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Vorrichtung zum Verschließen und Abdichten eines Behälters aus Metallfolie.
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Die Erfindung betrifft eine allgemeine Vorrichtung zum Verschließen
und Abdichten eines Behälters aus fietallfolie.
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Das US-Patent 2 960 255 beschreibt Behalter aus Hetallfolie des vorhergenannten
Typs, die gewöhnlich einen durchgehend nach außen herausragenden, seitlich angeordneten,
um die obere ICante der Seitenwände des Behälters herum laufenden Absatz aufweisen.
Der absatz bietet eine Auflagehfläche für den Band einer passenden Abdeckung, die
beim i"üllen des Behälter auf diesem aufliegt.
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Liline durchgehende, aufreohtstehende Lippe ist ebenfalls um die äußere
Fante des Absatzes herum angeordnet. Die Lippe soll durch eine Pressform zum Verschließen
nach innen gebogen werden, d.h. sie soll nach innen über die
obere
Fläche des Abdeckungsrandes gebogen werden, um die Abdeckung dicht zwischen der
Lippe und den Absatz einzuklemmen.
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Verpackungen dieser allgemeinen Art werden immer häufiger auf allen
Gebieten verwendet, so z.B. für das Verpacken von Gefrierkost zur Lagerung oder
zum Vertrieb.
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Ein Beispiel für eine typische Verwendungsmögamöglichkeit in der Backwarenindustrie
ist das Verpacken von Kaffeekuchen und anderen Süßspeisen in solohen Behältern,
die zuerst als Backform und dann als Verpackungsbehälter zum Vertrieb und Verkauf
verwendet werden. um besseren Verständnis der vorliegenden erfindung soll hier kurz
auf die Art ihrer konstruktion und die Herstellung der Iletallfollenbehälter des
Typs, wie ihn die vorliegende Erfindung verwendet, eingegangen werden. Solche Behälter
werden gewöhnlich aus einem Stück Folie unter Verwendung zweckmäßiger Pressfornen
geformt. Da es wünschenswert ist, einen Behälter aus einem Stück zu haben, um die
Gesamtzahl der Nähte, mit denen man sich auseinander setzen muß, zu beschränken,
muß die lvelie so konstruiert sein, daß daa Metall ausreicht, um daraus eine Sonstruktion
aus einen Stück herstellen zu konnen. raus ergibt sich, daß die abgerundeten Ecken
des Behälters go wöhnlich überschüssiges Metall aufweisen, das an den Ecken zu Falten
zusammengelegt wird. Es hat sich herausgestellt, daß die ausgerichteten Falten an
den Ecken zu einer größeren
j?estigkeit an den Verschlußteilen,
nämlich an dem Absatz und der ilt ilm verbundenen Behälterlippe beiX tragen. Die
Druckfestigkeit der aufrechtstehenden Lippe, die mittels der Pressform an den Ecken
umgebogen werden soll, ist im Vergleich relativ größer als die Druckfestigkeit parallel
zu den flachen Seitenwänden des Behälters. i)emgegenüber sind die aufre@@tstehenden,
entlang den geraden Behälterseiten angeordneten Lippenteile, rom Standpunlct der
Druckfestigkeit aus gesehen, relativ schwach, und werden daher durch die bekannten
preßformen zum Ver-Sohließen von Behältern leichter in unerwünschter Weise verbogen.
um scharfe Kanten entlang diesen Seiten zu vermeiden, sind die Kanten der Lippen
vorzugsweise gerollt oder gokräuselt. Um dies zu erreichten, passiert es manchmal,
daß die aufrechtstehende Lippe aus ihrer gewunschten, senkrechten Ebene nach außen
gebogen wird Wenn somit die Preßformen des bisher bekannten Typs verwendet werden,
wird das Preywerkzeug @itunter einen Teil oder alle Teile einer oder nehrerer aufrecht
stehender Lippen an den Seiten des Behälters zurückbioaen. Daraus resultiert natürlich
ein ungenaues und unschönes Verschließen des Behälters. Dementsprechend ist es ein
Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Preßform zum Verschließen herzustellen,
die ein zweckmäßiges Biegen und Bördeln der aufrechtstehenden, parallel zu den Seitenwänden
des Behälters aus Iletallfolie verlaufende Lippe
gewährleistet,
wodurch wiederholt und zu jeder Zeit eine einwandfreie Dichtung in diesen spezifischen
Bereichen möglich ist.
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Die vorliegende erfindung sieht eine Preßform vor zurJ Versohließen
und Abdichten eines Behälters aus Metallfolie, nit einem Boden und Seitenwände,
die sich vom Boden aus nach oben erstrecken, und mit einen nach außen ragenden Absatz
versehen sind, der eine um den Behälter herumlaufende an ihn angrenzende, durchgohende
Fläche bildet und dessen Iianten eine Abdeckung tragen, wobei die Fläche dieses
Absatzes in einer umlegbaren, aufrecht stehenden Verschlußlippe endet. Die Preßform
besitzt einen oberen Teil, einen mlteren, zur Unterstützung des Behälters dienenden
Teil und Mittel zur Bewegung der Vorrichtungsteile gegeneinander, dadurch gekennzeichnet,
daß der obere Teil der Vorrichtung mit aus ihr herausragenden Gliedern versehen
ist, welche die Verschlußlippe d@@ Bohältons während ?er Bowegung der beiden Vorrichtungsteile
gegeneinander in Eingriff bringen und eine anfängliche Einwärtsbiegung der Lippe
bewirken, und daß eine Verschlußeinrichtung vorgesehen ist, die danach mit der einwärts
gebogenen Lippe in Eingriff tritt und sie bei Weiterbewegung der Preßfornteile vollständig
um die Kanten der Abdeckung herumbiegt.
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Durch diese Anordnung der verbesserten Preßformen zum Verschließen
sind an den Ecken des Metallfolienbehälters die entsprechenden Biege- und Bördelkräfte
wirksam, während sie gleichzeitig eine zweckmäßige Abdichtung durch Umlegen und
Börderlung der aufrechtstehenden Lippen, die parallel zu den Seitenwänden des Behälters
laufen, gewShrleiston, wodurch eine einwandfreie, kontinuierliche Dichtung an jedem
Behälter erzielt wird.
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Diese verbesserte Anordnung von Preßformen bewirkt auch ein schnelleres
Verschließen und Abdichten des Metallfolienbehälters als mit den bekannten Preßformen
zum Verschließen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung des in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
In der Zeichnung zeigt: Fig.l eine perspektivische Ansicht eines typischen, rechteckigen
flachen Metallfolienbehälters, die eine geeignete Abdeckung oder einen auf den Behälter
passenden Deckel während des Füllvorganges darstellt.
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Fig. 2 eine Draufsicht einer nach der vorliegenden Erfindung konstruierten
Preßform zum Verschließen und eine teilweise weggebrochene Darstellung, um bestimmte
Merinle der Erfindung besser in größeren Einzelheiten verdeutlichen zu können;
rig.
3, 3a und 3b vergrößerte Teilschnitte der Seitenwand des Behälters von Fig.1; sie
veranschaulichen einen Teil einer erfindungsgemäß konstruierten Preßform und z@@gt
dieselbe in verschiedenen Stellungen in den auteinanderfolgenden Phasen des Verschließvorgangs;
Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt des Behälters von Fig.1 aus einem Bereich
einer Ecke und veranschaulicht den danebenliegenden Abschnitt der erfindungsgemäß
konstruierten Preßform.
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Während die Merkmale der vorliegenden Erfindung gezeigt, und im folgenden
im hinblick auf einen, im allgemeinen rechteckigen, flachen Metallfolienbehälter
beschrieben worden, versteht es sich von selbst, daß auf diese Weise die Erfindung
nur anhand eines Beispiels erläutert und nicht begrenzt werden soll und daß sie
alle, nit ihr verwandten Bereiche und Abänderungen, die innerhalb des Umfangen der
beigefüg-ten, die Erfindung definierenden Ansprüche umfaßt.
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Fig. 1 zeigt im besonderen das Beispiel einer Verpackung 10 die einenflachen,
im allgemeinen rechteckigen Hetallfdlienbehälter 12 und einen Verschluß, wie z.B.
eine Abdeckung bzw. einen Deckel 14 umfaßt. Der Behälter 12 ist aus einer einzigen
Folie geformt und or besitzt einen im allgemeinen rechteckigen Boden 16 mit nach
außen ansteigenden Seiten und Stirnwänden 19, die sich vom Boden aus
nach
oben erstrecken. Da der Behälter BUS einem Stück Folie geformt ist, sind die angrenzenden
Enden der Wandfläche 18 durch die Eckwände 19 nit derselben verbunden, die durch
das Preßformen abgerundet sind. Bei der der stellung der abgerundeten Eckwände 19
wird das überschüssige Folienmaterial an diesen Stellen der Folie in Falten oder
Kräuselungen gelegt, die sich ir. allgemeinen in vertikaler @ichtung erstrecken.
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Ein seitlich nach außen llerausstellender Absatz ist entsprechend
mit 118 und 119 bezeichnet und er ist mit jeder la der Wände/an deu Seiten und 19
an den Enden einstückig ausgebildet. Der Absatz befindet sich in einer gemeinsamen,
parallel zum Boden 16 liegenden Ebene, und er bildet einen kontinuierlichen, aus
Umfang verlauf enden Dichtungsabsatz auf den die an die Wand angrenzende Kante der
Abdeckung 14 anfangs wie in Fig. 1 und 3 gezeigt, gelegt wird.
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Zum estkleuraen und dichten Verschließen der Abdeckung in der gewünschten
Stellung erstreckt sich eine durchgel ; ende, aufrechtstehende, mit den Flächen
ly und 119 einstückig ausgebildete Lippe um eine entsprechende Strecke über die
ICante der Abdeckung 14 auf dem Absatz und umgibt diesolbe. Die erwähnte Lippe umfaßt
flache, rechteckige Lippenteile 218, die entlang den geraden Dehälterseiten angeordnet
sind, und Lippenteile 219, die der gebogenen und verdickten, faltigen Struktur der
umgelegten Eckwnde 19 angepat sind.
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Die flachen, geraden Lippen 116 sind vorzugsweise an den oberen Kanten
nach außen gerollt oder gekräuselt wie bei 318 gezeigt ist, uri läs@@ge Verletzungen
durch das liantieren mit dem scharfkantigen Behälter zu vermeiden.
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Die Obergrenze der abgerundeten Lippen 219 liegt etwas unter dem höchsten
Punkt der Bördelung 318, wie aus ig.l hervorgeht.
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Die gef'üllten Behälter werden mittels einer geeigiieten Preßform
dicht verschlossen. Ein Beispiel einer Preßform, auf die sich die vorliegende erfindung
bezieht, ist in dem US-Patent iO 3 G64 407 veranschaulicht.
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Die Preßform hat zwei Teile, nämlich einen Tragteil und einen Verschlußteil.
i'ig. 3 sieht einen Tragteil 40 vor, einschließlich einer seitlichen Auflagefläche
42, die mit der unterseite des absatzes 11@ und 119 in Eingriff steht; ein oberes,
zweiteiliges Preßteil zum dichten Verschließen ist ebenso vorgesehen, im allge-leinen
bei 45 angozeigt, das einen Matrizenring und eine Führungsplatte 48 aufweist.
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Erfindungsgemäß ist der Teil der Preßform, der zum Verschließen dient
so konstruiert, daß er alle Flächen einwandfrei dicht verschließt, unabhängig von
der llaterialdicke und der Druckfestigkeit und einer eventuell geringen zurückgebogenen
Lippe. Zu diesen Zwock, und um das Zusammendrücken der Folie oder sonstiges unkorrektes
Umlegen
der Lippen der Seitnwände 313 zu vermeiden, sind Vorrichtungen vorgesehen, die ein
anfängliches Einwärtsbiegen oder -drehen der Lippen 318 veranlassen, so daß bei
der Vorwärtsbewegung der Bördelfläche gegen die Lippen die normalerweise senkrecht
wirkenden Kräfte der Pressform während des ganzen Arbeitsganges, anfangs nicht senkrecht
an der dünnen Kante der Lippen nach unten wirken, sondern gegen dieselbe in einer
derartigen Richtung wirken, um ein Vorbiegen in der zweckmäßigen Richtung zu erreichen,
damit die Preßform somit bei der Beendigung des Arbeitsganges einwandfrei arbeiten
kann, um die gewünschte Abdichtung des Behälters zu erzielen. rfindungsgemäß wird
ein anfängliches Vorbiegen in die gewünschte Richtung (im vorliegenden Fall zwei)
durch vertikal zurückziehbare, vorgespannte Kolben bzw. Stempel 50 erreicht, die
in einem zweckmäßigen Abstand zueinFnder, entlang jeder der geraden Seiten des Matrizenrings
47, angeordnet sind. Vorzugsweise grenzen diese Kolben 50 symmetrisch an die Enden
der nach oben gerade abschliessenden Lippen. Die Kolben sind so konstruiert, daß
sie beim anfänglichen Eingreifen in die Lippen eine nach innen wirkende Kraft auf
die Kanten der Längs- und Querseiten der Lippe ausüben.
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Weiterhin sind die Kolben erfindungsgemäß eo angebracht, daß sie in
eine Stellung zurückgezogen werden können, in
der die Fläche des
Matrizenrings die letzte Phase des Umlegens der Lippe und das Abdichten der seitlichen
Lippen durchführt.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht besitzen die als Beispiel aufgeführten
Kolben zweckmäßigerweise einen runden Querschnitt und sind in entsprechenden Führungsbohrungen
51 an der Führungsplatte 48 angeordnet. In der Bohrung 51 ist jeder Kolben 50 mit
einer Druck-Spiralfeder 53 ausgestattet. Die Bohrung endet an einem Absatz auf dem
sich die Feder abstützt. Das andere Ende der weder wirkt natürlich gegen die Rückwand
des Kolbens, um ihn fortlaufend in Abwärtsrichtung vorzuspannen Die Kolben können
in Richtung der Federvorspannung einen begrenzten Hub haben und sind mittels eines
entprechend geformten, halboffenen Gehäuse@ angzeigt bei 55 ; in dein sich Ilatrizenring
47 begrenzt. Das Gehäuse paßt/der Nase des liolbens an und ist an einer Stelle geöffnet,
um das Ineinandergreifen des Kolbens und der aufrechtstehenden Behalterlippe zu
gestatte@.
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Um die Kolbenkraft im gewünschten Winkel aus der vertikalen Ebene
gegen die Lippenkanten richten zu können, ist das untere Ende bzw. die Nase jedes
Kolbens in einem Führungsteil 60 ausgobildet. Zu Erleichterung der Fertigung ist
das Oberflächenprofil konisch ausgebildet; jede entsprechend konisch ausgebildte.
Führungsfläche ist jedoch ausreichend.
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Der Kolben 50 ist vorzugsweise so angeordnet, daß das untere Ende
des Führungsabschnitts außerhalb des Behälters liegt, so daß die eine geneigte Seite
der Führungsfläche immer an der aufrecht stehenden, gebörtelten Kante der dazugehörigen
Seite bzw. Querseite der Lippe 2lP anstößt, auch wenn diese Lippe nach außen umgelegt
ist, anstatt aufrecht zu stehen. Die Vorderwand des liatrizenrings 47 gewährleistet,
daß Jedes Umlegen der Lippe nach hinten nicht übermäßig ist, bevor die Kolben mit
der Lippe in Berührung kommen. Die Kolben selbst sitzen zweckmäßigerweise in ihrem
entsprechenden Gehäusen, so daß nur die entsprechende Ftihrungsfläche mit der gebördelten
Lippe in Eingriff stehen kann. Die Vorwärtsbewegung des Kolbens bzw. Stempels 50
gegen die Federwirkung 53 ist ebenso begrenzt.
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Wie bereits darauf hingewiesen wurde, sieht die vorliegende Erfindung
ein Vorbiegen der aufrecht stehenden Lippeil des Behälters vor. Somit werden beim
Betrieb die Trat und Verschlußteile des Behälters gegeneinander bewegt werden, wobei
der Behälter, insbesondere die Auflagefläche 42 des Tragteils und eine Abdeckung
14, die an den Flächen 118, 119 des Behälters anaeordnet sind, auf dem Tragteil
ruhen. Es versteht sich von selbst, daß entweder ein Teil oder beide Teile der Preßform
bewegt werden können; in diesem Fall wird Jedoch der untere Tragteil bewegt und
der obere Teil der Preßform bleibt starr und ortsfest.
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In talg. 3, 3a und 3b der Zeichnungen ist zu beachten, daß beim Aufeinanderbewegen
des oberen und unteren Teils der Preßform, der gerollte, obere Teil der Lippe 218
anfangs in die rührungsfläche 60 des Stempels 50 eingreift.
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Während sich die Steigung der Führungsfläche Je nach Verwendung ändert,
hat man festgestellt, daß eine Steigung, die mit einer senkrechten Lippe beispielsweise
einen Winkel von 200 bis 600 bildet, zur Bearbeitung am bssten geeignet ist. Eine
fortgesetzte Bewegung der Preßform, die zum Verschließen des Behälters dient, bewirkt,
daß sich eine Eraftkonponento, die senkrecht zu der Führungsfläche 60 wirkt, gegen
die gebördelte Lippe 218 richtet, wodurch bewirkt wird, daß die Lippe zu Beginn
der Phase nach innen umgelegt wird, selbst wenn die Lippe infolge der vorausgegangenen
Fertigungsverfahren eine geringe Neigung nach außen aufweist.
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Ein weiteres Veruchließen der Preßteile resultiert in einem weiteren
Umlegen der aufrecht stehenden Lippe.
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Fig. 3s zeigt eine Mittelstellung der Preßformteile, indem sie die
Biegewirkung der Stempel darstellt. Bei fortgesetzter Bewegung der Teib zueinander
wird die aufrechtstehende Lippe flach gegen den Band derAbdeckung 14, wi in Fig.
3b gezeigt ist, gepreßt, An dieser Stelle bewirkt die Auflagefläche 42, daß sich
der Stempel 50 in seine Bohrung 51 zurückzieht.
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Wie bereits darauf hingswiesen wurde, ist der cbere Teil 45 der Preßform,
der zum Verschließen des Behälters dient, eine zweistückige Ausführung, die die
Führungsplatte 48 und den Hatrizenring 47 aufweist.
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In Fig. 4 sind die Führungsplatte 48 und der Matrizenring 47 mittels
geeigneter Federn 70, die in einen entsprechen den Federaufnahmegehäuse 72 angeordnet
und in einer Gegenbohrung 74 im Teil 4 eingepaßt sind, auseinandergespannt.
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Flache Federhalterungsbohrungen 76 sind an der oberen Fläche des
Matrizenrings 47 angebracht.
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Wie aus Fig. 4 hervorgeht ist das innere Profil des @@@ trizenrings
mit einer Ausnehmung versehen, die Jeweils die Wände 7@ und 10 begrenzt. Während
des @etriebes der Preßformteile bewegen sich diese Teile immer nähor zueinender,
und die nach oben wirkende Kraft zwingt dan umgabogencn @@ippenteil 211 mit der
seitlichen Umbördelungsfläche $0 suf zur inneren Saite das hatrizentrings 47 in
Eingriff zu stbn. Die Kraft reicht aus, wn den Matrizenring nach oben gegen die
Vorspannung der Feder 70 so zu bewegen, daß sie mit dem Tragteil 48 (siehe Fig.3b)
in Eingriff gebracht worden kanne Dieso Kraft reicht auch aus, um ein ondgültiges
Umlegen der Lippe 216 gegen die Fläche 118 zu bewirken, Auf diese Weise wird ein
einwandfreier dichter Behälterverschluß erzielt.
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In Fig. 4, die einen Querschnitt entlang den Linien IV-IV von Fig.
1 darstellt, ist zu beachten, daß an der Ecke des Behälters kein Kolben zum "Vorbiegen"
der Lippe vorgesehen ist.
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Es hat sich herausgestellt, daß in diesen besonderen Bereichen derartige
Probleme bezüglich des "Vorbiegens" nicht auftreten, und daß die Festigkeit der
Seitenwände 219 an diesen Stellen derart ist, daß ein zweckmäsiges Verschließen
beim Eingreifen der aufrechtstehenden Lippe 219 erreicht wird, und daß sie gegen
die Fläche 80 de.
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Matrizenrings 47 gebogen wird.