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Vorrichtung zum Verschließen eines Behälters mit Wänden aus elastischem,
luftundurchlässigem Material Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen
eines Behälters mit Wänden aus elastischem, luftundurchlässigem Material, mit einem
Träger, auf dem der Behälter mit obenliegender Behälteröffnung steht, mit einer
Einrichtung zum Anbringen eines Verschlußstückes an der Behälteröffnung und mit
einer Betätigungsvorrichtung zur Ausführung einer Relativbewegung zwischen dem Träger
und der Verschlußeinrichtung längs der Behälterachse zwecks Verschließen des Behälters
mit dem Verschlußstück.
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Eine derartige Vorrichtung, die sich insbesondere zum Verschließen
von Kunststoffflaschen mittels aufgeschweißter Folienstücke eignet, ist beispielsweise
durch die deutsche Patentschrift 1 139 047 bekannt.
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Eine Schwierigkeit beim Verschließen von Behältern aus elastischem,
luftundurchlässigem Material, welche insbesondere dann auftritt, wenn der Inhalt
beim Einfüllen in die Behälter warm ist, besteht darin, daß nach dem Einfüllen und
Verschließen die Seiten des Behälters nach innen verzogen werden, was gewöhnlich
auf dem Druck im Behälter beruht, welcher kleiner ist als der atmosphärische Druck.
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Dadurch wird das Aussehen des Behälters beeinträchtigt. Der Erfindung
liegt die Aufgabe zugrunde, eine abhängig vom Verschlußvorgang des Behälters betätigte
Vorrichtung zur Erzeugung eines ausreichenden Druckes in einem Behälter nach dem
Verschließen desselben zu schaffen, welcher die normale Form der Flasche aufrechterhält.
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Es ist bereits das Prinzip bekannt (schweizerische Patentschrift
345 841), einen ausreichenden Druck im Behälter dadurch zu erzeugen, daß der Boden
des Behälters vor dem Verschließen nach außen gewölbt und nach dem Verschließen
wieder nach innen gedrückt wird, so daß ein Überdruck im Behälter entsteht, welcher
den durch Abkühlung des Inhalts oder auf andere Weise entstehenden Unterdruck ausgleicht.
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Zur Anwendung dieses Prinzips in einer selbsttätig arbeitenden Verschlußvorrichtung
ist die Vorrichtung erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine am Behälterboden angreifende
Zugeinrichtung, die auf dem Träger angeordnet und relativ zu diesem längs der Achse
des auf dem Träger stehenden Behälters beweglich angeordnet ist, und die einen Teil
des Behälterbodens zur an sich bekannten Vergrößerung des Behältervolumens vor dem
Verschließen in Richtung vom Verschlußende des Behälters weg nach unten zieht.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Verschlußvorrichtung mit
einer unterhalb des Trägers für den Behälter angeordneten Zugvorrichtung zur
Ausübung
eines Zuges auf dem Behälterboden kann die Volumenvergrößerung und ausschließende
Volumenverkleinerung des Behälters auf eine äußerst einfache Weise selbsttätig abhängig
vom Verschlußvorgang des Behälters durchgeführt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist
die Zugeinrichtung ein an eine Vakuumquelle angeschlossenes, den Behälterboden erfassendes
Saugelement auf, das auf einem ortsfesten Ständer aufgeschraubt ist. auf welchem
der Träger zwischen dem den Behälterboden erfassenden Element und der Verschlußeinrichtung
beweglich geführt ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vakuum anschluß
einrichtung in an sich bekannter Weise einen feststehenden Ring auf, der mindestens
eine bogenförmig ausgebildete, mit der Vakuumquelle verbundene Kammer aufweist,
die durch einen drehbaren, mit dem Rahmen verbundenen Verteilerring abgedeckt ist.
an welchen die Saugelemente über Leitungen angeschlossen sind.
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An Hand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht auf einen festen Ventilkörper, welcher in
der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung enthalten ist,
F i g. 3
eine Draufsicht auf eine in der Vorrichtung enthaltene Steuerscheibe, F i g. 4 eine
Seitenansicht der Steuerscheibe gemäß Fig. 3, Fig.5 eine Draufsicht auf eine andere
Ausführungsform des Ventilkörpers, Fig.6 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
der in Fig. 3 dargestellten Steuerscheibe, Fig.7 bis 9 schematisch die Wirkungsweise
der Vorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zum Verschließen von
Behältern aus jedem geeigneten elastischen, luftundurchlässigen Material, jedoch
insbesondere für Flaschen aus synthetischen thermoplastischen Materialien und für
solche Flaschen, welche dünne Wände aufweisen, deren Dicke im Bereich von 0,051
bis 0,762 mm liegt. In der folgenden Beschreibung werden die Behälter zur Vereinfachung
als Flaschen bezeichnet.
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In den Figuren ist ein Träger 1 für eine zu verschließende Flasche
so gelagert, daß er eine senkrechte axiale Bewegung in bezug auf einen Ständer 2
ausführen kann, welcher an einem drehbaren Rahmein 3 befestigt ist, dessen Drehung
in beliebiger, nicht dargestellter Weise bewirkt wird. Der Rahmen 3 ist auf einem
Gestell 4 drehbar gelagert, welches auf einer Unterlage 5 befestigt ist. Eine Zugeinrichtung
für den Behälterboden wirkt mit dem Trägerl zusammen und weist, wie unten beschrieben,
eine vakuumausübende Einrichtung auf, welche aus einem Saugelement 6 mit einem hohlen
Schaft 7 besteht, der in den Ständer 2 geschraubt ist, so daß das Innere des Schaftes
mit einer Bohrung 8 kommuniziert, welche sich durch den Ständer 2 erstreckt und
an ihrem unteren Ende mit einem Rohr 9 kommuniziert, das seinerseits mit einer Durchführung
10 in einem beweglichen Verteilerring 11 kommuniziert.
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Der Verteilerring 11 ist durch Stützenl2 mit dem Rahmen 3 verbunden,
um sich mit diesem zu drehen, und die Durchführung 10 ist so angeordnet, daß sie
mit einem feststehenden Ring 13 kommuniziert, der eine bogenförmige Kammer 14 (Fig.
1 und 2) aufweist, die durch ein Rohr 15 mit einer Vakuumquelle 16 verbunden ist.
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Eine Bewegung des Trägers t in bezug auf das Saugelement 6 wird durch
eine Steuerrolle 17 bewirkt, welche von dem Träger gehalten wird und mit einer stationären
Steuerscheibe 18 im Eingriff steht, die konzentrisch zur Drehachse des Rahmens 3
angeordnet ist. Die Steuerscheibe wird von einem Arm 19, der mit einem in einer
Stütze 21 schwenkbaren Schwenkzapfen 2Q verbunden ist, und von einer Stange 22 getragen,
welche mit der Kolbenstange 23 eines pneumatischen Zylinders 24 verbunden ist, wobei
die Anordnung so getroffen ist, daß bei Stillstand der Vorrichtung, während eine
Flasche auf dem Träger 1 sich in der Stellung zum Verschließen der Mündung befindet,
wie unten beschrieben, die Steuerscheibe 18 durch den pneumatischen Zylinder um
den Zapfen 20 in eine Stellung verschwenkt wird, in welcher die Flasche rnit einem
unten beschriebenen Verschlußkopf nach unten aus der Verschlußstellung heraustritt.
Die Betätigung des pneumatischen Zylinders wird durch ein nicht dargestelltes Solenoid
bewirkt.
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Der Verschlußkopf weist eine elektrisch beheizte Platte 25 auf, welche
in einem Gehäuse 26 gelagert ist das an einer Trägerplatte 27 befestigt ist. Die
Trägerplatte
27 ist an einem Pfeiler 28 zur axialen Einstellung derselben befestigt, um die Stellung
der beheizten Platte 25 über dem Träger 1 einzustellen.
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Durch Einstellung der Lage der Platte 25 in bezug auf den Träger 1
wird ermöglicht, daß die Vorrichtung an Flaschen von verschiedenen Höhen angepaßt
wird. Die beheizte Platte 25 ist im Gehäuse 26 gegen die Wirkung einer Feder 29
beweglich, welche die Platte 25 gegen eine Lippe 30 des Gehäuses zu drükken sucht,
jedoch eine Bewegung der Platte 25 gestattet, um sich jeder leichten Abweichung
des Mündungsrandes der Flasche von der Waagerechten anzupassen.
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Die Steuerscheibe 18 ist so ausgebildet, daß sie den Träger 1 während
dessen Bewegung nach oben gegen die beheizte Platte 25 hebt, was durch ein ansteigendes
Kurvenstück 31 bewirkt wird (F i g. 3 und 4). Die Rückbewegung des Trägers erfolgt
in zwei Stufen durch absteigende Kurvenstücke 32, 33.
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Die Aufwärtsbewegung des Trägers t kann auch in zwei Stufen durch
ansteigende Kurvenstücke 31, 31 v (F i g. 6) bewirkt werden, um eine längere Dauer
der Vakuum ausübung vor der Heißversiegelung einer Verschlußscheibe am Mündungsrand
der Flasche zu erzielen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nun in bezug auf die F i g.
1 bis 9 beschrieben.
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Eine Flasche hat einen die Mündung bildenden Rand 36, welcher durch
ein heißsiegelbares Verschlußstück, wie eine Scheibe 37, zu verschließen ist (F
i g. 8 und 9), beispielsweise eine Scheibe aus Aluminiumfolie, welche mit einem
heißsiegelbaren Überzug, wie Polyäthylen, versehen ist. Der Boden der Flasche weist
einen Teil 38 auf, welcher sich in die Flasche hinein erstreckt, welcher jedoch
infolge seiner Biegsamkeit nach außen gezogen werden kann.
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Der Teil 38 ist mit dem Körper der Flasche durch einen Randteil 39
verbunden.
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Nach der Einfüllung des Inhalts, beispielsweise heißen Öls, in die
Flasche wird dieselbe aufrecht mit dem Randteil 39 auf dem Träger 1 ruhend und dem
Bodenteil 38 über dem Saugelement 6 liegend aufgestellt. Zu diesem Zeitpunkt kommt
die Steuerrolle 17 mit dem Teil der Steuerscheibe 18 zwischen dem absteigenden Kurvenstück
33 und dem ansteigenden Kurvenstück 31 in Eingriff, ein Verschlußstück 37 wird über
den Mündungsrand 36 gelegt, und die Durchführung 10 im beweglichen Verteilerring
11 wird außer Eingriff mit dem Teil 40 (E i g. 2) des feststehenden Ringes 13 bewegt,
durch welchen sie abgedichtet wurde, und wird in Verbindung mit der bogenförmigen
Kammer 14 gesetzt, so daß ein VP kuum auf den Bodenteil 38 ausgeübt wird, der dementsprechend
nach außen von der Mündung der Flasche weggezogen wird (Fig.6). Die Steuerrolle
17 hebt sich nun auf dem ansteigenden Kurvenstück 31 oder, wenn erwünscht, nacheinander
auf die ansteigenden Kurvenstücke 31, 31 a, und die Flasche wird angehoben, so daß
die Versdlußscheibe 37 durch den Mündungsrand 36 gegen die beheizte Platte 25 gedrückt
wird, und der Rand 36 wird mit der Scheibe durch Anwendung von Hitze und Druck auf
die Scheibe versiegelt. Es ist klar, daß der Bodenteil 38 der Flasche, welcher durch
das darauf ans; geübte Vakuum gehalten wird, gegen das Satigelement 6 gehalten wird
und daß daher das Volumen der Flasche vor und während der Versiegelung der Mündung
vergrößert wird. Der Betrag, um welchen
der Träger angehoben wird,
ist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung 12,7 mm, wobei
der Abstieg am Kurvenstück 32 9,525 mm und der Abstieg am Kurvenstück 33 3,175 mm
beträgt. Nach der Versiegelung der Scheibe 37 am Rand 36 wird der Träger 1 von der
beheizten Platte 25 weg abgesenkt, während die Steuerrolle 16 über den das absteigende
Kurvenstück 32 gleitet. Das Vakuum bleibt auf den Bodenteil 38 der Flasche wirksam,
und die Zeit, welche für die Bwegung der Steuerrolle zwischen dem Kurvenstück 32
und dem Kurvenstück 33 erforderlich ist, bildet eine Kühlpause, während der sich
der heißversiegelte Verschluß abkühlt. Wenn die Steuerrolle 17 über das abfallende
Kurvenstück 33 gleitet, wird der Träger auf die Ausgangslage abgesenkt. Inzwischen
gleitet die Durchführung 10 von der bogenförmigen Kammer 14 zur Stellung 40, wodurch
der Luftsog am Bodenteil 38 der Flasche aufgehoben wird, welcher sodann im wesentlichen
in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt (F i g.7). Die Bewegung des Teiles 38 aus
der in F i g. 9 dargestellten Lage in die in F i g. 7 dargestellte Lage bewirkt,
daß Luft in dem Hohlraum oder freien Oberteil 41 der Flasche zusammengedrückt wird,
wodurch ein Überdruck in der Flasche erzeugt wird.
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Der Bodenteil 38 kann entweder durch Elastizität des Randteiles 39
oder direkt durch ein Stoß organ in die Flasche zurückbewegt werden.
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In der obigen Beschreibung wurde lediglich ein Träger 1 samt Saugelement
6 beschrieben, welcher auf dem Rahmen 3 gelagert ist, und lediglich ein Verschlußkopf,
welcher von der Trägerplatte 27 getragen wird. Es ist jedoch klar, daß eine Mehrzahl
von Einrichtungen vom Rahmen 3 und von der Platte 27 getragen werden können, und
bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel trägt der Rahmen 3 sechs in gleichem
Abstand angeordnete Träger 1 und Saugelemente 6, und die Platte 27 trägt sechs in
gleichem Abstand angeordnete Verschlußköpfe zur Zusammenwirkung mit diesen. Die
Trägerplatte 27 wird durch eine geeignete. nicht dargestellte Einrichtung gedreht,
und zwar in zeitlicher Abstimmung mit dem Rahmen 3.
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Wenn gewünscht, kann, um eine willkürliche Einlieferung von Flaschen
in die Verschlußvorrichtung zu ermöglichen, der feststehende Ringl3 mit zwei bogenförmigen
Kammem 14, 14 a (F i g. 6) versehen werden. Die Kammern 14, 14 a sind getrennt mit
der Vakuumquelle verbunden und gestatten so eine Wirkungsweise der Vorrichtung ohne
Verlust des Haltevakuums, wenn die Flaschen anstatt in regelmäßigen Zeitabständen
willkürlich eingeliefert werden.