DE1757712B2

DE1757712B2 - Vorrichtung zum Anformen des schürzenförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Kontur des Halses eines Behälters

Info

Publication number: DE1757712B2
Application number: DE1757712A
Authority: DE
Inventors: George P. Elmwood Park Chaplin; Charles N. Oak Park Foster; Willi F. Chicago Mayer
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Can Co Inc
Priority date: 1967-11-07
Filing date: 1968-06-06
Publication date: 1974-06-12
Also published as: BE723423A; NL6815847A; FR1603236A; US3537234A; AT293909B; JPS4820745B1; DE1757712A1; DE1757712C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anformen des schürzenförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Kontur des Halses eines Behälters mit einem Gehäuse mit zentraler, zylindrischer Bohrung lur Aufnahme eines hülsenförmigen Formwerkzeuges aus elastisch verformbarem Werkstoff, in das der mit dem Kappenrohling versehene Öffnungshals bis zum Auftreffen seiner Stirnseite auf einen Anschlag einschiebbar ist und das einerseits auf einer Schulter des Gehäuses abstützbar und andererseits mittels eines in dem Gehäuse axial bewegbaren Kolbens axial zusammenschiebbar ist, und bei der die Anordnung so getroffen ist, daß der Kappenrand an vorbestimmten begrenzten Umfangsstellen zur Bildung von in axialer Richtung langgestreckten und radial nach außen vorspringenden Falten von dem durch das axiale Stauchen des Formwerkzeuges erzeugten radialen Formdruck entlastet ist.

Abgesehen von den bekannten Kronenkappen und dem zum Aufbringen dieser Kappen bekannten Verfahren ist es zum Anformen des schürzenförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Kontur des Halses eines Behälters bekannt, die Verschlußkappe zunächst auf den Hals des Behälters aufzustülpen, worauf der schürzenförmige Rand mit Hilfe eines, Rollweikzeuges und mit Hilfe einer relativen Bewegung zwischen Rollwerkzeug und Behällerhals angeformt wird.

Ks im weiterhin bekannt, eine uus Aluminiumfolie od. dgl· bestehende Kappe an den Hals eines zuvor mittels Korken od. dgl. dicht verschlossenen Behälters anzuformen (vgl. französische Patentschrift 897 078). Hierbei wird ein Formwerkzeug in Form einer zylindrischen Hülse aus einem elastisch verformbaren Werkstoff verwendet, die einerseits axial abgestützt wird und andererseits in axialer Richtung gestaucht werden kann. Der dabei erzeugte radiale Druck preßt den

ίο Rand der Kappe dicht an den Hals der Flasche od. dgl. an. An bestimmten Umfangsstellen des Formwerkzeuges ist Sorge dafür getragen, daß die Kappe von dem durch die axiale Stauchung entstehenden radialen Anpreßdruck entlastet wird, so daß sich an diesen Um-

fnngssiellen in der Kappe Falten bilden können. Diese sinJ notwendig, damit sich bei der Anformung an den Behälterhals der Durchmesser des Kappenrandes verringern kann. Zur radialen Entlastung an vorbestimmten Stellen des Formwerkzeuges weist das Formwerkzeug auf seiner radial nach innen weisenden zylindri sehen Innenfläche axial verlaufende Nuten oder Spalten auf. in die das Material des Kappenrandes ausweichen kann.

Für das Anformen der Ränder von Verschlußkappen.

a5 die ohne weitere Hilfsmittel die Abdichtung des Be hälterhalses übernehmen müssen, ist diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet. Verschlußkappen, die zugleich das Abdichten des Behälterrandes übernehmen müssen, bestehen aus einem Material von ausreichend großem Verformungswiderstand, damit sie den von der zusammengepreßten Dichtung ausgeübten elastischen Druck einerseits und bei unter Druck eingefülltem Gut auch den Überdruck im Inneren des Behälters zuverlässig aufnehmen können. Aus diesem Grund sind erhebliehe Verformungskräfte zum Anformer. des Kappenrandes erforderlich, die man bisher nur mit einem Anrollwerkzeug aufbringen konnte. Bei Verwendung des bekannten axial stauchbaren Formwerkzeuges müßte auf dieses Formwerkzeug ein erheblicher axialer Stauchdruck aufgebracht werden, wenn man den Kappenrand einer solchen Verschlußkappe zuverlässig an den Hals des Behälters anformen wollte. Unter einem solchen hohen Stauchdruck wurden sich aber zunächst die Nuten auf der Innenseite des elastisch verformbaren Formwerkzeuges schließen, bevor der Druck einen solchen Wert erreicht, daß das Kappenmaterial verformt wird. Dies wiederum würde aber der notwendigen regelmäßigen und gleichförmig verteilten Ausbildung von Falten im Kappenrand während des Anformens entgegenstehen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei erheblichem Stauchdruck und entsprechend erheblicher Verformung des Formwerk-

5« zeuges auf einfache Weise gewährleistet wird, daß der radiale Druck zuverlässig und in ausreichendem Maß beim Stauchen des Formwerkzeuges an vorbestimmten Umfangsstellen des Werkzeuges von der zu verformenden Kappe weggenommen wird, so daß sich an diesen Stellen schmale Falten bilden können, die dennoch ein zuverlässiges und abdichtendes Anformen des Kappenrandes sowohl an den Hals des Behälters als auch bei Behälter mit Gewindeelementen unter Umschließung der Gewindeelemente ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das als glatter Hohlzylinder ausgebildete Formwerkzeug aufnehmende zentrale Bohrung des Gehäuses mehrere in Umfangsrichtung im Abstand an-

geordnete, radial nach innen offene Dehnungsiaschen für das Formwerkzeug aufweist. Im Gegensat/, zu dem bekannten Formwerkzeug weist eins erfindiingsgemäß nusgebildete Formwerkzeug eine glatte hohlzylindrische Gestalt auf. Dagegen sind in dem das Formwerkzeug aufnehmenden Gehäuse entsprechende Eitlasiungsstellen in Form von radial nach innen offenen Dehnungslaschen vorgesehen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Tatsache ausgenutzt, daß beim Stauchen des Formwerkzeuges dessen elastisches Material bestrebt ist, radial nach außen auszuweichen, da ein Ausweichen in Umfangsrichiung nicht in Frage kommt und ein radiales Ausweichen nach innen gleichbedeutend mit einer Durchmesserverrineerung ist. Während des axialen Stauchens treten also radiale Stauchkräfte in Verbindung mit in Umfangsrichtung wirkenden Stauchkräften auf, die dem Ausweichen in radialer Richtung nach innen einen starken Widerstand entgegensetzen. Hierdurch wird die Tendenz des elastischen Werkstoffes des Formwerkzeuges, in radialer Richtung nach außen auszuweichen, dazu ausgenutzt, daß unabhängig von der Größe des axialen Stauchdrukkes das Material in die an bestimmten Umfangssiellen vorgesehenen, nach innen offenen Dehnur.gstaschen des Gehäuses ausweicht. Dadurch wird zuverlässig der radiale Druck beim axialen Stauchen des Werkzeuges an den gewünschten Umfangsstellen von dem Rand der Verschlußkappe weggenommen. Die Ausdehnung der Dehiumgstaschen läßt sich in bezug auf die radiale Dikke des Formwerkzeuges sehr genau bestimmen, so daß durch diese Anordnung auch die Abmessungen der beim Anformen aus dem Kappenrand herausgedrückten Falten vorher genau festgelegt werden können. Der Siauchdru'.'k muß dann, wenn er die Faltenbildung beeinträchtigen sollte, Werte annehmen, die weit über den normalen Verformungskräften liegen, denen das Material der Verschlußkappe ebenso wie das Material des Formwerkzeuges ausgesetzt werden können. Die neue Anordnung ermöglicht es darüber hinaus, auch sehr weiches Material für das Formwerkzeug zu verwenden. Dieses gewährleistet in besonders hohem Maß bei Behälterhälsen mit Gewindeelementen ein zuverlässiges und dichtes Anformen des Kappenrandes an den Behälterhals und an die Gewindeelemente. Trotz Verwendung eines weicheren Materials für das Formwerkzeug läßt sich dennoch auch relativ steifes Kappenmaterial genau und zuverlässig unformen.

Vorteilhafterweise ist der Kolben als Ringkolben ausgebildet und gegenüber dem Anschlag relativ bewegbar. Der Anschlag kann daher gestellfest angeordnet sein, so daß eine relative Verschiebung zwischen dem Gehäuse der Vorrichtung und dem Behälterhals in axialer Ricntung nicht auftritt.

Zweckmäßigerweise ist der Ringkolben ein Hohlzylinder mit axial langgestreckten Nuten, durch die am Gehäuse befestigte Tragarme für den Anschlag ragen. Hierdurch ergibt sich ein einfacher zuverlässiger Aufbau, der die Kolbenbewegung zuläßt, ohne die Festlegung des Anschlages zu behindern.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, zur Hälfte geschnitten, einer Verschlußkappe in einer Gestalt, die sie vor dem Anformen an den Hals eines Behälters aufweist.

Fig. 1 A und I B Teilschnitte durch den Rand von abgewandelten Verschlußkappen ähnlich der der F iir. 1.

F i g. 2 einen senkrechten .Schnitt durch die Vorrichtung geniiiU der Erfindung unmittelbar vor Beginn des Fig. 3 in gleicher Darstellung wie F ι g- 2 die neue Vorrichtung kurz vor Beendigung des Formvorganges, Fi g. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 der F i g. 3 und

F i g. 5 im größeren Maßstab eine Seitenansicht, zur Hällie geschnitten, des Halses eines Behälters, der durch eine mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufgebrachte Verschlußkappe verschlossen ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Verschlußkappe IO weist einen Kappenboden ti und einen im wesentlichen zylindrischen Kappenrand 12 auf, dessen untere Kante nach außen zu einem Flansch gebogen ist. An der Übergangsstelle zwischen Kappenboden II und Kappenrand 12 ist eine Dichtung 15 eingebracht.

Bei der Verschlußkappe nach F i g. 1 A ist im unteren Bereich 21 des im wesentlichen zylindrischen Kappenrandes eine geringfügig radial nach außen abgewinkelte, jedoch nach innen gerichtete Einrollung 21a vorgesehen.

Bei der Verschlußkappe nach Fig. IB besteht die Kappe, deren Gestalt derjenigen nach F i g. 1 entspricht, aus einem eigentlichen Kappenkörper 10a und einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht, die jeweils mit 106 bezeichnet sind. Hierbei kann es sich um Kuisistoffschichten, um Lacke od. dg), handeln.

Zum Aufbringen einer Verschlußkappe der beschriebenen Art auf den Hals eines Behälters 14 ist die Vorrichtung nach F i g. 2 gezeigt. Aus dieser Vorrichtung wird deutlich, daß es sich bei dem Behälter um eine Flasche handelt, deren Behälterhals Gewindeelemente 16 und eine die Entnahmeöffnung ringförmig umgebende Stirnfläche 17 als Dichtfläche aufweist, die mit der Dichtung 15 im Kappenboden 11 zusammenwirkt. Die Entnahmeöffnung des Behälters ist mit 13 bezeichnet.

Auf den Behälterhals 14 wird zunächst eine Kappe, z. B. die Kappe 10 nach F i g. 1, lose aufgestülpt, worauf der Behälterhals in die in F ι g. 2 gezeigte Vorrichtung 22 eingeschoben wird, bis der Kappenboden 11 unter Anlage der Dichtung 15 an der Stirnfläche 17 des Behälterhalses 14 auf einen gestellfesten Anschlag 37 trifft. Diese Lage ist in F i g. 2 wiedergegeben.

Die Vorrichtung 22 weist einen hohlzylindrischen Tragkörper 23 auf, an dessen unteres Ende ein Gehäuse 24 angeschraubt ist, das eine zentrale Bohrung 30 sowie am unteren freien Ende einen radial nach innen vorspringenden, eine ringförmige Schulter bildenden Flansch 26 aufweist. Der Flansch 26 begrenzt die Einführungsöffnung 27, in die der mit einer unverformten Kappe versehene Behälterhals von unten her eingeschoben werden kann.

in die zentrale Bohrung 30 des Gehäuses 24 iit ein als glatter Hohlzylinder ausgebildetes Formwerkzeug 29 aus elastisch verformbarem Werkstoff, eingelegt. Die lichte Weite des Formwerkzeuges 29 entspricht etwa der lichten Weite der Eintrittsöffnung 27 der Vor richtung. Das Formwerkzeug 29 stützt sich mit seiner unteren RingfLche auf der durch den Flansch 26 gebildeten Gehäusischulter ab. Auf der oberen Stirnfläche des Formwerkzeuges 29 stützt sich ein Ringkolben ab, der in der zylindrischen Bohrung 30 axial verschiebbar angeordnet ist.

Nahe der Einschraubstellc des Gehäuses 24 in den Tragteil 23 trägt das Gehäuse 24 einen sich entlang eines Durchmessers erstreckenden horizontalen Arm 34, in dem bei 36 der Anschlag 37 festgeschraubt ist. Der Tragarm 34 ragt durch entsprechende axial lang·

gestreckte Fenster 32 des Ringkolbens 31. so clad sich der Ringkolbcn gegenüber dem Arm 34 und dem Anschlag 37 in axialer Richtung relativ bewegen läßt.

In der zylindrischen Bohrung 30 des Gehäuses 24 sind in einer der Höhe des Formwerkzeuges 29 entsprechenden Länge in Umfangsrichtung in Abstünden verlaufende, radial nach innen offene Dehnungslaschen 38 ausgearbeitet, deren Form und Größe am besten aus F i g. 4 hervorgeht.

Nach dem Einführen des Behälterhalses in die Vorrichtung gemäß F i g. 2 v. ircl der Ringkolben 31 mit der erforderlichen axialen Kraft abgesenkt. Hierbei wird das Formwerkzeug 29, das sich auf der Gehäuscschulter des Flansches 26 abstützt, in axialer Richtung gestaucht. Durch die dabei im Inneren des Formwerkzeuges 29 entstehenden Verformungskräfte entsteht im Formwerkzeug ein radialer Druck, unter dem das verformbarc Material des Formwerkzeuges in radialer Richtung auszuweichen versucht. Die radial nach innen offenen Dehnungslaschcn an vorbestimmten Umfangsstcllcn des Gehäuses 24 ermöglichen dabei dem Materal, an diesen .Stellen radial nach außen auszuweichen. Im übrigen aber ist das axial gestauchte Material des Formwerkzeuges 29 gezwungen, radial nach innen auszuweichen. Dieses legt sich dabei unter Mitnahme des Kandcs 12 der Verschlußkappe dicht an die Kontur des Behälterhalses 14 und der daran vorgesehenen Vor-.priingc oder Gcwindeelcmenlc 16 an. In den Uercihen. in denen das Material des Formwerkzeuges 29 in lic Dehnungslaschcn 38 ausweichen kann, ist in be-.•reiizicm Umfang der Kappenrancl 12 von dem radiaon Vcrformungsdriick entlastet. An diesen Stellen bilden sich daher radial nach außen vorspringende Falten oder Rippen 19 mit steilen Flanken 18, die von dem dicht an dem Material des Bchältcrhalses 14 anliegenden Bereichen 20 des Kappenrandes 12 vorspringen.

Die Schnitldarsicllung in F i g. 3 entspricht einer Schnittebene, die durch eine solche Falte 19 läuft. Diese Falte ist auf der rechten Seite des Behälterhalses in F i g. 3 wiedergegeben, und zwar in Höhe der ebenfalls an dieser Stelle gezeigten Dchnungstasehe 38. Aus

ίο F" i g. 3 kann man auch entnehmen, wie das Material des Formwerkzeuges im Bereich der Dehnungstaschen 38 radial nach außen in diese Taschen ausweicht. Andererseits zeigt die I' i g. 3 in der linken Hälfte die genaue Anformung des Kappenrandes 12 an die Kontur der Gewindeclcmcnte 16 des Behälterhalses.

Der die Eintrittsöffnung 27 der Vorrichtung bestimmende Innenrand des Flansches 26 ist unter Anpassung an die Kontur der Kante 21 des Kappenrandes 12 abgerundet, wie dies bei 28 in F i g. 2 gezeigt ist.

ao F i g. 5 veranschaulicht in der Seitenansicht den mit der Verschlußkappe abdichtend verschlossenen Behälterhals 14. Man erkennt die Falten oder Rippen 19, tlie in vorbestimmten Umfangsabsländen achsparallel ausgebildet und von steilen Flanken 18 begrenzt sind.

*5 Man erkennt weiterhin die in Umfangsrichtung ansteigend verlaufenden Bereiche des Kappenrandes, die den GeWindcelcmcp^n entsprechen. Die oberhalb und unterhalb der Gewincleclemente und zwischen den Fallen 19 liegenden Bereiche 20 des Kappenrandes sind dagegen den tcilzylindrischen Umfangsflächer. des Bchülterhalses eng anliegend angepaßt, wie dies auch aus F i g. 4 deutlich wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

,Hin

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Antennen des schürzenförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Kontur des Halses eines Behälters mit einem Gehäuse mit zentraler, zylindrischer Bohrung zur Aufnahme eines hülsenförmigen Formwerkzeuges aus elastisch verformbarem Werkstoff, in das der mit dem Kappenrohling versehene öffnuingshals bis zum Auftreffen seiner Stirnseite auf einen Anschlag einschiebbar ist und das einerseits auf einer Schulter des Gehäuses abstützbar und andererseits mittels eines in dem Gehäuse axial bewegbaren Kolbens axial zusammenschiebbar ist, und bei der die Anordnung so getroffen ist, daß der Kappenrand an vorbestimmten begrenzten Umfangsstellen zur Bildung von in axialer Richtung langgestreckten und radial nach außen vorspringenden Falten von dem durch das axiale Stauchen des Formwerkzeuges erzeugten radialen Formdruck entlastet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die das als glatter Hohlzylinder ausgebildete Formwerkzeug (29) aufnehmende zentrale Bohrung (30) des Gehäuses (24) mehrere in Umfangsrichtung im Abstand angeordnete, radial nach innen offene Dehnungsiaschen (38) für das Formwerkzeug aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Ringkolben (31) ausgebildet und gegenüber dem Anschlag (37) relativ bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkoloeii ei' Hohlzylinder mit axial langgestreckten Nuten (32) ist, durch die am Gehäuse (24) befestigte Tragarme (34) für den Anschlag (37) ragen.