-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dichtungsscheiben in
Kronenkorkkapseln Es ist bereits bekannt, Dichtungsscheiben für Kronenkorkkapseln
unter Verwendung einer plastischen Masse herzustellen, dieser durch Einwirkung eines
Preßstempels die gewünschte Form zu geben und sie hierbei der Gestalt der Blechkapsel
anzupassen, wobei die Dichtungsscheibe zu einem dünnen, mittleren Teil und einem
sich beim Verschließen des Behälters gegen dessen Mündung legenden, dickeren, ringförmigen
Teil ausgepreßt wird. Es ist ferner bekannt, Dichtungsscheiben mit einem dünnen
mittleren Teil und einer äußeren Randwulst unter Verwendung besonders geformter
Kronenkorkkapseln, die im mittleren Teil ihres Bodens eine Eindrückung besitzen,
herzustellen, indem in die Kapsel eine fließfähige Masse eingefüllt wird, die sich
in ihr verteilt. Daneben ist es bekannt, vorgefertigte Dichtungsscheiben aus Kork
od. dgl. in eine Kronenkorkkapsel einzubringen und durch einen Preßstempel bis zum
Festkleben an den gegebenenfalls gewölbten Kapselboden anzudrücken.
-
In der Praxis sind bei Verwendung plastischer Massen zur Herstellung
der Dichtungsscheibe Schwierigkeiten aufgetreten, die eine ungleiche Ausbildung
der Ringwulst der Dichtungsscheibe zur Folge hatten, Dieser Nachteil tritt auf,
wenn der Fluß der Masse nicht gleichmäßig ist, z. B. wenn die Masse eine vollständige
Füllung der Formteile an einer Stelle zur Folge hat, während andere Teile der Form
unausgefüllt bleiben. In solchen Fällen bilden sich einseitige Auswüchse. Zwei ernsthafte
Schwierigkeiten sind dabei die Unansehnlichkeit des fertigen Erzeugnisses und die
Möglichkeit, daß die Auswüchse sich ablösen oder abbröckeln und die gute Abdichtung
beeinträchtigen.
-
Die Erfindung bezweckt, die Bildung derartiger Randauswüchse zu verhindern,
und sieht zu diesem Zweck ein Verfahren vor, bei dem vor dem endgültigen Verteilen
und Formen der plastischen Masse in der Kapsel zwischen deren Bodenrandkrümmung
und dem Preßstempel eine das Durchtreten von Teilen der plastischen Masse verhindernde
Abdichtung erzeugt und erst nach Herstellen dieser Abdichtung das endgültige Formen
der Dichtungsscheibe durch weitere Einwirkung des Preßstempels herbeigeführt wird.
Bei einem solchen Verfahren zum Herstellen von Dichtungsscheiben kann ferner vorgesehen
werden, daß die mit einem gewölbten, elastisch federnden Boden versehene und mit
der zur Bildung der Dichtungsscheibe dienenden Masse gefüllte Kronenkorkkapsel auf
ein die Bodenfläche der Kapsel anfänglich nur teilweise berührendes Widerlager für
den Preßstempel gelegt ist, wobei zunächst eine Abdichtung zwischen dem Rande des
Preßstempels und der Bodenrandkrümmung der Kapsel hergestellt und anschließend der
Druck des Preßstempels fortgesetzt wird, bis der Kapselboden
unter Verflachung mit
weiteren Teilen seiner Außenfläche federnd gegen das Preßstempelwiderlager gedrückt
wird.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen der
Dichtungsscheiben nach dem obengenannten Verfahren, wobei der Durchmesser des Preßstempels
größer ist als der Durchmesser der Bodenfläche der Kronenkorkkapsel. Bei einer solchen
Vorrichtung kann man einen Preßstempel vorsehen, dessen Stirnfläche einen Durchmesser
besitzt, der etwa gleich dem Durchmesser der Kronenkorkkapsel an der Stelle des
Überganges ihrer Bodenrandkrümmung in den gewellten Randteil ist. Die Stirnfläche
des Preßstempels einer solchen Vorrichtung kann ferner mit einer Umfangsrippe versehen
sein, die vor dem endgültigen Breitpressen und Formen der in die Kapsel gefüllten
Masse mit der Bodenrandkrümmung der Kapsel in Berührung kommt. Darüber hinaus kann
die Stirnfläche des Preßstempels zwischen einem mittleren, vorstehenden Teil und
der Randrippezeine ringförmige Nut aufweisen, wobei der mittlere, vorstehende Teil
zur Erzeugung eines sich über den mittleren Teil des Kapselbodens erstreckenden,
dünnen Dichtungsteils und die ringförmige Nut zur Erzeugung einer ringförmigenDichtungswulst
in der Kapsel dienen, während die Randrippe die Abdichtung zwisehen Preßstempel
und Bodenrandkrümmung der Kapsel herstellt. Die Nut des Preßstempels besitzt nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung zweckmäßigerweise eine konische Grundfläche,
die mit dem
Boden der Kapsel einen Raum einschließt, der an seinem
äußeren Umfang dicker ist als an seinem inneren Umfang. Es ist ferner zweckmäßig,
daß die Randrippe auf der Stirnseite des Preßstempels eine vorzugsweise ebene Ringfläche
und sich auf diese Fläche zu konisch verjüngende Seitenflächen besitzt.
-
Das Widerlager für den Preßstempel kann man ferner in der Weise ausbilden,
daß es eine ebene Auflage fläche für den gewölbten Boden der Kapsel aufweist.
-
Die Erfindung sieht schließlich eine Kronenkorkkapsel mit festhaftender
Dichtungsscheibe, die einen mittleren, dünnen Teil und eine Ringwulst in der Nähe
der Bodenrandkrümmung aufweist, vor, bei der die Ringwulst eine nach dem gewellten
Randteil der Kapsel hin konisch ansteigende Fläche besitzt, deren Dicke von dem
dünnen, mittleren Teil der Dichtungsscheibe nach außen hin zunimmt. Diese Ringwulst
der Dichtungsscheibe kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung an ihrem Umfang
konisch nach der Stelle hin abfallen, an der die Deckelrandkrümmung in den gewellten
Randteil der Kapsel übergeht.
-
Da dile Bildung von Auswüchsen an der Dichtungsscheibe vermieden
wird, können geringere Mengen Dichtungsmasse zur Erzeugung guter Dichtungsflächen
an Dichtungsscheiben richtiger Dicke verwendet werden. Andererseits bewirkt die
Begrenzung der Dichtungsmasse während der Formgebung der Dichtungsscheibe eine größere
Toleranz hinsichtlich der Menge der in die Kronenkapsel eingebrachten Masse und
der Lagerung der Charge in der Kapsel.
-
In der Zeichnung ist die Herstellung einer Kronenkorkkapsel gemäß
der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine
aus Metall bestehende Kronenkorkkapsel iiblicher Gestalt, teils im Schnitt, teils
in Ansicht, Fig. 2 eine mit ihrem Boden auf einem Widerlager des Preßstempels aufliegenden
Kapsel mit der zur Bildung der Dichtungsscheibe dienenden Masse, Fig. 3 die gleiche
Kapsel unter der Einwirkung des Preßstempels, Fig. 4 die gleiche Kapsel mit völlig
abgesenktem Preßstempel und endgültig verformter Dichtungsmasse und Fig. 5 die fertige
Kronenkorkkapsel mit Dichtungseinlage.
-
Die in Fig. 1 dargestellte Kronenkorkkapsel besteht aus Blech, das
durch Stanzen und Pressen so geformt ist, daß es einen konkav gewölbten Boden 10
mit einem glatten, gekrümmten Rand 12 bildet, der in einen gewellten Teil 11 übergeht.
-
Gemäß der Erfindung wird eine Kapsel S mit ihrem gewölbten Boden
10 auf eine Platte 15 (Fig. 2) gelegt, die eine ebene Oberfläche besitzt. Die Platte
wird beispielsweise durch eine Gasflamme auf eine Temperatur erwärmt, bei der die
zur Bildung der Dichtungsscheibe dienende plastische Masse zu fließen beginnt.
-
Nunmehr wird eine bestimmte Menge der plastischen Masse abgemessen
und als Fladen 17 in die Kapsel eingebracht.
-
Gemäß Fig. 3 hat ein Preßstempel 20 die Dicht masse bereits etwas
verformt. Der Preßstempel 20 weist einen vorstehenden mittleren Teil 21 mit ebener
Stirnfläche auf, die über eine konische Schulter 22 in eine Ringnut 23 übergeht.
Diese Ringnut 23 dient zur Bildung der vorstehenden Ringwulst 31 derDichtungsscheibe.
Schließlich ist die Stirnfläche des Preß stempels 20 mit einer vorstehenden Randrippe
24 versehen, die die zurücktretende Ringnut 23 umgibt. Die Rippe 24 besitzt eine
ebene, untere Fläche 25 und geneigte, innere und äußere Seitenflächen 26, 27, die
je
einen Konus mit einem halben Scheitelwinkel von 160 bilden. Die äußere Fläche
27 geht in den maximalen, äußeren Durchmesser des Preßstempels 20 über, der etwas
größer ist als der innere Durchmesser der Kapsel an der Stelle, an der die Bodenrandkrümmung
i2 in den gewellten Randteil 13 übergeht, so daß die Rippe 24 mit der Innenfläche
der Kapsel an dieser Stelle der Deckelrandkrümmung in Berührung kommt.
-
Die Platte 15 und der Stempel 20 werden zwecks Erleichterung des
thermoplastischen Flusses des Fladens 17 vorzugsweise erwärmt. Der Preßstempel 20
wird herabgedrückt, und die thermoplastische Masse fließt dann von der Achse der
Kapsel aus radial nach außen und nach der Bodenrandkrümmung 12 sowie dem gewellten
Randteil 11 der Kapsel hin.
-
Dieser Fluß des Fladens 17 ermöglicht dem Preßstempel 20, tiefer in
die Kronenschale einzudringen, so daß die äußere Kante der vorstehenden Rippe 24
des Preßstempels an der Bodenrandkrümmung 12 etwa dort zur Anlage kommt, wo diese
in den gewellten Randteil 11 übergeht, wodurch eine Abdichtung zwischen dem Umfange
des Preßstempels 20 und der Kapsel gebildet wird. In dem Maße, wie der Fladen 17
breitfließt, übt der Umfang des Preßstempels 20 einen Druck auf den Kapsel rand
aus, wodurch ein Ausfließen der Masse hinter die Anlagefläche des Preßstempels am
Kapselrand verhindert wird. Die Randteile des gewölbten Kapselbodens 10 werden gleichzeitig
nach unten gegen die Platte 15 gedrückt, so daß mit fortschreitender Abwärtsbewegung
der mittleren Stirnfläche21 des Stempels ein fortschreitendes Auswärtsfließen der
Masse stattfindet, bis die Ringnut 23 und der unter der Rippe24 befindliche Raum
mit Masse ausgefüllt ist. Auf diese Weise wird das Dichtungskissen mit einem dünnen,
mittleren Teil 30 gegenüber der ebenen Stirnfläche 21 des Preßstempels und einer
dickeren, scharf begrenzten Randwulst 26 erzeugt.
-
Der Preßdruck wird so lange aufrechterhalten, bis die Dichtungsmasse
endgültig verformt ist, und wenn diese Masse gelierbar oder vulkanisierbar ist,
werden Preßstempel und Platte auf der für das Gelieren bzw.
-
Vulkanisieren der Masse erforderlichen Temperatur gehalten und der
Preßdruck aufrechterhalten, bis die Masse formbeständig geworden ist oder bis das
Gelieren bzw. Vulkanisieren vollständig durchgeführt ist.
-
Wird der Druck des Preßstempels 20 aufgehoben, so kehrt der elastische
Kapselboden in seine gewölbte Ausgangslage zurück.
-
Die Wandstärke des mittleren Teils 30 der Dichtungsscheibe beträgt
etwa 0,1 bis 0,25 mm, während die nach außen dicker werdende Randwulst 21, die sich
beim Gebrauch der Verschlußkapsel gegen den Mündungsrand des zu verschließenden
Behälters legt, eine Wandstärke von etwa 0,5 bis 0,97 mm an der dicksten Stelle
aufweist.
-
Die plastische Dichtungsmasse kann aus einem thermoplastischen Elastomer
bestehen, der widerstandsfähig gegenüber dem Behälterinhalt ist, wie z. B. eine
natürliche oder synthetische Kautschukmischung, eine Kunstharzmasse od. dgl.
-
Man kann z. B. Harzpasten verwenden, deren Hauptbestandteil ein Elastomer
und ein Weichmacher hierfür sind, wobei der Weichmacher so gewählt wird, daß sich
der Elastomer bei Raumtemperatur nicht wirksam in ihm löst, also im wesentlichen
in ihm unlöslich ist, aber darin bei etwas erhöhter Temperatur gelöst wird. Diese
beiden Bestandteile werden miteinander vermahlen, bis sie eine Paste bilden, die
bei etwa 44 bis 660 C fließfähig ist. Die Paste kann
auch andere
Bestandteile enthalten, wie z. B. inerte Füllstoffe, die das Einschneiden begrenzen,
modifizierende Harze zur Unterstützung der Kontrolle der physikalischen Eigenschaften,
Stabilisatoren für das Kunstharz und die anderen Komponenten, Wachse zum Verhindern
der Blockierung und zur Verringerung der Feuchtigkeitsverdampfung und der Gasdurchlässigkeit
usw. Derartige Zusätze sind zwar nicht unbedingt erforderlich, sie können aber zur
Erzielung der gewünschten Eigenschaften für besondere Verwendungszwecke zugesetzt
werden. Der elastomere Bestandteil kann ein Vinylharz der Polyvinylchloridklasse,
ein Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat von beispielsweise 97: 3°/o, ein
Vinylidenchloridpolymer oder ein Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylidenchlorid
sein. Der Chlorgehalt soll hoch sein, wenn die Dichtungseinlage wäßrigen Flüssigkeiten
gegenüber widerstandsfähig sein soll; er kann z. B. 90°/o Vinylchlorid im Copolymer
betragen.
-
Zu den für die Erfindung brauchbaren Weichmachern gehören solche,
die bei Raumtemperatur und bei einer Temperatur bis etwa 460 C eine sehr schwache,
nässende oder auflösende Wirkung auf das gewählte Vinylharz haben. Die Esterabkömmlinge
von Vinylharzen haben im allgemeinen diese Eigenschaft und brauchen höhere Temperaturen
um einzudringen, zu diffundieren und eine gegenseitige Lösung herbeizuführen. Ein
bevorzugtes Plastifizierungsmittel ist Dioctylphthalat; andere brauchbare Plastifizierungsmittel
sind Dibutylphthalat, Dioctylsebacat und Tricresylphosphat. Das Plastifizierungsmittel
soll bei der Verarbeitungstemperatur flüssig sein.
-
Das Gewichtsverhältnis von Elastomer und Plastifizierungsmittel kann
zwischen 6 : 4 bis 4 : 6 liegen, wobei aber das Verhältnis 1: 1 vorzuziehen ist.
-
Bestimmte Mengen einer solchen Kunstharzpaste werden in aufeinanderfolgende
Kronenkorkkapseln gefüllt, und die Kapseln werden dann auf eine heiße Platte gesetzt
und unter die Einwirkung des heißen Preßstempels gebracht. Diese Einwirkung kann
stattfinden, wenn sich die in die Kapsel eingebrachte Masse noch im wesentlichen
in ihrem Ausgangszustand be findet; die gefüllten Kapseln können aber auch vorher
durch einen Ofen geführt werden, so daß eine anfängliche oder teilweise Gelierung
stattfindet, ehe die endgültige Formgebung vorgenommen wird. Der zum Formen der
Masse erforderliche Druck hängt von der Zusammensetzung der Masse und dem Grad der
Gelierung ab, der die Masse vor der Einwirkung des Preßstempels ausgesetzt worden
ist, sowie von der Temperatur der Masse während der Verformung. Die Erfahrung hat
gezeigt, daß Kunstharzpasten im ursprünglichen Zustand einen Druck von weniger als
2 bis 3,5 kg/cm2 während der Formgebung erfordern, womit ein Gesamtdruck von 50
kg/cm2 bei Standardkronenkorkkapseln für die Formgebung der Masse und für das vorerwähnte
elastische Verflachen des gewölbten Bodens der Kapsel ausreichend ist. Dementsprechend
erhalten teilweise oder völlig vorgereifte Kunstharzmassen in den üblichen Kronenkapseln
bei Drücken von 75 kg/cm2 ihre endgültige Form.
-
Wenn eine gummiartige oder andere nicht flüssige Masse als Dichtungsmaterial
verwendet wird, kann die Charge in Form einer Scheibe oder eines teilweise vorgeformten
Rohlings in die Kapsel eingelegt werden; die endgültige Formgebung und das Anhaften
werden dann durch Anwendung einer heißen Platte oder eines heißen Preßstempels 20
bewirkt. Eine geeignete gummiartige Masse, in der Kautschuk als elastischer Grundstoff
Verwendung findet, kann durch
den Zusatz von Fülistoffen, Schmier- und Vulkanisationsmitteln
abgewandelt werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist: Gewichts-Krepp-Kautschuk
(natürlicher Latex- teile Kautschuk) ......................... 88 halbfestes polymeres
Isobutyl ........... 12 hydriertes Kalzium-Silikat .............. 63 Ton ...............................
.... 65 Zinkoxyd ............................. 5 Stearinsäure ...................
........ 2 heptyliertes Diphenylamin .............. 1 Dipentamethyl-Thiuram-Tetrasulfid
..... 1 Tetramethyl-Thiuram-Monosulfid ....... 1,5 Es empfiehlt sich, die Innenfläche
der Kapsel zu lackieren. Eine zufriedenstellende Haftung wird beispielsweise mit
einem Vinyllack erzielt, der mit 800/0 copolymerem Vinylchloridacetat und 200/0
tElharzmodifizierungsmittel hergestellt ist. Bei Kronenkorkkapseln, die für kohlensäurehaltige
Getränke, wie Bier, Fruchtsäfte, Essig od. dgl., Verwendung finden, empfiehlt sich
die Verwendung eines trimeren Lackes mit 8O0/o Vinylchlorid-Vinylacetat, das in
Gegenwart von Maleinanhydrid als Weichmacher copolymerisiert worden ist, etwa im
Verhältnis von 85:13:2, zusammen mit 20°/o phenolischem, aus Ortho-Cresol gewonnenem
Kunstharz. Man kann diese Lacke mit einem organischen Lösungsmittel herstellen,
wie z. B.
-
70% Xylol und 3O0/o Isophoron, mit 20°/o Feststoffen, um den Lack
mit einer Rolle auftragen zu können.
-
Um ihn anzuspritzen, nimmt man zweckmäßig etwas mehr flüchtige Lösungsmittel,
wie Toluol, Methyl-Ethyl-Keton und Methyl-Isobutyl-Keton. Der Überzug wird, nachdem
er aufgetragen und getrocknet worden ist, gebrannt.
-
In Fig. 5 ist ein innerer Lacküberzug durch die Linie 40 angedeutet.
Der übliche äußere, Werbeaufdrucken od. dgl. dienende Überzug ist durch die äußere
Linie 41 veranschaulicht.