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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
eines Verschlussknopfes aus Glas für Flaschen-Bügelverschlüsse
oder -hebelverschlüsse.
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Derartige
Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt (zum Beispiel
DE 19649030 A1 ). Die
mit diesen Vorrichtungen herstellbaren Verschlussknöpfe
weisen einen Kopfabschnitt sowie einen sich an den Kopfabschnitt
anschließenden Halsabschnitt, welcher schmäler
ist als der Kopfabschnitt, auf. Die bei
DE 19649030 A1 beschriebenen
Verschlussknöpfe weisen zwischen dem Kopfabschnitt und
dem Halsabschnitt eine Einschnürung auf. Über den
Halsabschnitt ist bei diesen Verschlussknöpfen ein Gummidichtungsring
aufgezogen, der im Bereich der Einschnürung festgehalten
wird und so eine Flaschenöffnung bei geschlossenem Bügelverschluss abdichtet.
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Eine
andere Verschlussknopfform, die ebenfalls mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung herstellbar ist, ist beispielsweise in
EP 1094010 A1 beschrieben.
Bei diesen Verschlussknöpfen ist eine Dichtung aus einem
elastischen Abschnitt und einem nichtelastischen Abschnitt auf den Halsabschnitt
der Verschlussknöpfe aufgeklipst. Bei diesen Verschlussknöpfen
ist die Einschnürung zwischen Kopfabschnitt und Halsabschnitt
nur gering ausgebildet.
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Die
bekannten Verschlussknöpfe weisen eine quer durch den Kopfabschnitt
verlaufende Bohrung zur Aufnahme des Oberbügels eines Bügelverschlusses
auf.
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Die
in
DE 19649030 A1 beschriebene
Vorrichtung zur Herstellung der Verschlussknöpfe umfasst
einen drehbaren Rundtisch mit einer Vielzahl von Formen. Die Formen
bestehen aus jeweils zwei Formhälften, die gegeneinander
in radialer Richtung zum Öffnen und Schließen
der Formen beweglich gelagert sind. Zur Herstellung der quer durch
den Kopfabschnitt verlaufenden Bohrung sind radial beweglich gelagerte
Nadeln vorgesehen, deren Enden die Form im Kopfteil des Verschlussknopfes
radial durchdringen. In einer Pressstation ist ein Pressstempel vorgesehen,
der auf den flüssigen, in der Form enthaltenen Glastropfen
drückt. Nach Durchlaufen einer Abkühlstrecke wird
die Nadel radial zurückgefahren und die Form öffnet
sich radial.
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Die
Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen diverse Nachteile
auf. So besteht bei den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik
immer das Risiko, dass der fertige Verschlussknopf von einer der
beiden Formenhälften beim Öffnen mitgenommen wird
oder aber der Verschlussknopf umfällt. Bei einer Oberflächentemperatur
von ca. 500°C, welche kurz nach dem Pressvorgang gegeben
ist, kann der Verschlussknopf an einer der beiden Formenhälften kleben
bleiben. Ein ordnungsgemäßes Entnehmen des fertigen
Glasteiles ist in diesem Fall nicht möglich. Ferner liegt
ein großes Problem darin, dass beim erneuten Schließen
der Formhälften diese Formen durch den nicht entnommenen
Verschlussknopf zerstört oder zumindest beschädigt
werden kann. Eine Unterbrechung der Produktion ist in diesem Fall
unvermeidbar.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Herstellung eines Verschlussknopfes aus Glas zur Verfügung
zu stellen, welche die Nachteile aus dem Stand der Technik überwindet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Auch
die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in der
Regel einen drehbaren Rundtisch auf, auf dem die Formen angeordnet
sind.
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Durch
die Tatsache, dass die Form der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ein Fixierteil mit einer mindestens einen Teil des Halsabschnittes
des herzustellenden Verschlussknopfes entsprechenden Ausnehmung
aufweist, bleibt der Verschlussknopf nach dem Öffnen des
Mittelteils durch Verschieben der Teilformelemente senkrecht zur
Formlängsachse in der Form fixiert. Dadurch wird verhindert,
dass der Verschlussknopf beim Auseinanderfahren der Teilformelemente
von einem der beiden Teilformelemente mitgenommen wird.
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Mit
Vorteil ist die Ausnehmung des Fixierteils bodenseitig durch einen
eine Ausschubfunktion besitzenden Stößel begrenzt.
Durch diesen Stößel wird unter anderem das Entnehmen
des fertigen Verschlussknopfes aus der Ausnehmung des Fixierteils der
Form erleichtert.
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In
der Regel ist das Fixierteil einteilig ausgebildet. Dies vereinfacht
unter anderem den Aufbau der gesamten Vorrichtung.
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Bei
einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung formen die selbstzentrierend kuppelbaren Teilformelemente
des Mittelteils der Form einerseits einen oberen Bereich des Halsabschnittes
des Verschlussknopfes und andererseits den Kopfabschnitt des Verschlussknopfes
nahezu über dessen gesamte Höhe aus.
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Vorzugsweise
ist die Stirnfläche (Pressfläche) des Pressstempels
konkav ausgebildet. Dadurch wird erreicht, dass ein Konvex ausgebildetes Glasprodukt
entsteht.
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Mit
Vorteil ist im Bereich des Fixierteils der Form, vorzugsweise im
Ringspalt oder in Nuten zwischen Fixierteil und Stößel,
ein Vakuum anlegbar. Durch dieses Vakuum kann die Fixierung des
Verschlussknopfes im Fixierteil verstärkt werden. Dieses Vakuum
trägt ebenso dazu bei, dass verhindert wird, dass der fertige
Verschlussknopf nach dem Auseinanderfahren der Teilformelemente
an einem dieser Teilformelemente haften bleibt und mitgenommen wird.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind die bewegbaren Stifte unabhängig von den
Teilformelementen des Mittelteils der Form bewegbar. Dadurch können
die bewegbaren Stifte kurz nach dem Formen des Glasteiles (nach
dem Pressvorgang) wieder nach außen aus dem Glasteil zurückgezogen werden.
Der Verschlussknopf besitzt zu diesem Zeitpunkt bereits eine abgekühlte
Außenhaut, während der innere Bereich noch sehr
heiß ist.
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Mit
Vorteil sind die bewegbaren Stifte mindestens teilweise konisch
ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung weisen die bewegbaren
Stifte jeweils einen zylinderförmigen äußeren
Bereich sowie jeweils einen konisch ausgebildeten Innenbereich,
der zur Bildung der Bohrung im Verschlussknopf dient, auf, wobei
sich der innere Bereich vorzugsweise in einen sich an den zylinderförmigen äußeren
Bereich anschließenden, eine Einführschräge
bildenden ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt gliedert,
wobei der erste Abschnitt einen steileren Konuswinkel als der zweite
Abschnitt aufweist. Durch die beschriebene bevorzugte Form der bewegbaren
Stifte bilden diese im äußeren Bereich des Verschlussknopfes eine
Einführschräge mit einem relativ steilen Winkel, um
bei der späteren Montage des Bügels das Einführen
des Drahtes des Bügels zu erleichtern. Im inneren Bereich
des Verschlussknopfes wird durch die beschriebenen, bevorzugt geformten
Stifte eine Entnahmeschräge mit relativ flachem Winkel
gebildet, die das Herausziehen der Stifte aus dem Verschlussknopf
erleichtert. Diese leichte Schräge gewährleistet,
dass der Verschleiß der Stifte gering bleibt.
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In
der Regel sind die bewegbaren Stifte im Bereich des Mittelteils
und damit im Bereich der Teilformhälften der Form angeordnet.
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Vorzugsweise
beträgt der Winkel zwischen der Längsachse des
herzustellenden Verschlusskopfes und der Achse der bewegbaren Stifte
ca. 85° bis ca. 90°. Dieser Winkel muss also nicht
zwingend 90° betragen. Es kann auch durchaus von Vorteil
sein, wenn der genannte Winkel weniger als 90° beträgt. Der
Grund hierfür ist folgender: Die Schrumpfung des Glases
wird nach oben in Richtung Pressstempel dann weniger stark sein,
wenn der Abstand zwischen den beweglichen Stiften und dem Pressstempel
klein ist. Es ist denkbar, dass gewünscht ist, die obere Wölbung
des Verschlussknopfes flacher zu halten, um die Teile in automatischen
Zuführeinrichtungen zur Montage des Drahtbügels
sicherer zu positionieren. Weiterhin fordern die automatischen Verschließanlagen
von Brauereien, dass der Schwerpunkt im Verschlussknopf soweit unten
liegt, dass der Verschlussknopf sicher senkrecht hängt.
Dieser Anspruch kann dazu führen, den oberen Bereich des Verschlussknopfes
gewichtsmäßig zu reduzieren, das heißt
seine Höhe/Dicke zu vermindern. Wird einer oder beiden
Forderungen nachgekommen, wird der Verschlussknopf nach oben weniger
schrumpfen (die Durchgangsbohrung sich weniger aufweiten) und der
Drahtbügel dann dort nicht wie gewünscht in den
Außenbereichen aufliegen, sondern in der Mitte, wo die
beiden beweglichen Stifte aneinander stoßen. Bewegen sich
nun diese Stifte jedoch leicht geneigt von den seitlichen Bereichen
des Verschlussknopfes nach oben in Richtung auf das Kopfende des
Verschlussknopfes, wird die Aushebeschräge der beweglichen
Stifte nach obenhin teilweise oder ganz kompensiert, sodass trotz
geringerer oder gänzlich fehlender Schrumpfung in diesem Bereich
trotzdem der obere Bereich der Bohrung im fertigen Artikel eben
ist und der Verschlussknopf auf dem Drahtbügel nicht „kippelt”.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung
eines Verschlussknopfes aus Glas für Flaschen-Bügelverschlüsse
oder -Hebelverschlüsse mit Hilfe der Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- – Zuführen von flüssigem
Glas in die geschlossene Form, in der die bewegbaren Stifte mit
ihren Stirnseiten aneinander stoßen;
- – Abdecken der geschlossenen Form mit einem Deckring;
- – Pressen des Glases durch den Pressstempel;
- – Abheben von Pressstempel und Deckring;
- – Kühlen des oberen Bereiches des Kopfabschnittes
des gebildeten Verschlussknopfes;
- – Auseinanderbewegen der bewegbaren Stifte;
- – Öffnen des Mittelteils durch Verschieben
der Teilformelemente senkrecht zur Formlängsachse, wobei
der gebildete Verschlussknopf im Bereich des Fixierteils fixiert
bleibt;
- – Herausnehmen des fertigen Verschlussknopfes aus dem
Fixierteil der Form.
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Vorteilhaft
bei diesem Verfahren ist unter anderem, dass die bewegbaren Stifte
vor dem Öffnen des Mittelteils auseinander bewegt werden.
Dadurch und durch das Fixieren im Bereich des Fixierteils wird verhindert,
dass der Verschlussknopf beim Öffnen des Mittelteils durch
Verschieben der Teilformelemente senkrecht zur Formlängsachse
durch eines der beiden Teilformelemente mitgenommen wird.
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Vorzugsweise
wird während des Öffnens des Mittelteils im Bereich
des Fixierteils ein Vakuum angelegt. Dies trägt ebenfalls
zur Fixierung des Verschlussknopfes während des Öffnens
des Mittelteils sowie beim Weitertakten des Rundtisches zwischen der
Formenöffnungsstation und der Entnahmestation bei.
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Mit
Vorteil wird während des Öffnens des Mittelteils,
vorzugsweise mit einem Druckstück, auf den Kopfabschnitt
des gebildeten Verschlussknopfes gedrückt. Dies trägt
ebenfalls dazu bei, dass eine Mitnahme des Verschlussknopfes durch
eines der Teilformelemente nach außen oder ein Abkippen
dieses Teils während des Öffnungsvorganges verhindert wird.
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Mit
Vorteil werden die bewegbaren Stifte bereit ca. 3 bis 15 Sekunden,
vorzugsweise ca. 5 Sekunden nach dem Pressen des Glases auseinander bewegt.
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Mit
Vorteil wird der Verschlussknopf nach dem Abkühlen noch
mindestens einmal oberflächlich erhitzt, das heißt
feuerpoliert. Dadurch wird der gesamte Verschlussknopf insgesamt
stabiler und es entsteht eine angenehm glatte Oberfläche.
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Weitere
Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung
mit den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Hierbei können
die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder in
Kombination miteinander verwirklicht sein.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1:
eine schematische Axialschnittdarstellung der innerhalb der Vorrichtung
verwendeten Form zur Verschlussknopfherstellung während
des Pressvorgangs;
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2:
die Darstellung von 1 im Augenblick des Öffnens
des Mittelteils der Form;
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3:
einen Verschlussknopf, hergestellt mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung beziehungsweise einem erfindungsgemäßen
Verfahren.
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1 zeigt
eine schematische Axialdarstellung der innerhalb der Vorrichtung 1 verwendeten Form 2 zur
Herstellung eines Verschlussknopfes 3. Die Form 2 umfasst
ein Fixierteil 4, ein Mittelteil 5 sowie ein Oberteil 6,
zu dem ein axial verfahrbarer Pressstempel 7 gehört.
Die Teilformelemente 13 und 13' werden von einem
zweiteiligen Formenhalter 8 und 8' gehalten und
das Fixierteil 4 von einem Halter 34. Der vorzugsweise
zylindrisch ausgebildete Pressstempel 7 ist separat oder
im Oberteil der Form exakt geführt.
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Im
Fixierteil 4 ist eine Ausnehmung 9 vorgesehen,
welche bodenseitig durch einen Stößel 10 geschlossen
ist, dessen Durchmesser geringer ist als die Bodenfläche
der Ausnehmung 9. Der Stößel 10 ist
axial beweg lich gelagert. Der Stößel 10 übernimmt bei
der Entnahmestation Ausschubfunktion bezüglich eines fertigen
Verschlussknopfes. Durch die Ausnehmung 9 wird der untere
Bereich 11 des Halsabschnittes 12 des Verschlussknopfes 3 festgelegt.
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Das
Mittelteil 5 der Form 2 umfasst zwei Teilformelemente 13, 13'.
Die Teilformelemente 13, 13' des Mittelteils 5 sind
relativ zueinander und senkrecht zur Formlängsachse 33 verschiebbar.
Diese Elemente 13, 13' sind zur Vermeidung von
jeglichem Lateralversatz beim Zusammenfahren selbstzentrierend ausgebildet
und legen einen Hohlraum 14 fest, der durch das Oberteil 6 verschlossen
wird. Durch die Teilformelemente 13, 13' wird
der obere Bereich 15 des Halsabschnittes 12 sowie
ein Hauptbereich des Kopfabschnittes 16 des Verschlussknopfes 3 festgelegt.
Die Form des oberen Bereichs 17 des Kopfabschnittes 16 des
Verschlussknopfes 3 wird durch das Oberteil 6 und
insbesondere durch den Pressstempel 7 festgelegt. Beim
Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
das Einbringen der mittels einer Feedervorrichtung bereitgestellten
Glasposten in der Weise erfolgen, dass der gebildete Glasposten
zunächst um die Stifte herum und dann nach unten weiter
fließen kann und ein Anlegen der Glasmasse an die Formwände
erfolgt, wobei die Form mittels Ihres Oberteils 6 geschlossen
wird, wenn die Glasmasse den Hohlraum 14 im Wesentlichen
ausgefüllt hat. Unterstützt wird dieser Vorgang
durch Anlegen eines Vakuums im Bereich des Fixierteiles 4.
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Im
Bereich der beiden Teilformelemente 13, 13' sind
zwei aufeinander zubewegbare Stifte 18, 18' zur
Einbringung einer durchgehenden Bohrung in den Verschlussknopf zur
Aufnahme eines Oberbügels eines Bügel- oder Hebelverschlusses
angeordnet. Die beiden Stifte 18, 18' sind unabhängig
von den Formelementen, insbesondere unabhängig von den
Teilformelementen 13, 13' bewegbar.
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Zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die bewegbaren Stifte 18, 18' noch vor
dem Einfüllen von flüssigem Glas in die Form aneinander
gefahren, so dass sie mit ihren Stirnseiten aneinander stoßen.
Nach dem Pressen des Glasteiles mithilfe des Pressstempels 7 werden die
Stifte 18, 18' bereits nach ca. 5 Sekunden auseinander
bewegt. Diese Bewegung erfolgt, wie bereits oben erwähnt,
unabhängig von den Teilformelementen 13, 13',
das heißt, dass das Mittelteil 5 noch geschlossen
ist, wenn die Stifte 18, 18' auseinander gefahren
werden.
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Die
bewegbaren Stifte 18, 18' umfassen jeweils einen
zylinderförmigen äußeren Bereich 19, 19' sowie
jeweils einen konisch ausgebildeten inneren Bereich 20, 20',
der zur Bildung der Bohrung im Verschlussknopf 3 dient.
Die inneren Bereiche 20, 20' der Stifte 18, 18' gliedern
sich in einen an den zylinderförmigen äußeren
Bereich 19, 19' anschließenden, eine
Einführschräge 28, 28' bildenden
ersten Abschnitt 22, 22' und einen zweiten Abschnitt 23, 23', wobei
der erste Abschnitt 22, 22' einen steileren (größeren)
Konuswinkel als der zweite Abschnitt 23, 23' aufweist.
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In 2 ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung mit bereits fertig
geformtem Verschlussknopf 3 dargestellt, wobei die Stifte 18, 18' bereits
aus dem Verschlussknopf 3 herausgefahren sind. In diesem Stadium
wird der Verschlussknopf 3 am oberen Bereich 17 des
Kopfabschnittes 16 von einem Druckstück 24 gehalten,
welches von oben auf den Kopfabschnitt 16 des Verschlussknopfes 3 drückt.
Dieses Druckstück 24 trägt neben dem
Fixierteil 4 zur Fixierung des Verschlussknopfes 3 im
Moment des Öffnens des Mittelteils 5 bei. Ebenfalls
zur Fixierung des Verschlussknopfes 3 im Moment des Öffnens
des Mittelteils 5 trägt ein Vakuum bei, welches
im Bereich des Fixierteils 4 sowie des Stößels 10 anlegbar
ist. In diesem Bereich sind Nuten eingebracht (hier nicht dargestellt),
in welchen ein Unterdruck erzeugt werden kann. Ein Ringspalt zwischen
Fixierteil 4 und Stößel 10 ist
ebenfalls hierzu geeignet.
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Die
erforderliche Kühlung der Form erfolgt primär
durch Abstrahlung der Wärme und Kühlung mit Gebläseluft,
wobei nach relativ kurzer Zeit die Form bereits geöffnet
und der erhaltene Verschlussknopf, der im Außenbereich
noch eine Temperatur von ca. 400°C besitzt entnommen werden
kann. Der obere Bereich des Verschlussknopfes 3, insbesondere
der obere Bereich 17 des Kopfabschnittes 16 des Verschlussknopfes 3 wird
bereits unmittelbar nach dem Abheben des Pressstempels 7 und
des Deckringes 32 mit Luft abgekühlt, sodass er
weiterhin formstabil bleibt. Glas schrumpft wie die meisten Materialien
während des Abkühlens. Ein Schrumpfen des heißen
Glases ist wegen der kalten Außenhaut lediglich im Bereich
der vorher mit den Stiften 18, 18' geschaffenen
Bohrung möglich, wobei die beiden äußeren
Bereiche 25, 25' der Querbohrung 26,
welche kühler sind als die inneren Bereiche, stabil und
maßhaltig bleiben. Das Schrumpfen vergrößert
jedoch die vorher geschaffene Querbohrung 26 im Mittelbereich 27.
In diesem Bereich herrschen auch höhere Temperaturen. Dabei
ist sichergestellt, dass dort die Querbohrung letztlich größer
ist als an den für die Maßhaltigkeit des Artikels
wichtigen Bereichen am Ende der Einführschrägen 28, 28'.
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Das
Entnehmen des fertigen Verschlussknopfes 3 nach erfolgter
Formöffnung erfolgt durch einen am Kopfteil angreifenden
Greifer. Unterstützt wird dies durch eine Vertikalbewegung
des Stößels 10.
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Auf
diese Weise wird jegliches Steckenbleiben des Verschlussknopfes
in der Form verhindert.
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3 zeigt
einen fertigen Verschlussknopf 3 nach der Entnahme aus
der Form 2. Durch das Schrumpfen des Glases im mittleren
Bereich entstehen im Mittelbereich 27 der Querbohrung 26 eine obere
und untere Wölbung 29, 29'. In den äußeren, kühleren
Bereichen des Verschlussknopfes 3 bleiben die Einführschrägen 28, 28' formstabil
erhalten. Die Öffnungen 30, 30' der Querbohrung 26 weisen
einen Durchmesser von ca. 5 Millimetern auf. Durch diese relativ
großen Öffnungen können die Drahtbügel
beispielsweise eines Bügelverschlusses leicht von beiden
Seiten in die Querbohrung 26 eingebracht werden. Zwischen
den Einführbereichen, welche durch die Einführschrägen 28, 28' gebildet
werden, und dem gewölbten Mittelbereich 27 der
Querbohrung 26 sind Engstellen 31, 31' in
der Querbohrung 26 entstanden. An diesen Engstellen 31, 31' weist
die Querbohrung 26 den geringsten Durchmesser auf. Diese Engstellen 31, 31' dienen
der beidseitigen Fixierung des Bügels. Dadurch wird erreicht,
dass der Verschlussknopf 3, der an einem Bügel
montiert ist, nicht um seine Längsachse auf dem Drahtbügel
kippen kann. Ein solches Kippen wäre beim automatischen Verschließen
der Flaschen äußerst problematisch und störend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 19649030
A1 [0002, 0002, 0005]
- - EP 1094010 A1 [0003]