CN102712113A - 用于将密封材料施放到表面上的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将密封材料施放在表面上的方法，其中，由塑化的密封材料形成环形的成形物(30)，接着将所述成形物施放到所述表面上，其特征在于，将塑化的密封材料环形地引入经调温的环形间隙(26)，所述环形间隙具有能够改变的间隙宽度，通过快速地使间隙宽度减小到零，密封材料完全从所述环形间隙(26)中压出，成形为环形的成形物，然后将所述成形物放置到所述表面上。

Description

用于将密封材料施放到表面上的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1所述的用于将密封材料施放到表面上，优选施放到用于容器的封闭盖中的方法。此外，本发明涉及一种按照权利要求8所述的用于实施所述方法的装置。

背景技术

用于容器、玻璃器皿或者类似容器的封闭盖大多在底部的内部具有密封件，以相对于大气充分地密封容器内容物。

已知这种密封件以密封材料的形式优选以环形引入。已知为此使用的材料为PVC(聚氯乙烯)，这种材料由于工艺技术的原因并且为了密封的目的设有软化剂。但是软化剂具有以一定比例从PVC中逸出的特性。这由于健康原因和环境原因越来越不被接收或被官方禁止。PVC在大约40至65摄氏度下以液态形式通过喷嘴施设。

如果使用其他塑料材料、例如TPE代替PVC，则首先将用于这种密封件的塑料材料以合适的方式塑化，然后将熔体借助合适的装置施设到盖的内部。由EP 1527864公开了一个这样的装置。所述装置具有外部的套筒状的高度可变的冲头，内部的高度可变的冲头位于所述外部的冲头中。一环形滑块在外部的冲头的外侧上滑动，该环形滑块在移动到一个下部的位置中时将挤出体从喷嘴上分离，该挤出体被输出到具有喷嘴口的环和外部的冲头之间的环形腔中。所述挤出体借助外部的滑块压紧到盖的内部底部上，其中，环形滑块和内部冲头支承在底部上，并由此限定一个环形的型腔。这种已知的装置中不利的是，密封材料的定量不精确、挤出体的环形不均匀以及在热的周围环境中外部的滑块的冷却问题。

所有解决方案以及以上所描述的专利都隐藏着巨大的危险，即热的密封材料粘附在未冷却的表面上。这种效果本身是已知的并且通常通过冷却应该避免在其上出现粘附的所述表面而近似地控制。这个问题也出现在所述已知的施放装置以及其他的施放装置上。原因是在狭窄的空间内在技术上无法实现约180度的温差。

发明内容

因此本发明的目的在于实现一种将密封材料环形地施放在表面上，特别是施放到用于容器的封闭盖中的方法，用该方法能够有效地排出密封材料，而不会在施放装置的表面上出现粘附或者拉丝。

所述目的通过权利要求1的特征来实现。

在按照本发明的方法中，将塑化的密封材料环形地引入经调温的环形间隙，所述环形间隙具有能够改变的间隙宽度。通过间隙宽度迅速缩小到零而将密封材料完全从环形间隙中压出，形成为在径向内部或外部包围环形间隙的环形的成形物。将该环形的成形物喷射通过空气一段距离，从而能够直接将所述环形的成形物施放在所述表面上。

所述密封材料或熔体向内或向外从环形间隙压出，也就是说当环形间隙向零减小时，环形间隙的壁接近垂直于压出方向地相互靠近。因此，间隙宽度的减小理解为间隙壁横向于挤出方向的相对的减小运动。在环形间隙的壁竖直运动时，间隙宽度竖直地减小。这里间隙宽度对应于环形间隙的竖直尺寸。

本发明重要内容包括，在将密封材料从环形间隙中压出时，初始速度足够高，使得不会在环形间隙的出口边缘上出现局部的粘附。已知的是，在间隙宽度减小的速度保持不变时，密封材料的流出速度增加。因此只要流出速度保持足够大，在持续的横截面变窄过程中也可以允许间隙宽度变化速度降低。

此外，对于本发明重要的是，在压出过程中使环形间隙变为零，以达到整齐地结束熔体的流出。

在从环形间隙压出的过程中，向环形间隙的输送被阻断。因为阻断过程不是一下子完成的，必须设置防止熔体从环形间隙回流的机构，例如止回阀。

已经证明，熔体加速的结果是不再发生粘附。存在这样的流出速度，在该流出速度以上不再出现粘附和拉丝。通过改变间隙的闭合速度可以证明，在低于最小速度值时出现粘附和/或拉丝。

在按照本发明的方法中，如已经提到的那样，从环形间隙中压出的环形的成形物直接优选放置到一表面上，例如放置到封闭盖的底部上。为了使其具有其最终的形状，本发明的一个实施形式设定，环形的成形物接着通过冷的环形的挤压工具压向所述表面，例如压向封闭盖，并形成扁平的密封环。

环形间隙的流出口可以沿径向向内或向外定向，环形间隙的定向也不是重要的。环形间隙可以位于一个径向的平面内或者锥形地延伸。对于达到避免粘附的目的，这些情况都是不重要的。

在按照本发明的方法中已经证明，熔体的表面张力导致出现拉出拖带的丝并使其吸入由熔融材料形成的环形的成形物中。不出现粘附的丝。

环形的成形物从环形间隙中压出后可能出现，环形的成形物仍通过薄的膜与施放装置的形成环形间隙的部分相连。如果放置在表面上的环形的成形物没有充分附着在该表面上，在从环形间隙上移除时可能出现成形物不希望的变形。因此，本发明的一个实施形式设定，环形间隙的出口端相对于所述表面如此定位，使得环形的成形物一从环形间隙中压出就接触所述表面。通过所述经调温的表面随后下沉，可能还存在于封闭的环形间隙和环形的成形物之间的膜被撕下。所述表面优选具有粘合剂并且充分调温，使得在环形的成形物和所述表面之间发生充分粘结，这种粘结使得在所述表面从环形间隙移除时可以撕开存在的膜，而不会出现环形的成形物不希望的变形。环形的成形物与所述表面均匀地接触，借此在随后向所述表面压紧时形成均匀的密封环。

按照本发明的方法特别是用于设有内部密封环的器皿盖。这种盖通常具有沿径向指向内部的凸缘。通过借助于合适的挤压工具挤压来实现这种密封环与盖内部表面的最终接触，所述挤压工具将密封材料压向经调温的盖，使得发生充分的粘附连接。但是这种过程在(凸缘式)旋盖(Nockendeckel)中比较难以实现，至少借助于唯一的挤压工具或在一个工序中难以实现。因此已知将密封材料置入坯件中并进行压制，并且事后成形完成盖边缘和凸缘。本发明的一个实施形式中，旋盖在其底部的内侧上具有环形的凹部用于容纳密封环，在这种旋盖中设定，使用唯一一个的环形冲压头。环形的成形物的体积设定成，使得在挤压过程中，密封材料至少朝凹部的外侧凸缘状地变形而超出凹部的边缘。这里使用的变形功产生了足够的压力，所述压力使得凹部的壁和密封材料之间实现充分紧密的连接。

为了实施按照本发明的方法，根据权利要求10提出，在施放装置中设置外部的和内部的圆柱形的冲头，其中，内部的冲头同心地容纳在外部冲头的圆柱形的空隙中。这些冲头能够相对于彼此轴向运动。为此设置合适的调节装置。在各冲头之间形成向内或向外敞开的环形间隙，其间隙宽度能够在原始间隙宽度和间隙宽度零之间改变。所述间隙宽度的改变沿所述至少一个冲头的调节方向实现。环形间隙的各壁优选彼此平行地延伸。

当环形间隙处于其初始位置时，用于将塑化的密封材料从定量供应装置输送到所述冲头之一中的输送装置与该环形间隙连通。通向环形间隙的输送装置例如通过小的均匀分布的通向环形间隙的开口在环形间隙上均匀地分布。通向这些开口的通道和这些开口本身确保对称的液压状态，并因此确保熔体在环形间隙中均匀地分布。通向环形间隙的各通道的流动横截面在其总和上小于通向这些通道或开口的输送通道的流动横截面。在间隙宽度减小时，通过上游的合适的措施，例如止回阀，防止熔体回流到供给通道中。

在本发明的一个实施形式中，内部冲头在下端设有一个径向的法兰，该法兰与外部冲头形成所述环形间隙。用于已塑化的材料的输送装置可以在内部冲头的内部具有与一排径向通道相连的轴向通道，当环形间隙具有其原始间隙宽度时，这些径向通道通入环形间隙。

根据密封材料的特性和粘度可能出现这样的情况，在用于形成环形的成形物的压出过程进行之前，密封材料就从敞开的环形间隙中流出。因此本发明的一个实施形式设定，在环形间隙和输送装置之间形成一个环形通道或者环形的扩展部，在其中收集已塑化的密封材料。该环形通道优选在外部形成在内部的冲头中。所述环形通道也用于在熔体被从环形间隙排出之前保持易流动的熔体。在熔体经由闭合的环形间隙排出之后，熔体的剩余部分保留在环形通道内。事实证明，即使是易流动的熔体，利用这种措施也能够防止熔体在环形间隙闭合之前从环形间隙流出。

附图说明

以下借助附图详细说明本发明的一个实施例。

图1非常示意性地示出用于将密封材料引入用于容器的封闭盖内的施放装置的剖视图；

图2示出完成引入密封材料之后的按照图1的施放装置。

图3示出密封材料在封闭盖内最后的变形。

图4示出与图1或图2类似视图，其中带有附加的环形通道。

图5示出按图4的视图在环形间隙闭合之后的情况。

图6示出熔体在环形间隙闭合前加入环形间隙以形成环形的成形物。

图7示意性示出用于将根据本发明的环形的成形物成形到旋盖中的工具的剖视图。

图8示出按图7的视图在挤压过程中的情况。

具体实施方式

在图1和2中非常示意性地示出用于将密封材料引入封闭盖12(图2)内的施放装置10。该施放装置具有内部冲头14，该冲头在下面的自由端上具有圆锥形的法兰16。内部冲头14被外部冲头18环形地包围。圆柱形的冲头14、18是同心的，并且借助于未示出的调节装置能够相对彼此轴向运动。在所示的实施例中，外部冲头18能够相对内部冲头14运动。

一轴向通道20位于内部冲头14中，该通道与未示出的挤出机或另外的用于制造由密封材料构成的熔体的装置相连接。通道20的下端与多个均匀分布的径向通道22连接。通道22或孔的总横截面很小，并且小于轴向通道20的横截面。因此确保熔体在环形间隙中均匀分布。熔体24位于通道20、22中。

如图1所示，在内部冲头和外部冲头14、18之间可以形成圆锥形的环形间隙26，该环形间隙进一步向内和向上为圆柱形的。环形间隙的壁为平行的并且其底部由内部冲头14的外侧形成。图1示出原始间隙宽度，在原始间隙宽度下，径向通道22与环形间隙26相连。从图1中还可以看出，通过相应的挤出过程或熔化过程，由例如TPE构成的熔体环形地加入间隙26中，如在28处所示。

为了将熔体28输出到封闭盖12中，如图2所示，通过以速度V1竖直调整外部冲头18，而使环形间隙26减小到间隙宽度零，如图2所示。间隙宽度为零时，环形间隙的壁紧密地彼此贴靠。熔体28以速度V2从环形间隙26流出，由此由塑化的密封材料形成环形的成形物30。为了将该成形物30引入封闭盖12中，由内部和外部冲头14，18构成的布置系统靠近封闭盖12，如图2所示。因此不需要另外的工具将从环形间隙26出来的环形的成形物30引入封闭盖12中。在所述环形的成形物形成后将其放置在盖的底部(见图2)。除了盖，也可以设想其他的具有环形的密封件的表面。

但在所述的过程中重要的是初始速度V1或初始流出速度V2具有并保持一个最小值，以防止熔体粘附在环形间隙26的外部边缘上。这在所选择的最小流出速度V2下能可靠地实现。

在压出环形的成形物30时可能会出现这样的情况，即，该成形物仍经由薄的膜与施放装置相连。如果环形的成形物在盖内部底部上粘着不充分，可能在从环形间隙移除时出现这样的情况，即环形的成形物发生变形。因此有利的是，随着环形的成形物30压出和成形，该成形物直接与盖发生接触。如本身已知的那样，所述盖具有合适的粘合剂。此外，以合适的方式使所述盖达到需要的温度。在环形的成形物成形后直接将环形的成形物30均匀地贴靠在盖上，这实现了环形的成形物30和配设的盖表面之间充分的粘附，从而在盖12随后相对施放装置10下沉时撕去可能还存在的膜，而不会出现环形的成形物30不希望的变形。

施放装置10和圆锥形的环形间隙的所选的几何形状在所示的情况下通过所示的所谓旋盖12得出。对于其他的封闭盖和密封材料其他方式的分布，环形间隙26的其他定向可能是有利的。

在图3中示出，如何借助一个环形的受冷却的冲头32将环形的成形物30成形为扁平的平坦的密封环34。在所述施放过程中，根据图1和图2的冲头14、18已充分调温，从而熔体保持能够流动。

在图4至6中示出的施放装置基本上与图1和3所示的施放装置相同。因此，相同的部件具有相同的附图标记。图4至6中的特别之处在于横截面为矩形的环形通道40，该环形通道在外部成形到冲头14中并与孔22连接。所述环形通道40朝冲头14、18之间的圆柱形的空隙42敞开，所述圆柱形的空隙向下通至圆锥形的环形间隙26。由图5可见，当圆锥形的环形间隙闭合时，环形通道40和圆柱形的空隙42用塑化的物料填充。在图6中，环形间隙26是打开的，可以看出定量流出的熔体30a，所述熔体由于环形通道40的作用没有“漏出”，而是留在环形间隙26中。随后实现密封材料的压出，如参考图1和2已经说明的那样。在压出后得到图5所示的状态。由于新输入的熔体必然首先将剩余熔体从环形通道40中推出，在环形间隙26中形成有利的分布，即使当熔体较易流动时，也可以在环形间隙闭合前防止熔体从环形间隙中不希望的流出。

图7和8中示出工具50，它是根据图3的工具32的变形。工具50具有外部的环形的第三冲头52，它沿一未示出的操作装置的双箭头54的方向能够竖直运动。内部的第四冲头56经由弹簧58支撑在外部冲头54上。在图7和8中还可以看出具有凸缘58和环形的凹部60的旋盖12a，按照图2的环形的成形物30放置在所述凹部中。盖12a位于底座63上。工具50用于将环形的成形物30在凹部60内压紧在盖12a上。冲头52的挤压面对准环形的凹部60，该冲头的外直径略小于凹部60的最大外直径。在挤压过程中，冲头52将环形的成形物30压入凹部60，其中，通过内部冲头56限制或防止径向向内的变形越过凹部边缘。在挤压过程中在外侧实现形成径向的隆起，如62处所示。环形的成形物30的体积相对凹部60的体积这样选择，使得所述材料隆起地向外变形超过凹部的边缘。因为密封材料粘性非常高，对于所述过程必须施加的变形功导致足够大的压力，由此使形成的密封环64与凹部62整个的壁形成充分的粘附连接。

施放装置10在所描述的运行中，施放装置与其工具一起可以具有足够高的温度。可以设置在其他地点的工具50可以具有室温或被冷却。

可以设想，如用28标注的环形的成形物也向内成形，也就是说，环形间隙26的开口不是如图1和2设定的那样向外定向，而是向内定向，以便例如将密封件安装到(未示出的)轴上。内部冲头14此时至少局部地是空心的，而输送装置20、22可以位于外部冲头18中。

Claims (20)

1.用于将密封材料施放到表面上的方法，其中，由塑化的密封材料形成环形的成形物，接着将所述成形物施放到所述表面上，其特征在于，将塑化的密封材料环形地引入经调温的环形间隙，所述环形间隙具有能够改变的间隙宽度，通过快速地使间隙宽度减小到零，密封材料完全从所述环形间隙中压出，成形为环形的成形物，然后将所述成形物放置到所述表面上。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环形的成形物从环形间隙出来后直接放置在所述表面上。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，间隙宽度以这样大的速度减小并且所述密封材料以这样高的速度压出，使得避免熔体粘附在间隙边缘和相邻于环形间隙的面上。

4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述环形的成形物接着通过冷的环形的挤压工具压向所述表面并形成具有良好的密封面的扁平密封环。

5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，塑化的密封材料沿径向向外或向内从环形间隙中压出。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，塑化的密封材料倾斜向下从环形间隙中压出。

7.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，将所述环形的成形物引入用于容器的封闭盖中。

8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，所述环形间隙的出口端相对于所述表面如此定位，使得一旦所述环形的成形物从所述环形间隙中压出，则所述环形的成形物接触所述表面，并使得通过经调温的表面随后的下沉而撕去可能仍存在于封闭的环形间隙和环形的成形物之间的膜。

9.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，将所述环形的成形物放置在旋盖的底部的内侧上，接着用挤压工具将其压向一凹部，其特征在于，使用一个唯一的环形冲压头，并且所述环形的成形物的体积相对于所述凹部的体积设计成，使得在挤压过程中，密封材料至少朝所述凹部的外侧凸缘状地变形超出所述凹部的边缘。

10.用于将密封材料施放到表面上的装置，特别是用于将密封材料施放到容器的封闭盖中，具有以下特征：

外部冲头(18)和容纳在所述外部冲头(18)的圆柱形的空隙中的同心的内部冲头(14)，所述外部冲头和内部冲头能够相对于彼此运动；

位于各所述冲头(14、18)之间的环形间隙(26)，所述环形间隙向外或向内敞开并且所述环形间隙的至少一个通向外部或通向内部的部段在所述冲头(14、18)的相对轴向运动时在冲头的运动方向上能够在原始间隙宽度和间隙宽度零之间改变；

用于冲头内的塑化的密封材料的输送装置，所述输送装置至少在原始间隙宽度与所述环形间隙(26)连通；

防止熔体从所述环形间隙回流的机构；

用于其中至少一个冲头的调节机构，用以改变所述环形间隙的间隙宽度。

11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，所述输送装置均匀地通过在所述环形间隙(26)的圆周上分布的孔与所述环形间隙连通。

12.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，所述外部和内部冲头(18、14)借助另一个调节装置能够作为整体一起调节。

13.按照权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述内部冲头(14)在下部的自由端具有径向的圆锥形的法兰(16)，所述法兰与所述外部冲头(18)形成所述环形间隙(26)。

14.按照权利要求13所述的装置，其特征在于，所述输送装置具有在内部冲头(14)上的轴向通道(20)和至少一个与其相连的径向通道(22)，当所述环形间隙具有其原始间隙宽度时，所述径向通道通入所述环形间隙(26)。

15.按照权利要求10或13所述的装置，其特征在于，所述环形间隙(26)在径向内部或外部的区域中为圆锥形的并具有向外的斜坡。

16.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，所述环形间隙(26)的壁是平行的。

17.按照权利要求10至16之一所述的装置，其特征在于，所述输送装置通入所述环形间隙的底部。

18.按照权利要求10至17之一所述的装置，其特征在于，在所述环形间隙(26、42)和所述输送装置(22、20)之间形成环形通道(40)或者环形的扩展部，在其中收集塑化的密封材料。

19.按照权利要求14和18所述的装置，其特征在于，所述环形通道(40)在外侧在所述内部冲头(14)中成形。

20.按照权利要求10至19之一所述的装置，其特征在于，设有单独的工具(50)，该工具具有环形的第三冲头(52)和由第三冲头环绕的第四冲头(56)，其中第三冲头(52)的环形的挤压面朝旋盖(12a)的底部的内侧上的环形的凹部(60)这样定向，使得在挤压过程中，所述密封材料能向所述凹部的外侧凸缘状地变形超出所述凹部(60)的边缘，其中内部的第四冲头(56)构成边界。

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