DE1757712C3 - Vorrichtung zum Anformen des schiirzenförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Kontur des Halses eines Behälters - Google Patents

Description

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Die F.rfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anforincn des schilrzcnförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Kontur des Halses eines Behälters mit einem Gehäuse mit zentraler, zylindrischer Bohrung Kur Aufnahme eines hülsenförmigen Formwerkzeuges «us elastisch verformbarem Werkstoff, in das der mit eiern Kappenrohling versehene Öffnungshals bis zum Auftreffen seiner Stirnseite auf einen Anschlag eintchiebbar ist und das einerseits auf einer Schulter des Gehäuses abstützbar und andererseits mittels eines in tlem Gehäuse axial bewegbaren Kolbens axial zusammenschiebbar ist, und bei der die Anordnung so getroffen ist, daß der Kappenrand an vorbestimmten begrenzten Umfangsslellen zur Bildung von in axialer Richtung langgestreckten und radial nach außen vorspringenden Fallen 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 Rollwcrkzcuges und mit Hilfe einer relativen Bewegung zwischen Rollwerkzeug und Behältcrhals angeformt wird.

Ks ist weiterhin bekannt, eine uns Aluminiumfolie otl. dgl. bestehende Kappe an den HaIs eines zuvor mittels Korken DtI, dgl. dicht verschlossenen Behälters anzuformen (vgl. frnnzösische 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 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 An preßdruck entlastet wird, so daß sieh an diesen Umfangsstellen in der Kappe Falten bilden können. Diese sind notwendig, damit sich bei der Anformung an den Bfhälterhals der Durchmesser des Kappenrandes ver ringern kann. Zur radialen Entlastung an vorbestimmten Stellen des Formwerkzeuges weist das Formwerkzeug auf seiner radial nach innen weisenden zylindrischen Innenfläche axia· verlaufende Nuten oder Spalten auf, 111 die das Material des Kappen·.indes ausweichen kann.

Für das Anformen der Ränder von Verschlußkappen, die ohne weitere Hilfsmittel die Abdichtung des Behälierhalses übernehmen müssen, ist diese bekannte Vorrichtung nicht geeignet. Verschlußkappen, die zugleich das Abdichten des Behälterrandes übernehmen müssen, bestehen aus einem Material von ausreichend großem Verforiivingswiderstand, 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 erhebliche Verformungskräfte zum Anformen des Kappenrandes erforderlich, die man bisher nur mit einem Anrollwerkzeug aufbringen konnte. Bei Verwendung des bekannten axial stauchbarcn 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 würden sich aber zunächst die Nuten auf der Innenseite des elastisch verformbaren Formwerkzeuges schließen, bevor der Druck einen solchen Wert erreicht, daß das Kappenmatcrial verformt wird. Dies wiederum würde aber der notwendigen regelmäßigen und gleichförmig verteilten Ausbildung von Falten im Kappenrand während des Anformens entgegenstehen.

F.s ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß bei erheblichem Stauchdruck und entsprechend erheblicher Verformung des Formwerkzeuges 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 Fallen bilden können, die dennoch ein zuverlässiges und abdichtendes Anformcn 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-

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geordnete, radial nach innen offene Dehnungslasehen für das Formwerkzeug aufweist. Im Gegensat/ /u dem bekannten Formwerkzeug weist das erfindungsgemäß ausgebildete Formwerkzeug eine glatte hohUylindrische Gestalt auf. Dagegen sind in dem das Formwerkzeug aufnehmenden Gehäuse entsprechende Entlastungsstellen in Form von radial nach innen offenen Dehnungstaschen 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 Umfangsrichtung nicht in Frage kommt und ein radiales Ausweichen nach innen gleichbedeutend mit einer Durchmesserverringerung ist. Während des axialen Stauchens treten also radiale Stauchkräfte in Verbindung mit in IJmfangsriehtung wirkenden Stauchkrüften 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 Umfangsstellen vorgesehenen, nach innen offenen Dehnungstaschen des Gehäuses ausweicht. Dadurch wird zuverlässig der radiale Druck beim axialen Stauchen des Werkzeuges an den gewünschten Umfangsstelien von dem Rand der Verschlußkappe weggenommen. Die Ausdehnung der Dehnungstaschen läßt sich in bezug auf die radiale Dikke des Formwerkzeuges sehr genau bestimmen, so daß durch diese Anordnung auch die Abmessungen der beim Anformcn aus dem Kappenrand herausgedrückten Fallen vorher genau festgelegt werden können. Der Stauchdruck muß dann, wenn er die Faltenbildung beeinträchtigen sollte, Werte annehmen, die weil 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 ßehältcrhälsen mit Gewindeelementen ein zuverlässiges und dichtes Anformen des Kappenrandes an den Behälterhals und an die Gewindeelemente. Trol/ Verwendung eines weicheren Materials für das Formwerkzeug läßt sich dennoch auch relativ steifes Kappenmateriall genau und zuverlässig anformen.

Vorteilhafterweise ist der Kolben als Ringkolben ausgebildet und gegenüber dein Anschlag relativ bewegbar. Der Anschlag kann daher gestellfest angcordnet sein, so daß eine relative Verschiebung /wischen dem Gehäuse der Vorrichtung und dem Bchälterhals in axialer Richtung nicht auftritt.

Zwcckmaßigerweise ist der Ringkolben ein Hohl/y linder mit axial langgestreckten Nuten, durch die am Gehäuse befestigte Tragarme für den Anschlag lagen. Hierdurch ergibt sich ein cinhcher zuverlässiger Aufbau, der die Kolbenbewegung zuläßt, ohne die Festlegung des Anschlages zu behindern.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand ichcinalischer Zeichnungen an einem Ausfiihrtingsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Seitenansicht, zur Hälfte geschnitten, einer Verschlußkappe in einer Gestalt, die sie vor dem Anformcn an deti Hals eines Behälters aufweist.

F i g. I A und I B Teilschnittc durch den Rand von abgewandelten Verschlußkappen ähnlich der der Fig. I.

F 1 g. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung unmittelbar vor Beginn des

Fig. J in gleicher Darstellung wie Fig. 2 die neue Vorrichtung kurz vor Beendigung des Formvorgnnges,

F i g. 4 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 der F i g. 3 und

F 1 g. 5 im größeren Maßstab eine Seilenansicht, zur Hälfte geschnitten, des Halses eines Behälters, der durch eine mil der Vorrichtung gemäß der Erfindung aufgebrachte Verschlußkappe verschlossen ist.

Die in F i g. I gezeigte Verschlußkappe IO weist einen Kappenboden 11 und einen im wesentlichen zylindrischen Kappenrand 12 auf, dessen untere Kante nach außen zu einem Flansch gebogen ist. An der Übergangsstelle zwischen Kappenboden 11 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 >iußen abgewinkelte. JLdocli nach innen gerichtete Einrollung 21.7 vorgesehen.

Bei der Verschlußkappe na>.'< F 1 g. IB besteht die Kappe, deren Gestalt derjenigen nach F i g. 1 einspricht, aus einem eigentlichen Kappenkörper 10;j und einer inneren Schicht und einer äußeren Schicht, die jeweils mit !Oft bezeichnet sind. Hierbei kann es sich um "lunsisioffschichten, um Lacke od. dgl. 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 Bchälierhals Gcwindeelemente 16 und eine die Entnahmeöffnung ringförmig umgebende Stirnfläche 17 als Dichtfläche aufweist, die mit der Dichtung 15 im Kappenboden 11 zusammenwirkt. Die Entnahmeiiffnung 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 Bchälterhals in die in F i g. 2 gezeigte Vorrichtung 22 eingeschoben wird, bis der Kappenboden 11 unter Anlage der Dichtung 15 an der Stirnfläche 17 des Behälterhalscs 14 auf einen gestellfesten Anschlag 37 trifft. Diese Lage ist in F i g. 2 wiedergegeben.

Die Vorrichtung 22 weist einen iiohlzylindrischen Tragkörper 23 auf, an dessen untdes 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 Bchälterhals von unten her eingeschoben werden kann.

In die zentrale Bohrung 30 des Gehäuses 24 ist ein ais glatter Hohl/ylinder ausgebildetes Formwerkzeug 29 aus clasti ,ch verformbarem Werkstoff, eingelegt. Die lichte Weite des Formwerkzeuges 29 entspricht etwa der lichten Weile der Eintritisöffnung 27 der Vorrichtung. Das Formwerkzeug 29 stutzt sich mit seiner unteren Ringlläche auf der durch den Flansch 26 gebildeten Geliäu.sc.uhulter ab. Auf der oberen Stirnfläche des Formwerkzeuges 29 stützt sich ein Ringkolben 31 ab, der in der zylindrischen Bohrung 30 axial verschiebbar angeordnet ist.

Nahe der F'nschraubstelle 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-

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gestreckte Fenster 32 des Ringkolbens Jl, so dall sirli der Ringkolbcn gegenüber dem Ann 34 und dem An schlug 37 in axialer Richtung relativ bewegen läßt.

In der zylindrischen Bohrung 30 des Gehäuses 24 sind in einer der Höhe des Formwerkzeuges 24 entsprechenden l-angc in Umfiingsrichtung in Abstünden verlaufende, radial nach innen offene Dehniingslaschen 38 ausgearbeitet deren Form und Cjröße am besten aus F i g. 4 hervorgeht.

Nach dem Einführen des Bchällerhalses in die Vor richtung gemäß F i g. 2 wird der Ringkolben 31 mit der erforderlichen axialen Kraft abgesenkt. Hierbei wird das Formwerkzeug 29, das sich auf der Gehauseschulter des Flansches 26 abstützt, in axialer Richtung gestaucht. Durch die dabei im Inneren des Formwerkzeuges 29 entstehenden Verformuugskrafle entsteht im Formwerkzeug ein radialer Druck, unter dem das verformbare Material des Formwerkzeuges in radialer Richtung auszuweichen versucht. Die radial nach innen offenen Dchnungstaschen an vorbestimmten Umfangsstellen des Gehäuses 24 ermöglichen dabei dem Material, 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 Randes 12 der Verschlußkappe dicht an die Kontur de:. Bchalterhalses 14 und der daran vorgesehenen Vorsprünge oder Gewindcclcmentc 16 an. In den Bereichen, in denen das Material des Formwerkzeuges 29 in die Dehnungstaschen 38 ausweichen kann, ist in begrenztem Umfang der Kappenrand 12 von dem radialen Verformungsdruck 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 Behälterhalscs 14 anliegenden Bereichen 20 des Kappenrandes 12 vorspringen.

Die Schnittdarslcllung in F i g. 3 entspricht einer Schnittebene, die durch eine solche Falle 19 läuft. Diese Falle ist auf der rechten Seite des Behälterhalscs in F i g. ) wiedergegeben, und /war in I lohe der ebenfalls an dieser Stelle gezeigten Dehnungstaschc 38. Aus

in I i g. 3 kann man auch entnehmen, wie das Material des Formwerkzeuges im Bereich der Dehniingslaschen 3H radial nach außen in diese Taschen ausweicht. Andererseits zeigt die F i g. 3 in der linken Hälfte die genaue Anformiing des Kappenrandes 12 an die Kontur der fiewindcelementc 16 des Behalterhalses.

Der die F.intrittsöffnung 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.

Fi g. 5 veranschaulicht in der Seitenansicht den mil der Verschlußkappe abdichtend verschlossenen Be halterhals 14. Man erkennt die Falten oder Rippen 19 die in vorbestimmten Umfangsabständen achsparalle ausgebildet und von steilen Flanken 18 begrenzt sind

*5 Man erkennt weiterhin die in Umfangsrichlung ansteigend verlaufenden Bereiche des Knppenrandes, die der Gewindeclementen entsprechen. Die oberhalb und un tcrhalb der Gcwindeclemcntc und zwischen den !"aller 19 liegenden Bereiche 20 des Kappenrandes sind clage gen den teil?:ylindrischcn UmfangsNüchen des Behälter halscs eng anliegend angepaßt, wie dies
F i g. 4 deutlich wird.

auch

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

PiiieniiinKpri'iche:

1. Vorrichtung zum Anformen des schürzenförmigen Randes einer Verschlußkappe an die Koniur des Halses eines Behälters mit einem Gehäuse mit zentraler, zylindrischer Rohrung zur Aufnahme eines hülsenförmigen Formwerkzeuges aus ela stisch 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 Unifangsstellen 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 gekennzeiv h net, daU die das als glatter Hohlzylinder ausgebildete Formwerkzeug (29) aufnehmende zentrale Bohrung (30) des Gehäuses (24) mehre re 111 Umfangsrichtung im Abstand angeordnete, radial nach innen offene Dehnungstaschen (iS) für das Formwerkzeug aufweist.

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

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben ein I lohl/ylinder mit axial langgestreckten Nuten '32) ist, durch die am Gehäuse (24) befestigte Tragarme (34) für den Anschlag (37) ragen.