nach innen und sodann um sich selbst nach unten und aussen gebogen, um einen Innenflansch--7--von doppelter Dicke zu bilden. Ein solcher Flansch ist auf diese Weise merklich verstärkt und besitzt eine beträchtliche Steifheit. Der Innendurchmesser des oberen Teiles--302--der Hülse-2-ist unmittelbar unterhalb des Flansches --7-- dem Aussendurchmesser des Bodens--l--gleich oder etwas grösser als dieser.
Unter den vorstehenden Verhältnissen wird somit nach Aufsetzen der Kapsel auf den Hals - und Aufschrauben der Hülse-2-auf die äusseren Ansätze --4-- dieses Halses, der Flansch--7--der Hülse--2--sich gegen den Rand des Bodens-l-legen und letzteren unter Anpressen der Dichtung--6--gegen den Rand des Flaschenhalses zusammendrücken.
Der Flansch--7--besitzt jedenfalls beschränkte Breite, damit gesichert ist, dass er ausschliesslich auf den Randbereich --101-- des Bodens --1-- wirkt, welcher seinerseits über den Aussenrand des Flaschenhalses --3-- hinausragt, wie dies besonders deutlich aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Der an seinem Rand von der Hülse beanspruchte Boden wird somit den Flaschenhals und die Dichtung --6-- bedecken und bleibt darauf beschränkt, auf dem äusseren Rand des Flaschenhalses zu wirken und somit auf einem sehr beschränkten Flächenbereich, auf welchem beträchtliche spezifische Flächendrücke durch Anwendung einer geringen auf den Boden wirkenden Gesamtpressung erzielbar sind, was somit mit einer geringen, dem Aufschrauben der Hülse-2-dienenden Kraft erreicht wird.
Diese Kraft wird weiter durch den Hebelarm vermindert, der zwischen dem Abstützbereich des
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Flansches --7-- auf den Randbereich --101-- des Bodens --1-- und dem Aussenrand des Flaschenhalses --3-- besteht. Auf diese Weise erhält man, selbst mit einer geringen Schubkraft der Hülse --2--, und mit einer Dichtung --6-- verminderter Dicke, ja selbst ohne irgendeine Dichtung, einen vollkommenen Verschluss.
Gleichzeitig verformt sich der Rand des Bodens der über dem Rand des Flaschenhalses - 3-liegt, leicht und passt sich den Unregelmässigkeiten und Höhenunterschieden, die im Rand des Flaschenhalses --3-- hinsichtlich seines Höhenverlaufes als Ganzes bestehen können, vollkommen an.
Da der Innendurchmesser der Hülse --2-- besonders im unteren Teil--102--, aber auch im oberen Teil--302--erheblich grösser ist als der Aussendurchmesser des Flaschenhalses--3--, kann sich die erfindungsgemässe Verschlusskapsel auch allenfalls vorkommenden ovalen Formen des Gefässteiles --3-- vollkommen anpassen.
Die vorliegende Verschlusskapsel kann nach irgendwelchen Verfahren oder Arbeitsvorgängen hergestellt werden, jedoch zeigen die Fig. 3 bis 6 ein besonderes Verfahren, welches erlaubt, diese Kapsel auf eine sehr einfache Weise, schnell und mit geringstem Aufwand herzustellen.
Gemäss diesem Verfahren wird die Kapsel mit separatem, d. h. von der Hülse --2-- getrenntem Boden erzeugt, indem von einem einzigen flachliegenden Kreiszuschnitt (nicht dargestellt) ausgegangen wird, wie dies auch für Kapseln der Fall ist, bei denen Hülse und Boden aus einem Stück bestehen.
Dieser Streifen wird zunächst in die Form einer Kappe-C-gezogen, wie dies auch für gewöhnliche Kapseln der Fall ist ; sodann wird in dem Krümmungsbereich der gezogenen Kappe-C-in einem bestimmten Abstand von seinem oberen, äusseren Rand, ein kreisförmiger Einschnitt-T-erzeugt, was beispielsweise mittels eines an sich bekannten Werkzeuges-A-, das schematisch in der rechten Hälfte der Fig. 3 dargestellt ist, erfolgen kann. Mittels dieses in den Krümmungsbereich der Kappe - C-eingebrachten kreisförmigen Einschnites --T-- erhält man den Boden-l-der Kapsel, der indes mit der Hülse--2--der Kappe--C--mittels zwei oder mehr kleinen Stegen--S-- (Fig. 6) verbunden bleibt, welche man durch eine entsprechende Ausgestaltung des Schneidwerkzeuges - einfach erhalten kann.
Auf diese Weise lässt sich die gesamte Kappe-C-, welche den Boden --1-- und die Hülse--2--umfasst, selbst nach Herstellung des Einschnittes--T--sehr leicht und gewünschtenfalls auch automatisch in die folgende Arbeitsstation übertragen.
In der folgenden, aus Fig. 4 ersichtlichen Arbeitsphase wird der Durchmesser des oberen Teiles --302-- der Hülse--2--vermindert, u. zw. so, dass dieser obere Hülsenteil--302--an dem Umfang des Bodens--l--ganz oder fast ganz anliegt und eine konische Absetzung--202--in der Hülse --2-- entsteht. Gleichzeitig legt sich der innere Flansch--107--, der aus dem oberen Rand der gezogenen Kappe--C--nach Herstellung des Einschnittes--T--gebildet wurde, über den Rand des Bodens-l-und wird über diesem gefaltet, um so den oberen, inneren Flansch-7des Hülsenteils --2-- zu liefern.
Diese Arbeitsgänge werden vorzugsweise gleichzeitig durchgeführt, u. zw. beispielsweise mit einem Form-und Einrollwerkzeug-B-an sich bekannter Art, das schematisch in der rechten Hälfte der Fig. 4 dargestellt ist.
Ausserdem werden während dieser Arbeitsschritte die kleinen Stege --S--, die zwischen dem
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des Bodens gelegt hat, vollständig eingeschlossen.
Die so erhaltene Verschlusskapsel kann wieder einfach und als Ganzes zur folgenden Arbeitsstation transportiert werden, wo das Einrollen des unteren Randes--5--der Hülse--2-mittels eines Werkzeuges-D--erfolgt, und das in der rechten Hälfte der Fig. 5 schematisch dargestellt ist. Gleichzeitig mit dieser Randverformung wird der obere Teil --302-- der Hülse - -2-- verformt, u. zw. so, dass ihm eine schwache nach unten weisende Konizität erteilt wird. Damit
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u. zw.Hülse-2-. Diese konische Deformation des oberen Teiles --302-- der Hülse --2-- lässt sich einfach gleichzeitig mit der Herstellung der unteren Einrollung-5-durch eine entsprechende Formgebung der bezüglichen Fläche des Werkzeuges--D--herstellen.
Es ist ersichtlich, dass das im vorherigen beschriebene erfindungsgemässe Verfahren, ausser dass es seine schon angegebenen Vorteile besitzt, auch die Möglichkeit bietet, die Verschlusskapsel mit separatem Boden auf vollautomatisch arbeitenden Fertigungsstrassen herzustellen.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern erlaubt, sowohl was die Form der Kapsel selbst als auch ihre Herstellung betrifft, in weitem Masse
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verändert zu werden. Auch ist es möglich, das erfindungsgemässe Verfahren auf die Herstellung von Kapseln anzuwenden, die zwar einen von der Hülse gesonderten Boden besitzen, sonst aber beträchtlich von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Metallische Verschlusskapsel mit hülsenförmigem Mantelteil, insbesondere für einen Glasbehälter, an dessen zu verschliessender Öffnung ein Haltevorsprung zur Verankerung dieser Hülse vorgesehen ist, und wobei die Hülse von einem gegen die zu verschliessende Öffnung unter Zwischenschaltung einer Dichtung zu pressenden Boden getrennt ist und ein am oberen Innenrand der Hülse befindlicher Innenflansch gegen den Rand dieses Bodens anliegt, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass der plane oder nach unten konkave Rand (101) dieses Bodens (1) über den äusseren Mündungsrand der Halsöffnung des Behälters (3) vorsteht und dass der Innenflansch (7) der Hülse (2) gegen diesen Rand (101) in einem Bereich wirkt,
der sich auch mit dem Innenrand dieses Flansches ausserhalb des Aussenumfanges des zu verschliessenden Behälterhalses (3) befindet.
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