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Verschlußkappen für Wulstrandflaschen und Verfahren zu. deren Herstellung
Die Erfindung betrifft für Wulstrandflaschen geeignete Verschlußkappen mit einem
unmittelbar auf der Stirnfläche des Flaschenhalses aufsitzendem Kappenteil aus steifelastischem
Kunststoff mit einem den Wulstrand kraftschlüssig untergreifenden Ringwulst und
einem innenseitigen Halterungsvorsprung für eine Dichtungseinlage aus weichelastischem
Kunststoff mit einem sich an die Innenwand des Flaschenhalses anlegenden Dichtungskragen.
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Die aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 432 16d bekannten Verschlußkappen
dieser Art tragen an der Innenseite des Kappenteiles einen geringfügig hinterschnittenen
Ringsteg, auf welchen der hohlwulstartig geformte Randkragen der Dichtungseinlage
im Schnappsitz aufgeschoben ist. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Dicht ngseinlage
beim Öffnen der Flasche infolge der auftretenden elastischen Verformung des Kappenteiles
vom Ringsteg abgestreift wird.
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Nach einem anderen, älteren Vorschlag wird bei einem, mit einem innenseitigen
Ringsteg verstehenen Kappen teil ein außerhalb desselben angeordneter Dichtungsring,
der an seinem Außenrand einen abwärts gezogenen Dichtungskragen mit konvex gewölbter
Au,Jenfläche trägt, durch das nach auswärts umgelegte untere Ende des Ringsteges
festgelegt. Hierdurch wird zwar beim Öffnen der Flasche ein Ablösen der Dichtungseinlar6e
vermindert, jedoch stehen einer wirtschaftlichen Fertigung der hierzu benötigten,
ringförmigen Dichtungseinlagen erhebliche fertigungstechnische Schwierigkeiten entgegen.
arberhinaus erfordert das automatische einlegen der ringf«rmigen Dichtungseinlagen
in die Kappenteile Spezialmaschinen mit zusätzlichen Vorrichtungen zur Vororientierung
der Dichtungsringe. Aus diesen Gründen konnten sich diese Verschlußkappen trotz
ihrer technischen Vorteile bisher nicht durchsetzen.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, verbesserte Verschlußkappen der
eingangs genannten Art sowie Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, welche
die bisherigen Nachteile vermeiden, eine einfachere und wirtschaftlichere Herstellung
zulassen und gleichzeitig den zusätzlichen Einbau einer gasundurchlässigen Einlage
ermöglichen.
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Gegenstand. der Erfindung ist +s dementsprechend eine Verschlußkappe
für Wulstrandflaschen mit einem unmittelbar auf der Stirnfläche des Flaschenhalses
aufsitzenden Kappenteil aus steiCelastischem Kunststoff mit einem den Wulstrand
kraftschlüssig untergreifenden Ringwulst und einem innenseitigen alterungsvorsrun
für eine Dichtungseinlage aus weichelastischem kunststoff mit einem sich an die
Innenwand des Flaschenhalses anlegenden Dichtungskragen, dadurch gekennzeichnet,
daí3 das Kappenteil einen
zentrisch angeordneten Innenzapfen mit
einem nach Aufschieben einer mit einer entsprechenden Ausstülpung und einer flachen
Ringzone versehenen scheibenartigen Dichtungseinlage angeformten, radial au-rts
vorspringenden und permanent gegen die Unterseite der Ringzone der Dichtungseinlage
anliegenden Randflansch aufweist.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform geht die Ringzone der Dichtungseinlage
nach außen in eine vom Kappenteil abstehende, den Dichtungskragen tragende Ringfalte
über. Die Ringzone kann ferner zweckmäßig mindestens mit dem Randflansch verschweißt
sein. Zwischen die Dichtungseinlage und das Ka,?penteil kann ein Folienring aus
gasundurchlässigem Material eingelegt sein, dessen Innenrand bis an den Innenzapfen
heranreicht und die relativ dünne Oberwand des Kappenteiles gegen den Zutritt von
etwa durch den Dichtungsring hindurch dif fundierten Gasen abdeckt.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung
derartiger Verschlußkappen, bei welchem man in ein mit einem Innenzapfen versehenes
Kappenteil eine mit einer entsprechenden zentrischen Ausstülpung und einer flachen
Ringzone versehende, scheibenartige Dichtungseinlage unter Aufschieben der Ausstülpung
auf den Zapfen einlegt und diesen zusammen mit der Ausstülpung durch Ultraschallbehandlung
oder thermische Verformung radial auswärts verformt und permanent gegen die Unterseite
der Ringzone der Dichtungseinlage anlegt.
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Um das automatische Einlegen der scheibenförmigen Dichtungseinlage
in das Kappenteil und die nachfolgende Verformung des Innenzapfens zu erleichtern,
kann dieser zweckmäßig eine sich konisch verjüngende Form und die Dichtungseinlage
eine entsprechende Ausstülpung mit einer zentrischen Spitze aufweisen,
Die
erfindungsgemäß verwendeten, mit einer zentrischen Ausstülpung versehenen, scheibenartigen
Dichtungseinlagen lassen sich im Gegensatz zu Dichtungsringen sehr viel einfacher
durch Spritzguß mit Vielfachwerkzeugen herstellen, wobei der Anguß zweckmäßig an
der Spitze der Ausstülpung erfolgt. Entsprehend kann beim Berstellen der Kappenteile
der Anguß ebenfalls zweckmäßig an der Spitze des Innenzapfens vorgesehen werden.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen, scheibenartigen Dichtungseinlagen lassen sich
ferner mittels der zentrischen Ausstülpung wesentlich leichter automatisch vororientieren
und in die zugehörigen Kappenteile einsetzen.
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Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf
der überraschenden Erkenntnis, daß es nach dem Aufschieben der mit einer Ausstülpung
versehenen Dichtungseinlage auf den Innenzapfen des Kappenteiles ohne Schwierigkeiten
möglich ist, durch Ultraschallbehandlung oder thermische Verformung den Innenzapfen
zusammen mit dem darüberliegenden, andersartigen Material der Ausstülpung in einem
Arbeitsgang radial auswärts gegen die Unterseite der Ringzone der Dichtungseinlage
anzudrücken und diese so permanent am Kappenteil festzulegen. Es hat sich gezeigt,
daß das weichelastische Material der Ausstülpung bei der Verformung vor dem steifelastischem
Material des Innenzapfens erweicht und mit diesem radial auswärts weggedrückt wird,
sodaß die nach dem Verformen erhaltene Unterfläche des Innenzapfens im wesentlichen
aus dem steifelastischem Kunststoff des Kappenteiles besteht. Je nach Intensität
und Dauer der Ultraschallbehandlung kann dabei die Ringzone der Dichtungseinlage
mindestens mit dem Randflansch des Innenzapfens, aber auch mit diesem selbst, und
der Innenfläche des Kappenteiles verschweißt werden.
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Sofern zwischen die Dichtungseinlage und das Kappenteil ein Folienring
aus gasundurchlässigem Material eingelegt
wurde, wird dessen Innenrand
unlösbar und gasdicht zwischen dem Kappenteil und der Ringzone der Dichtungseinlage
eingeschlossen. Der Außenrand des Folienringes kann zwischen der Stirn fläche des
Flaschenhalses und der Innenfläche des Eappenteiles liegen. Ein Hindurchdiffundieren
von Gas durch den Innenzapfen wird durch die erheblich größere Materialstärke hintangehalten.
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Die erfindungsgemäßen Verschlußkappen können sowohl für kohlensäurehaltige-Getränke,
beispielsweise Bier, Brausen und Limonaden, als auch für stille Getränke, beispielsweise
Fruchtsäfte Verwendung finden.
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Das aus steifelastischem Kunststoff, beispielsweise NiederWruck-Polyäthylen,
bestehende Kappenteil liegt einerseits auf der Stirnfläche des Flaschenhalses auf
und greift andererseits mit einem umlaufenden Ringwulst kraftschlüssig unter den
Wulstrand des Flaschenhalses.
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Die an der Innenseite des Kappenteiles angeordnete Dichtungseinlage
aus weichelastischem Kunststoff, beispielsweise Hochdruck-Polyäthylen, legt sich
mit ihrem Dichtungskragen dichtend an die Innenwand des Flaschenhalses an, sodaß
insgesamt gleichzeitig ein fester Sitz und eine ausgezeichnete Abdichtung erzielt
werden. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, wenn die an der Außenseite des Flaschenhalses
abwärts geführte Ringschürze des Kappenteiles etwas länger ist, als der an der Innenseite
des Flaschenhalses anliegende Dichtungskragen.
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Durch die permanente Verbindung eines Kappenteiles aus steifelastischem
Kunststoff mit einer zweckmäßig noch mit einer umlaufenden Ringfalte versehenen
Dichtungsein lage aus weichelastischem Kunststoff, wird. einerseits unter Vermeidung
von Spannungsrißbildung ein fester SitZ auf dem Flaschenhals und andererseits eine
zuverlässige Abdichtung bei weitgehender Anpassungsfähigkeit an die in der Praxis
auftretenden Toleranzen im Innendurchmesser der Flaschenhälse erzielt.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen: Fig. 1.
einen Querschnitt durch ein Kappenteil, Fig. 2. einen Querschnitt durch eine mit
einer Ausstülpung versehene, scheibenförmige Dichtungseinlage und Fig. 3 einen Querschnitt
durch die auf dem Flaschenhals angebrachte Verschlukape.
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Das in Figur 1 dargestellte Kappenteil 2 aus steifelastischem Kunststoff
besitzt eine den Flaschenhals außen übergreifende Ringschürze 3 mit einem an deren
Innenseite umlaufenden Ringwulst 4 sowie einen zentrischen Innenzapfen 5.
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Die in Figur 2 dargestellte Dichtungseinlage 7 besitzt eine der Form
des Innenzapfens 5 des Kappenteiles 2 angepaßte Ausstülpung 9, eine sich an diese
anschlieBende, flache Ringzone 10, die nach außen in eine im Querschnitt V-förmige
Ringfalte 12 übergeht. Diese trägt ihrerseits den Dichtungskragen 11, dessen Au-3enfläche
sich an die Innenwand des Flaschenhalses anlegt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Dichtungseinlage 7 unter
Aufschieben ihrer Ausstülpung 9 auf den Innenzapfen 5 in das Kappenteil 2 eingelegt,
sodaß die Ringzone 10 gegen die Innenfläche des Kappenteiles 2 oder einen zuvor
in diese eingelegten Folienring 8 aus gasundurchlässigem Material zur Anlage kommt.
Nachfolgend wird dann durch Ultraschallbehandlung oder thermische Verformung der
Innenzapfen 5 zusammen mit dem Material der Ausstülpung 9 radial ausrts verformt
und gegen die Unterseite der Ringzone 70 der Dichtungxeinlage 7 angedrückt. Hierdurch
wird am Innenzapfen 5 ein radial auswärts vorspringender Randflansch 6 gebildet.
Das weichere Material der Ausstülpung 9 wird dabei im wesentlichen
vor
dem ebenfalls verformten Material des Innenzapfens 5 her nach außen gedrückt, sodaß
die entstehende Unterfläche des Innenzapfens im wesentlichen aus dem steifelastischem
Material des Kappenteiles besteht.
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Die so erhaltene Verschlußkappe ist in Figur 3 in ihrer auf den Flaschenhals
13 aufgesetzten Stellung gezeigt.
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Durch den permanent gegen die Unterseite der Ringzone 10 der Dichtungseinlage
7 anliegenden Randflansch 6 wird -die Dichtungseinlage 7 unlösbar mit dem Kappenteil
2 verbunden, sodaß sie auch beim Öffnen der Flasche an diesem festgehalten wird.
Die erfindungsgemäßen Verschlußkappen können daher zu einem beliebig häufigen Öffnen
und Widerverschließen der Flasche benutzt werden.
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Das Kappenteil 2 wird aus einem geeigneten, steifelastischem Kunststoffmaterial,
beispielsweise Niederdruck-Polyäthylen oder Polypropylen hergestellt, während die
Dichtungseinlage aus einem geeigneten, weicheren, elastisch verformbaren Kunststoffmaterial,
beispielsweise Hochdruck-Polyäthylen oder Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren oder in
ihren Eigenschaften vergleichbaren Kunststoffen besteht.
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Je nach Intensität und Dauer der Ultraschallbehandlung oder der thermischen
Verformung können die beiden voneinander abweichenden Kunststoffmaterialien mindestens
im Bereich der Unterseite der Ringzone 10 miteinander verschweißt sein. Diese Verschweißung
kann auch den Innenzapfen 5 und, bei Abwesenheit eines Folienringes 8, auch die
Innenfläche des Kappenteiles 2 erfassen.