DE2710704A1 - Deckel und verfahren zum abdichten von behaeltern - Google Patents

Deckel und verfahren zum abdichten von behaeltern

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Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Aosmann Dr. R. Kcenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl Ing. F. Klit.c.sHsen - Or. F. Zumstein jun.
PATENTANWÄLTE TELEFON: SAMMEL-NR. 32 9341
TELEX 939079
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F5O19-K2(Crown)/ YE
JAPAN CROWN CORK CO.,LTD., Tokyo/Japan
Deckel und Verfahren zum Abdichten von Behältern
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Die Erfindung betrifft einen Deckel und ein Verfahren zum Abdichten mittels eines Deckels. Die Erfindung betrifft insbesondere" einen Aufrolldeckel mit einem Belag besonderer Form und ein Verfahren zum Abdichten eines Behälters unter Vervendung des Deckels.
Bei einem herkömmlichen Aufrolldeckel, bestehend aus einem metallischen Deckelblechkörper mit einem kreisförmigen Oberteil und einem Hemd, das sich von der Umfangskante des Oberteils nach unten erstreckt und mit einer verformbaren Schulter sowie mit einem gewindebildenden Abschnitt versehen ist, der Längs des Gewindes des O'f frnmgsteils ein«« Behälters verformbar Ist, .i«>t
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innerhalb des Oberteils des Deckelblechkörpers ein biegsamer Belag vorgesehen, der für gewöhnlich aus einer Papierscheibe oder einem Kunstharz, etwa auf das Oberteil des Decklblechkörpers geklebtes Polyvinylchlorid, oder aus einem Polyvinylchloridsol besteht, das in das Oberteil des Deckelblechkörpers gegossen ist.
Der scheibenförmige Belag hat jedoch den Nachteil, daß seine Produktionskosten aufgrund der geringen Produktivität hoch sind, und daß er dazu neigt, während des Transports und der Abdichtvorgänge vom Deckelblechkörper abzufallen. Andererseits kann der eingegossene Belag (Schleuderbelag) mit hoher Produktivität hergestellt werden. Jedoch bringt das als Material verwendete Polyvinylchlorid aufgrund des Vinylchloridmonomers ein Toxizitätsproblem mit sich, und es ist erwünscht, dessen Verwendung in Deckeln für Lebensmittelbehältern zu vermeiden.
Kürzlich wurde das Augenmerk auf Polyäthylen als Belagmaterial gerichtet, welches das Polyvinylchlorid ersetzen kann. Unglücklicherweise kann das Polyäthylen nicht zur Erzeugung von Eingußbelägen verwendet werden, da es schwierig in ein Sol (kolloidale Lösung) zu verwandeln ist und eine nur geringe Adhäsion am Deckelbleohkörper hat.
Die Erfinder hatten ausgiebig an einem Verfahren gearbeitet, das Polyäthylen als Belagmaterial für Aufrolldeckel verwendet, insbesondere Deckel mit guten Dichtungseigenschaften. Die Arbeit führte zur Feststellung, daß, wenn Polyäthylen zu einem durch einen Formstempel hergestellten Belag vorgeschriebener Gestalt geformt wird, Deckel mit besonders hervorragendem Verhalten erzielt werden können.
Somit ist gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Deckel vorgesehen, bestehend aus einem metallischen Deckelblechkörper mit
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einem kreisförmigen Oberteil und mit einem Hemd, das sich von der ümfangskänte des Oberteils nach unten erstreckt und mit einem gewindebildenden Abschnitt versehen ist, der längs des Gewindes des Öffnungsteils eines Behälters verformbar ist, und bestehend aus einem innerhalb des Oberteils des Deckelblechkörpers vorgesehenen Belag. Dieser Belag weist auf: einen ring-? förmigen Vorsprung, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig größer als der Außendurchmesser der Dichtfläche der öffnung eines abzudichtenden Behälters ist, eine senkrechte Innenwand, die innig an der Umfangsdichtflache der Behälteröffnung haften kann, und eine äußere Seitenwand, die aufrecht im Abstand von der inneren Umfangsfläche des Hemds angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt einer Ausführungsform des Deckels nach der Erfindung;
Fig. 2 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Deckels nach der Erfindung;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt des Oberteils des Deckels nach der Erfindung;
Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt des ringförmigen Vorsprungs und die Umgebung des Belags des Deckels der Erfindung.
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt einer weiteren AusfUhrungsform des ringförmigen Vorsprungs und die Umgebung des Belags des Deckels der Erfindung.
Grundsätzlich umfaßt die Kappe oder der Deckel der Erfindung zwei Arten, nämlich als erste einen Aufrolldeckel, bestehend aus (a) einem metallischen Deckelblechkörper 1 mit einem kreisförmigen Oberteil 2, mit einem Hemd 6, das eich von der Ümfangskänte des Oberteils 2 nach unten erstreckt und mit einem gewindebildenden Abschnitt 4 versehen ist, der länge dee
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Gewindes 12 des Öffnungsabschnitts 11 eines Behälters, etwa einer Flasche 10, verformbar ist, und mit einem umgebördelten Abschnitt 5 an der unteren Kante, wobei ferner vorzugsweise eine verformbare Schulter 3 vorgesehen ist, und bestehend aus (b) einem biegsamen Belag 7 innerhalb des Oberteils 2 des Deckelblechkörpers 1, vergleiche Fig. 1. Die zweite Deckelart ist ein aufgerollter abschraubsicherer Deckel, bestehend aus (a) einem metallischen Deckelblechkörper 1 mit einem kreisförmigen Oberteil 2, mit einem Hemd 6, das sich von der Umfangskante des Oberteils 2 nach unten erstreckt und mit einem gewindebildenden Abschnitt 4 versehen ist, der längs dem Gewinde 12 des Öffnungsabschnitts 11 eines abzudichtenden Behälters 10 verformbar ist, und mit einem Ring 9» der einstückig mit der unteren Endkante des Hemds 6 durch mehrere abseherbare . Brücken 8 verbunden ist, wobei ferner vorzugsweise eine verformbare Schulter 3 vorgesehen ist, und bestehend (b) aus einem biegsamen Belag 7, der innerhalb des Oberteils 2 des Deckelblechkörpers 1 vorgesehen ist, vergleiche Fig. 2.
Aluminium ist das weitaus geeignetste Material für den Deckelblechkörper 1. Es können auch andere leicht verformbare Materialarten, etwa ultradünnes Stahlblech, verwendet werden.
Das Hauptmerkmal des Deckels nach der Erfindung liegt in der Gestalt des innerhalb des Oberteils des Deckelblechkörpers vorgesehenen Belags. Gemäß Fig. 3 enthält der im Deckel der Erfindung verwendete Belag 7 einen ringförmigen Vorsprung 15,dessen Innendurchmesser d^etwa gleich den oder geringfügig größer als der Außendurchmesser D^ der Dichtfläche 13 der Öffnung eines abzudichtenden Behälters 10 ist. Dieser Vorsprung 15 enthält eine senkrechte Innenwand 14, die innig am Umfang der Dichtfläche 13 der Behälteröffnung haften kann,und eine Außenwand, die um einen Zwischenraum 17 im Abstand von der inneren Umfangsflache 16 des Hemds angeordnet ist.
Im idealen Fall ist der Innendurchmesser d., des ringförmigen Vor-
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Sprungs 15 gleich dem Außendurchmesser D1 der Dichtfläche 13 der Behälteröffnung. In Betracht der Abweichungen, die beim Gießen des Behälters oder bei der Ausbildxjng des Belags auftreten können, hat der geeignete Innendurchmesser d^ folgenden Wert:
D1 1 -Oi1 ί U1 (mm) = D1' + <<,, + 0,7
worin D1· der genormte Außendurchmesser in mm der Dichtfläche der Behälteröffnung undC^1 die maximale Fertigungsabweichung in mm von D1 · ist.
Der besonders bevorzugte Bereich wird ausgedrückt durch:
V -0Ci - di "V + * 1
Der genormte Außendurchmesser D1· der Dichtfläche des Behälters weicht entsprechend der Behälterart ab. Für gewöhnlich eignen sich genormte Außendurchmesser von 20 bis 70 mm für die Deckel der Erfindung. Gemäß der üblichen allgemeinen Kenntnis der Flaschenherstellungsindustrie liegt die maximale Fertigungsabweichung A^1 des Außendurchmessers im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm.
Es ist wichtig, daß wenigstens ein Teil der Innenwand 14 des ringförmigen Vorsprungs 15 eine senkrechte Fläche ist. Sonst gibt es keine strenge Einschränkung für die Querschnittsform des ringförmigen Vorsprungs 15. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die in Fig. 4 gezeigte Querschnittsform des ringförmigen Vorsprungs 15 für das Dichtungsverhalten besonders zufriedenstellend ist.
In Fig. 4 ist der ringförmige Vorsprung 15 aufrecht und verläuft senkrecht zum Oberteil 2 des Deckelblechkörpers. Es ist erwünscht, daß die Innenwand 14 und die Außenwand 18 im wesentlichen senkrecht zum Oberteil 2 verlaufen. Der Abstand zwischen
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Λ\
der Innenwand 14 und der Außenwand 18, d.h. die Dicke I1 des ringförmigen Vorsprungs 15. ist keiner besonderen Beschränkung unterworfen und kann über einen weiten Bereich verändert werden gemäß z.B. dem Innendurchmesser d^ des ringförmigen Vorsprungs 15» der Art des Deckelblechkörpers, dem Material des_ Belags, der Art des abzudichtenden Behälters und den erforderlichen Dichtungseigenschaften. Der geeignete Abstand beträgt im allgemeinen 0,3 mm = L »1,5 mm, vorzugsweise 0,5 mm «= ι m 1,0 mm.
Die Breite hg der senkrechten Fläche der Innenwand 14 ist nicht kritisch, beträgt Jedoch vorteilhaft wenigstens 0,3 mm. Es besteht keine strenge Beschränkung für die obere Grenze der Breite, die Jedoch 1,0 mm nicht übersteigen sollte. Der bevorzugte Bereich der Breite liegt bei 0,3 bis 0,5 mm
Die Höhe h.. der Außenwand 18 ist keinen besonderen Beschränkungen unterworfen und kann in weitem Umfang verändert werden entsprechend beispielsweise der Art des Deckelblechkörpers, dem Material des Belags und der Art des abzudichtenden Behälters. Die Höhe kann wenigstens gleich h2 seinl
Der obere Abschnitt 19 der Innenwand 14 ist vorzugsweise zur Außenwand 18 geneigt für einen leichten Eingriff mit dem äußeren Ende der Dichtfläche def Behälteröffnung. Er kann insbesondere die Form einer gekrümmten Fläche von geeignetem Durchmesser haben. Darüberhinaus kann die Basis 20 der Innenwand 14 eine gekrümmte Fläche 20 von geeignetem Durchmeser bilden (vergleiche Fig. 4), um z.B. das Haften des inneren Endes der Dichtfläche eines abzudichtenden Behälters zu erhöhen, den ringförmigen Vorsprung 15 zu verstärken und das Formen des Belage zu erleichtern. Es ist auch erwünscht, einen dicken Bodenabschnitt 20* mit etwa dreieckigem Querschnitt vorzusehen, vergleiche Fig. 5 oder 7. Die Breite w<. des Bodens des dicken Bodenabschnitts 20 ist nicht kritisch, kann Jedoch vorteilhaft etwa 0,5 bis 1,3 mm betragen. Die Höhe Iv des Abschnitte 20·
beträgt vorzugsweise 0,2 bis 1,0 mm.
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Somit 1st es üblich, daß die Höhe h1 der Außenwand 18 größer als die Breite h2 der senkrechten Fläche der Innenwand 14 ist. Für gewöhnlich ist die Höhe h., gleich 1,0 bis 2,0 ram, vorzugsweise 1,3 bis 1,7 mm, wenngleich sie auch beispielsweise von der Größe des Deckels und dem Material des Belags abhängt.
Die Basis 20 der Innenwand 14 des ringförmigen Vorsprungs 15 ist mit einem dicken Abschnitt 21 verbunden. Die Breite 1~ des dicken Abschnitts 21 kann etwa gleich der Dicke 1, der Dichtfläche der öffnung eines abzudichtenden Behälters gemacht werden. Die Dicke h, des dicken Abschnitts 21 kann so dick sein, daß sie zur Aufnahme des Dichtungsdrucks in der Deckeldichtung ausreicht. Die Dicke ist Jedoch nicht kritisch und kann gemäß beispielsweise dem Material des Belags verändert werden. Die Dicke beträgt für gewöhnlich 0,3 bis 0,6 mm, vorzugsweise etwa 0,4 bis 0,5 mm.
Die innere Endkante des dicken Abschnitts 21 kann, wie in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie a gezeigt, eine steile Form oder, wie in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie b gezeigt, eine abgeschrägte Form haben und sich an einen Mittelfeldabschnitt 22 des Belags anschließen. Um die Bildung des Belags zu erleichtern, kann auch ein Vorsprung 23 mit etwa dreieckiger Querschnittsform vorgesehen werden.
Es ist andererseits erwünscht, daß der Basisabschnitt 24 der Außenwand 18 des ringförmigen Vorsprungs 15, d.h. der Schnittpunkt zwischen dem ringförmigen Vorsprung und dem Oberteil des Deckelblechkörpers 11, sich im wesentlichen mit der oberen Endkante 25 der Schulter 3 des Deckelblechkörpers 1 deckt, d.h., mit der Anfangsstelle des umgebogenen Abschnitts an der Umfangekante des Oberteils 2. Auf diese Welse wird zwischen der inneren Umfangeflache des Hemds 6 und der Außenwand 18 des ringförmigen Vorsprungs ein geringfügiger Zwischenraum 17 von für gewöhnlich etwa 0,5 bis 1,5 mm Breite gebildet.
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Wie im folgenden zu beschreiben, ist dieser Zwischenraum 17 besonders wichtig bei einer Verformung der Schulter 3 des Deckelblechkörpers 1, um gute Dichtungseigenschaften zu erzielen, und wirkt für ein Erleichtern der Verformung und ein Verhindern einer außergewöhnlichen Verformung des ringförmigen Vorsprungs 15.
Somit schafft die Erfindung einen Deckel mit Überlegenen Dichtungseigenschaften.
Es hat sich herausgestellt, daß die Dichtungseigenschaften des oben beschriebenen Deckels der Erfindung weiter verbessert werden können, wenn der Belag zusätzlich zum oben beschriebenen ringförmigen Vorsprung 15 mit einem weiteren ringförmigen Vorsprung mit etwa dreieckigem Querschnitt versehen wird, dessen Innendurchmesser etwa gleich den oder geringfügig größer als der Innendurchmesser der Dichtfläche der öffnung eines abzudichtenden Behälters 1st und eine geneigte Außenwand enthält, die*an der inneren Umfangskante der Dichtfläche der Behälteröffnung anstoßen kann.
Im folgenden wird dieser zusätzliche ringförmige Vorsprung als innerer ringförmiger Vorsprung bezeichnet, während der oben angegebene ringförmige Vorsprung 15 als äußerer ringförmiger Vorsprung bezeichnet wird, um ihn vom inneren ringförmigen Vorsprung zu unterscheiden.
Somit ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Deckel vorgesehen, bestehend aus einem metallischen Deckelblechkörper mit einem kreisförmigen Oberteil und einem Hemd, das sich von der Umfangskante des Oberteils nach unten erstreckt und mit einem gewindebildenden Abschnitt versehen ist, der längs des Gewindes des Öffnungsteils eines Behälters verformbar ist, und bestehend aus einem innerhalb des Oberteils des Deckelblechkörpers vorgesehenen biegsamen Belags, dadurch gekennzeichnet,
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daß der Belag aufweist: (1) einen äußeren ringförmigen Vorsprung, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig größer als der Außendurchmesser der Dichtefläche der öffnung eines abzudichtenden Behälters ist, eine senkrechte Innenwand, die innig an der ümfangsdichtflache der Behälteröffnung haften kann, eine äußere Seitenwand, die aufrecht im Abstand von der inneren Umfangsflache des Hemds angeordnet ist, und (2) einen etwa dreieckigen inneren ringförmigen Vorsprung, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Dichtfläche der Behälteröffnung ist und eine geneigte Außenwand enthält, die an der inneren Umfangskante der Dichtfläche der Behälteröffnung anstoßen kann.
Der Deckel gemäß diesem weiteren Aspekt wird bezüglich Fig. 6 bis 3 mehr ins einzelne gehend beschrieben.
Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt des oberen Abschnitts des Deckels bei dieser Ausführungsform;
Fig. 7 ist ein vergrößerter Querschnitt der ringförmigen Vorsprünge des Belags im Deckel der obigen Ausführungsform;
Fig. 8 ist ein Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des inneren ringförmigen Vorsprungs;
Fig. 9A und 9B sind Schnitte von Formstempeln, die zum Gießen von Belägen im Deckel der Erfindung verwendet werden können;
Fig. 10 ist ein Querschnitt mit einer Darstellung des Anpaßvorgangs des Deckels der Erfindung auf die Dichtfläche der öffnung eines Behälters.
Gemäß Fig. 6 enthält der beim Deckel dieser Ausführungsform verwendete Belag 7: (1) einen äußeren ringförmigen Vorsprung 15 mit einem Innendurchmesser d^, der etwa gleich dem oder geringfügig größer als der Außendurchraesser D. der Dichtfläche 13 eines abzudichtenden Behälters 10 ist, und enthält (a) eine senkrechte Innenwand 14, die innig an der Umfangsflache des
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Dichtungsteils 13 haften kann, und (b) eine Außenwand 18, die aufrecht und im Abstand von der inneren Umfangsflache 16 des Hemds 6 zur Mitte des Deckels um einen Zwischenraum 17 versetzt angeordnet ist, und (2) einen inneren ringförmigen Vorsprung 26 mit einem Innendurchmesser d2,der etwa gleich den oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser D~ der Dichtfläche 13 des öffnung des Behälters 10 ist, und enthält eine geneigte Außenwand 27, die an der inneren Umfangskante der Dichtfläche 13 anstoßen kann.
Der Aufbau des Süßeren ringförmigen Vorsprungs 15 kann ganz derselbe sein wie der oben als "ringförmigerVorsprung" beschriebene.
Der innere ringförmige Vorsprung 26 weist einen etwa dreieckigen Querschnitt auf und besteht aus der Außenwand 7, die von Ihrem Scheitel 28 auswärts divergierend geneigt ist, und eine Innenwand 29, die im wesentlichen senkrecht ist.
Der Winkel β des Scheitels 28 ist nicht genau festgelegt und kann gemäß z.B. dem Material des Belags verändert werden. Ein zweckmäßiger Winkel beträgt im allgemeinen 30 bis 50°, vor allem etwa 45°. Die Innenwand 29 ist in wünschenswerter Weise senkrecht, kann aber eine gewisse Neigung haben. Der Winkelt zwischen der Innenwand 29 und dem Mittelfeld 22 des Belags kann beispielsweise 900^Jf = 100° betragen.
Vom Standpunkt etwa der Verstärkung und der Formbarkeit des Belags aus gesehen kann gemäß Fig. 8 am Boden der Innenwandfläche ein im Querschnitt dreieckiger Bodenteil 30 vorgesehen werden. Die Breite w, und die Höhe hg des dicken Bodenteils sind nicht kritisch und können gemäß der Höhe des inneren ringförmigen Vorsprungs 26 verändert werden. Im allgemeinen beträgt die Breite w, 0,4 bis 0,7 mm, während die Höhe hg etwas das 1/3- bis 1-fache der Höhe hc des inneren ringförmigen Vorsprungs
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26 beträgt, insbesondere etwa 0,0 bis 1,2 mm.
Der Innendurchmesser dp des inneren ringförmigen Vorsprungs 26, d.h. der Durchmesser des inneren ringförmigen Vorsprunge 26 mit der Lage des Scheitels 28 in Fig. 7 als Norm, wird etwa gleich oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser D2 der Dichtfläche 13 der öffnung eines abzudichtenden Behälters, z.B. einer Flasche, gemacht, so daß die Außenwand 27 des inneren ringförmigen Vorsprungs 26 an der inneren Umfangskante der Dichtfläche 13 anstößt. Somit ist es erwünscht, daß der Innendurchmesser d~ des inneren ringförmigen Vorsprunge 26 bezüglich des Innendurchmessers D2 der Dichtfläche 13 im folgenden Bereich liegt:
D2' -o(2 - 0,6i d2 (mm) i D2' - K 2
wobei D2 1 der genormte Innendurchmesser in mm der Dichtfläche des Behälters und OC2 die maximale Fertigungeabweichung in m von D2 1 ist.
Der besonders bevorzugte Bereich des Innendurchmesser* dp wird ausgedrückt durchs
V " Ä2 - °'3 " d2 * V - α 2·
Der genormte Innendurchmesser D2* der Dichtfliehe weicht gemäß der Art des Behälter« ab. Für gewöhnlich eind aber Innendurchmesser von 17 bif 67 wb für den Deckel der vorliegenden Erfindung zweckmäßig. Die maximale Fertlgungsabweichung OC2 <*·■ Innendurchmessers beträgt 0,4 bie 0,6 mm entsprechend der üblichen allgemeinen Kenntnis der Flasohenheretellungslnduetrle.
Die Höhe he des inneren ringförmigen Vorsprung« 26 kenn etwa gleich der Höhe h^ des äußeren ringförmigen Vorsprungs 15 sein. Die Höhe h? kann s.B. innerhalb des folgendes Bereich« lit* gem .
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Ar
h^ (mm) - 0,3 mm * he (mm) » h^ (mm) +0,5
Die Höhe he ist etwas größer als die Höhe h^ und liegt vorzugsweise im folgenden Bereich:
h1 (mm) · he (mm) = h^ (mm) + 0,2 mm
Die untere Bodenkante 30 der Innenwand 14 des äußeren ringförmigen Vorsprungs 15 kann unmittelbar mit der unteren Bodenkante 31 der Außenwand des inneren ringförmigen Vorsprungs 26 verbunden werden. Sie sind gemäß Fig. 7 vorzugsweise durch einen dicken Abschnitt 32 miteinander verbunden, der die Oberseite der Dichtfläche des Behälters berührt. Die Breite W2 des dicken Abschnitts 32 kann das 1/4- bis 2/5-fache der Dicke 1, der Dichtfläche 13 des abzudichtenden Behälters betragen. Die Dicke h, des dicken Abschnitts 32 kann, wie oben bezüglich des Dickenabschnitts 21 in Fig. 4 beschrieben, so gewählt sein, daß sie zur Aufnahme des Dichtungsdrucks während der Deckelabdichtung ausreicht. Diese Dicke 1st nicht kritisch und kann gemäß dem Material des Belags verändert werden. Sie beträgt für gewöhnlich 0,4 bis 0,8 mm, vorzugsweise etwa 0,5 bis 0,7 mm.
Der Belag mit der vorgeschriebenen Gestalt gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Deckelblechkörper durch irgendein an sich bekanntes Verfahren vorgesehen werden, z.B. durch die Vorrichtung und die Verfahren, die häufig beim Vorsehen von geformten. Belägen auf der Innenfläche des Blechkörpers eines Kronkorkens verwendet werden und z.B. in der GB-PS 1 112 023, der japanischen Patentveröffentlichung No. 19386/73, der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung No. 105689/74 und den US-PS 2 954 585, 3 135 019 und 3 212 131 beschrieben sind. Es können vorteilhaft Formstempel der in Fig. 9A und 9B gezeigten Arten verwendet werden.
Als Material für den Belag wird Polyäthylen am meisten bevorzugt. Es können aber andere Polyolefinharze, etwa Polypro-
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pylen, Gummierten und Polyvinylchlorid, verwendet werden. Das Polyäthylen weist zweckmäßig einen Schmelzindex von 0,5 bis 8,0, insbesondere 2,0 bis 6,0, auf.
Dort, wo ein Polyolefin, etwa Polyäthylen, als Material für den Belag verwendet wird, ist es erwünscht, eine oxidierte Polyäthylen enthaltende Lackschicht auf der Oberfläche des Deckelblechkörpers vorzusehen, auf die der Belag aufgebracht werden soll. Dies dient zur Verbesserung der Adhäsion des Belagmaterials auf der Oberfläche des Deckelblechkörpers. Die Einzelheiten des verwendbaren oxidierten Polyäthylen enthaltenden Lacks sind in den DT-OS 2 504 623 und 2 617 526 angegeben.
Der durch die vorliegende Erfindung vorgesehene Deckel kann in weitem Umfang zum Abdichten verschiedener Behälter, insbesondere eines Flaschenmundstücks, verwendet werden. Er kann als gewöhnlicher Aufrolldeckel verwendet werden und ist von besonderem Nutzen beim Abdichten von Behältern, die hochgradige Dichtungseigenschaften (unter hohen und niedrigen Drücken) erfordern. Der Deckel nach der Erfindung ist insbesondere von Nutzen beim Abdichten mit Hilfe von Aufrolldichtungsmaschinen, die die ringförmige Schulter des Deckels zur Verbesserung der Dichtungseigenschaften verformen können und in den US-PS 3 039 247, 3 303 955 und der GB-PS 957 739 beschrieben sind.
Z.B. wird gemäß Fig. 10, die eine Behälterabdichtung durch den in Fig. 6 bis θ gezeigten Deckel darstellt, der Deckel der vorliegenden Erfindung auf die Dichtfläche 13 eines Behälters 10 aufgesetzt, der an seiner Außenseite ein Gewinde 12 aufweist. Während des Drückens des Oberteils 2 des Deckels durch einen Aufnehmer 34 eines Druckblocks 33 wird die Schulter 3 des Deckels zur Dichtfläche 33 des Behälters hin verformt mittels einer Druckblockhülse 35» die hierdurch den Durchmesser der Schulter 3 vermindert. Gleichzeitig wird der gewindebildende -Abschnitt 4 des Deckels längs des Gewindes 12 des Behälters
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durch eine Gewinderolle verformt. Dieses Vorgehen ergibt einen Deckelverschluß mit hochgradigen Dichtungseigenschaften.
Das spezielle Arbeitsverfahren für die Aufrolldichtungsmaschine 1st allgemein bekannt und wird hier nicht beschrieben.
Der Deckel der vorliegenden Erfindung hat zahlreiche industrielle Vorteile. Z.B. unterliegt der Belag wegen seiner besonderen oben beschriebenen Gestalt während des Abdichtens keinen schweren Bedingungen, sondern haftet vollständig an der Dichtfläche des Behälters zur Erzielung eines hochgradigen Dichtungsverhaltens. Ferner kann ein Kunstharz von verhältnismäßig hoher Härte als Material für den Belag verwendet werden und die Menge an verwendetem Kunstharz etwas das 2/3-fache von derjenigen betragen, die früher in derselben Art von Deckeln verwendet wurde.
Ferner kann die vorliegende Erfindung, abweichend von der Herstellung der herkömmlichen durch Einfließen hergestellten Deckel, stets Deckel mit einem gewissen Belagprofil liefern,und kann das Auftreten von Abdichtungsfehlern, etwa ein schiefes Anbringen des Deckels, ein Zerbrechen des Oberteils, ein zu geringes Einziehen oder ein Brückenbruch, fast vollständig verhindert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verformung der Deckelschulter leicht ausgeführt werden kann, da zwischen dem ringförmigen Vorsprung des Belage und der Umfangewand des Deckels ein Zwischenraum vorhanden ist. Zusätzlich zu den hervorragenden Dlchtungseigenschaften des Deckels der vorliegenden Erfindung weist diese auch den Vorteil auf, daß der Deckel eine hohe Festigkeit gegen verschiedene Arten von Stößen, etwa Falletoß, WKrmeschock oder Vibrationen hat.
Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung weiter.
Beispiel 1 Sine Oberfläche eines Aluminiumblechs Telt.einer Dicke von 0,24 mm
709838/0806
wurde mit einem vinylartigen Schutzlack bedruckt und beschichtet, während die andere Oberfläche mit einem Epoxidanstrlch beschichtet wurde, der oxidiertes Polyäthylen (ein Produkt der Allied Chemical Corporation: durchschnittliches Molekulargewicht 6500, Säurewert 28,0, Sauerstoffgehalt 4,36 Gew.-#) enthielt. Das Aluminiumblech wurde dann durch eine Presse zur Bildung von 26 mm-Deckeln gestanzt, so daß die mit dem Epoxidanstrich beschichtete Oberfläche die Innenfläche wurde. Die Deckel wurden mit einer Rändelung versehen und durchlöchert. Unter Verwendung einer Naschine zur Herstellung des Deckelbelags wurde in die auf 110cC vorerhitzten Deckelblechkörper 240 mg Hochdruckpolyäthylen (Dichte 0,92, Schmelzindex 4,5) bei 1700C geschmolzen eingebracht und wurde durch einen Formstempel der in Fig. 9A gezeigten Art zu der in Fig. 3 gezeigten Gestalt geformt.
Der resultierende Polyäthylenbelag hatte die Gestalt der folgenden Angaben:
Innendurchmesser d. des ringförmigen Vorsprungs: 24,4 mm Dicke I^ des ringförmigen Vorsprungs: 0,5 am Breite h2 der senkrechten Fläche der Innenwand des ringförmigen Vorsprungst 0,3 im
Höhe h,. der Außenwand des ringfömigen Vorsprungs: 1,5 mi
Krümmungsradius R des Oberteils der Innenwandt 0,4 wn Krümmungsradius R der unteren Basis
der Innenwandt 0,8 mi
Breit· I2 des dicken Abschnittst 2,65 am Dicke h« des dicken Abschnittst 0,4 mi
Dicke des Mittelfeldst 0,16 Mi
Di· Dlchtungs«lg«nschaft«n dtr auf dies· W«ls· erhaltenen D«ck«l wurden durch die folgenden Verfahren g«t«st«t. Dl· g*bnl»s· sind In Tab·!!· I darg«st«llt.
709838/0101
1) Dauerdruckhaitetest
(a) Wärmebehandlungsverfahren bei 45°C (gemäß JIS S-9017)
Eine wrgeschriebene Flasche (mit einem Kaliber von 24,1 mm) wurde mit dem Probedeckel in der in Fig. 10 erläuterten Weise abgedichtet. Der DPuck innerhalb der Flasche nach dem Verdeckein wurde durch Schwefelsäure und Natriumhydrocarbonat auf 4 Volumen eingestellt. Die Flasche wurde, zur Stabilisierung des Innendrucks bei Raumtemperatur einige Stunden stehengelassen. Die Flasche wurde dann in einen auf einer konstanten Temperatur von 450C gehaltenen Behälter getaucht und 1 Std. lang erhitzt. Während dieser Zeit wurden die Gasleckverluste der Flasche beobachtet. 1 Std. später wurde die Flasche aus dem Behälter herausgenommen und die Flüssigkeit in der Flasche auf 250C abgekühlt. Die in diesem Augenblick herrschende^ Innendruck wurde durch ein Druckmeßgerät gemessen und ausgewertet.
(b) Wärmebehandlungsverfahren bei 7O°C
Das Testverfahren von (a) wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die Wärmebehandlungstemperatur auf 700C geändert wurde.
2) Beobachtung des abgedichteten Zustande
Nach dem Verdeckein wurde der Zustand des schrägen Verdeckeins, des Brechens des Oberteils, des zu geringen Einziehens und der Brückenbildung visuell beobachtet und die Anzahl jedes dieser aufgetretenen Fehler gezählt.
709838/0806
Tabelle I
Testbedingungen ■ Innendruck (VoI) Deckel der Erfindung • 700C. O O O O Polyvinylchlorid- Ein-
fließäeckel (Vergleich) '		 70°C.
Dauerdruck-
hal-tetest
ι 		4r0
3r9
3,8
* ■
■ · ■ :		 650C 81
18,
1·
•
•
•
0		 65°C. 78
20
• ι
• i
• 0
1
abgedich
teter
Zustand		 Durchschnitt (VoI) 92
6
•
0		 3f98 88
11
1
*
•
•
0		 3-97
schräges Verdeckein
O.berteilbruch
zu geringes Einziehen
Brückenbruch		 3.99 3,98 0
0 .
ο ■ :
8
Dle Ziffern beziehen sich auf die Zahl je 100 Deckeln
Beispiel 2
Eine Oberfläche eines Aluminiumblechs mit einer Dicke von 0,24mm wurde mit einem vinylartigen Schutzlack bedruckt und beschichtet, während die andere Fläche mit einem Epoxidanstrich beschichtet wurde, der oxidiertes Polyäthylen (ein Produkt der Allied Chemical Corporation, durchschnittliches Molekulargewicht 6500, Säurewert 28,0, Sauerstoffgehalt 4,36 Gew.-#) enthielt. Das Aluminiumblech wurde dann durch eine Presse zur Bildung von 26 »B-Deckeln so gestanzt, daß die mit dem Epoxidanetrich beschichtete Oberfläche die Innenfläche wurde. Die Deckel wurden dann mit einer Rändelung versehen und durchlöchert. Unter Verwendung einer Naschine zum Aufbringen eines Deckelbelags wurde in die auf 1100C vorerhitzten Deckelblechkörper 240 mg Hochdruckpolyäthylen (Dichte 0,92, Schmelzindex 4,5) bei 1700C geschmolzen eingebracht und unter Verwendung eines Formstempels der in Fig. 9D gezeigten Art zu der in Fig. 7 gezeigten Gestalt geformt.
Der auf diese Weise gebildete Polyäthylenbelag hatte die Gestalt der folgenden Angaben:
Innendurchmesser d* des Mußeren ringförmigen Vorsprung«t 24,2 mm
Dicke I1 des äußeren ringförmigen
Vorsprung!t 0,9 mm
Höhe des dicken Bodenabschnitts des
äußeren ringförmigen Vorsprunget 0,4 mm
Höhe h2 der senkrechten Fläche dar Innenwand des äußeren ringförmigen Vorsprunget 0,4 mm
Höhe h1 dar Außenwand des äußeren
ringförmigen Vorsprung«ι 1,4 mn
Krümmungsradius R *·■ ObartalX* dar Innenwand des äußeren ringförmigen
Vor sprung« t 0,2 we
Ir·it· W1 der Bodenfläch· das diokan Bodenabachnitts des äußeren ringförmigen Vorsprangst 0,9 mm
709838/0800
Dicke h, des dicken Abschnitts: 0,6 mm <*es dicken Abschnitts: 0,6 mm
innendurchmesser d2 des inneren
ringförmigen Vorsprungs: 18,0 mm
Höhe he des inneren ringförmigen
Vorsprungs: 1,55 nun
Winkel ß des Scheitels des inneren
ringförmigen Vorsprungs: 45°
Dicke des Mittelfeldabschnitts: 0,10 mm
Die Deckel wurden in derselben Weise wie im Beispiel 1 auf Dichtungseigenschaften getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle II dargestellt.
709838/0101
Tabelle II
O OO O
Testbedingungen . · Innendruck (VoI)· Deckel der Erfindung 70°C. O OO O Polyvinylchlorid-Einfließ
deckel (Vergleich) } 		70°C; O
O
4
6 . ·
Dauerdruck-
• haltetest 		4,0 . t-
3,9
3,8
• ■ ' ■
•
3,4 		65°c. 83 .
14
3
•
•
■ ο		 65°c. 72
23
5
•
•
•
1
abge-
■ dichteter
Zustand		 Durchschnitt .(VoI) 95 .
3
• 2 ·
•
•
•
0		 3,97 88
9
3
•
•
9
O		 ,3,91
schräges Verdeckein
Oberteilbruch
- zu geringes Einziehen-
Brückenbruch 		3,99 3,98
Anmerkung; Die Ziffern beziehen sich auf die Zahl Je 100 Deckeln
Die in Beispiel 2 hergestellten Deckel wurden auch durch die folgenden Tests ausgewertet.
A) Falltest
50 Probeflaschen, die verdeckelt waren und deren Innendruck in derselben Weise wie beim Beispiel 1 auf 4 Volumen eingestellt war, wurden in einen Karton gepackt und aus einer Höhe von 30 cm fünfmal auf einen Betonboden fallengelassen. Die Proben wurden dann bezüglich Gasleckverlust geprüft. Es hat sich herausgestellt, daß keine der Probeflaschen einen Gasleckverlust aufwies.
B) Wärmeschocktest
Probeflaschen, die verdeckelt waren und deren Innendruck in derselben Weise wie beim Beispiel 1 auf 4 Volumen eingestellt war, wurden 30 Minuten lang bei 50C und dann 30 Minuten lang bei 500C stehengelassen. Dieses Vorgehen wurde zweimal wiederholt und die Proben auf Gasleckverlust geprüft. Es hat sich herausgestellt, daß keine der Probeflaschen einen Gasleckverlust aufwies.
C) Vibrations te s t
50 Probeflaschen, die verdeckelt waren und deren Innendruck in derselben Weise wie beim Beispiel 1 auf 4 Volumen eingestellt war, wurden in einen Karton gepackt und, während die Flaschen aufrechtgehalten wurden, 30 Minuten lang einer Schwingung mit einer Amplitude von 3 mm und einer Frequenz von 1 080 Schwingungen je Minute unterworfen. Die Flaschen wurden dann auf Gasleckverlust geprüft. Es hat sich herausgestellt, daß keine der Probeflaschen einen Gasleckverlust aufwies.
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Claims (19)

  1. Patentansprüche
    Deckel, bestehend aus einem metallischen Deckelblechkörper mit einem kreisförmigen Oberteil und einem Hemd, das sich von der Umfangskante des Oberteils nach unten erstreckt und mit einem gewindebildenden Abschnitt versehen ist, der längs des Gewindes des Öffnungsteils eines Behälters verformbar ist, und bestehend aus einem innerhalb des Oberteils des Deckelblechkörpers vorgesehenen biegsamen Belag, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aufweist: einen ringförmigen Vorsprung, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig größer als der Außendurchmesser.der Dichtfläche der öffnung eines abzudichtenden Behälters ist, eine senkrechte Innenwand, die innig an der Umfangsdichtfläche der Behälteröffnung haften kann, und eine äußere Seitenwand, die aufrecht im Abstand von der inneren Umfangsfläche des Hemds angeordnet ist.
  2. 2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelblechkörper eine verformbare Schulter aufweist.
  3. 3. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aus Polyäthylen hergestellt ist.
  4. 4. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d^) des ringförmigen Vorsprungs in folgendem Bereich liegt:
    D1 1 -^1 - U1 (mm) = D«,1 +.Y1 + 0,7,
    wobei D^1 der genormte Außendurchmesser (rom) der Dichtfläche der BehälternffnuriR ist, während > ., die maximale
    ν (, i ; . i..-;fiö
    ORIGINAL INSPECTED
    Fertigungsabweichung (mm) von D1' ist.
  5. 5. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d^) des ringförmigen VorSprungs in folgendem Bereich liegt:
    wobei Oa ' der genormte Außendurchmesser (mm) der Dichtfläche der Behälteröffnung ist, während oCa die maximale Fertigungsabweichung von D..' ist.
  6. 6. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genormte Außendurchmessr (D1·) der Dichtfläche der Behälteröffnung 20 bis 70 mm beträgt.
  7. 7. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag einen weiteren ringförmigen Vorsprung mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt enthält, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Dichtfläche der Behälteröffnung ist und eine geneigte Außenwand enthält, die an der inneren Umfangskante der Dichtfläche der Behälteröffnung anstoßen kann.
  8. 8. Deckel, bestehend aus einem metallischen Deckelblechkörper mit einem kreisförmigen Oberteil und einem sich von der Umfangskante des Oberteils nach unten erstreckt und mit einem gewindebildenden Abschnitt versehen ist, der längs des Gewindes des Öffnungsteils eines Behälters verformbar ist, und bestehend aus einem innerhalb des Oberteils des Deckelblechkörpers vorgesehenen biegsamen Belag, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aufweist: (1) einen äußeren ringförmigen Vorsprung, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig größer als der -ü !·■.■■!. '-\·; .".·· r '!'Ί ■ I! i ι. i f I '■), \\< ■ . !■ r ί Ί Γ fri ■■■!." in;;
    271070A
    dichtenden Behälters ist, eine senkrechte Innenwand, die innig an der Umfangsdichtfläche der Behälteröffnung haften kann, eine äußere Seitenwand, die aufrecht im Abstand von der inneren Umfangsflache des Hemds angeordnet ist, und (2) einen etwa dreieckigen inneren ringförmigen Vorsprung, dessen Innendurchmesser etwa gleich dem oder geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Dichtfläche der Behälteröffnung ist und der eine geneigte Außenwand enthält, die an der inneren Umfangskante der Dichtfläche der Behälteröffnung anstoßen kann.
  9. 9. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckelblechkörper eine verformbare Schulter aufweist.
  10. 10. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Belag aus Polyäthylen hergestellt ist.
  11. 11. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser Cd1) des ringförmigen Vorsprungs in folgendem Bereich liegt:
    D1 1 -OC1 = U1 (mm) = D1' + <Y ., + 0,7,
    wobei D1 1 der genormte Außendurchmesser (mm) der Dichtfläche der Behälteröffnung ist, während (X1 die maximale Fertigungsabweichung (mm) von D1 f ist.
  12. 12. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d1) des ringförmigen Vorsprungs in folgendem Bereich liegt:
    D1 · - Ol1 ^d1 = D1' + CsC1 ,
    wobei D1· der genormte Außendurchmesser (mm) der Dichtfläche der Behälteröffnung ist, während C^1 die maximale Fertigungsabweichung von D1· ist.
    709838/0806
  13. 13. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitel des inneren ringförmigen Vorsprungs im Bereich von 30 bis 50° liegt.
  14. 14. Deckel nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel des Scheitels des inneren ringförmigen Vorsprungs etwa 45° beträgt.
  15. 15. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d2) des inneren ringförmigen Vorsprungs in folgendem Bereich liegt:
    D2 1 - :x2 - 0,6 = d2 (mm) « D2 1 - CX2,
    wobei D2 1 der genormte Innendurchmesser (mm) der Dichtfläche der Behälteröffnung ist, während OC2 die maximale Fertigungsabweichung (mm) von D2 1 ist.
  16. 16. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (d2) des inneren ringförmigen Vorsprungs in folgendem Bereich liegt:
    D2 1 - QC 2 - 0,3 = d2 = D2* - OC2*
    wobei D2 1 der genormte Durchmesser (mm) der Dichtfläche der Behälteröffnung ist, während OC2 die maximale Fertigungsabweichung (mm) von D2 1 ist.
  17. 17. Deckel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere ringförmige Vorsprung etwa dieselbe Höhe wie der innere ringförmige Vorsprung hat.
  18. 18. Verfahren zum Abdichten von Behältern, gekennzeichnet durch Aufpassen des Deckels nach Anspruch 1 auf den Öffnungsabschnitt eines Behälters mit einem Außengewinde, durch Verformen der Schulter des Deckels zum Dichtungsende
    709838/0806
    der Behälteröffnung hin, während das Oberteil des Deckels mit Druck beaufschlagt wird, wodurch der Durchmesser der Schulter verringert wird, und durch Verformen des gewindebildenden Teils des Deckels zum Gewinde der Behälteröffnung hin.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch Aufpassen des Deckels nach Anspruch 8 auf den Öffnungsabschnitt eines Behälters mit einem Außengewinde, durch Verformen der Schulter des Deckels zum Dichtungsende der Behälteröffnung hin, während das Oberteil des Deckels mit Druck beaufschlagt wird, wodurch der Durchmesser der Schulter verringert wird, und durch Verformen des gewindebildenden Teils des Deckels zum Gewinde der Behälteröffnung hin.
    7 0 0 8 i 8 / 0 8 0 6
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