DE3828947C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Siegelkopf für die Platinenversie­ gelung des Mündungsbereichs von Gefäßen, insbesondere einen vier- oder mehreckigen Mündungsrand aufweisenden Glasgefäßen, der mittels eines Stempels auf und ab bewegbar ist, eine mit dem Mündungsrand der Gefäße in Kontakt gelangende, im wesentlichen in einer horizontalen Ebene verlaufende nachgiebige Siegelzone aufweist und Heizelemente besitzt.

Glasgefäße mit einem vier- oder mehreckigen Mündungsrand, wie beispielsweise sogenannte Würfelgläser, weisen material- und herstellungsbedingt in aller Regel Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich ihrer Geometrie auf. Dabei handelt es sich insbesondere um Höhen­ unterschiede im Mündungsbereich, mangelnde Planheit der Siegel­ fläche des Mündungsrandes und Einfall der Mündungsflächen im Eckradienbereich sowie teilweise auch im Flankenbereich. Dies bereitet Schwierigkeiten bei der Versiegelung des Mündungsbereichs von derartigen Glasgefäßen.

Die DE-OS 27 54 216 zeigt bereits einen Siegelkopf der eingangs genannten Art, der bei entsprechender Ausbildung auch für die Versiegelung des Mündungsbereichs von Glasgefäßen mit vier- oder mehreckigem Mündungsrand geeignet ist. Der Grundkörper dieses Siegelkopfes ist an seiner den zu versiegelnden Gefäßen zugekehrten Stirnfläche mit einer der Gestalt und den Abmessungen des Mündungsrandes dieser Gefäße angepaßten sowie durch eine elastische Folie abgedeckten Nut versehen, in welcher sich ein Hydraulik-Medium befindet. Bei dem Versiegelungsvorgang gelangen die zu versiegelnden Gefäße im Bereich der Nut des Versiegelungs­ kopfes mit ihrem Mündungsrand gegen die diesen abdeckende elastische Folie zur Anlage. Dabei paßt sich die Folie der Geometrie des Mündungsrandes der Gefäße an. Zur Erzeugung der für den Versiege­ lungsvorgang erforderlichen Wärme ist bei dem bekannten Siegelkopf entweder eine Gesamterwärmung desselben oder eine Erwärmung seiner Siegelzone vorgesehen. Um eine Erwärmung der Siegelzone zu erreichen, sind in dem Grundkörper des Siegelkopfes oberhalb der Siegelzone und daher dessen das Hydraulik-Medium enthaltende Nut umgebend Heizelemente angeordnet.

Bei dem bekannten Siegelkopf ist die Anordnung der Heizelemente oberhalb der Siegelzone von Nachteil. Infolgedessen muß bei diesem nämlich die für die Versiegelung erforderliche Wärme sowohl das Hydraulik-Medium als auch die elastische Abdeckfolie durchdringen, um zu der Siegelzone zu gelangen, was erhebliche Wärmeverluste zur Folge hat. Ferner sind infolge der Nut des Grundkörpers des Siegelkopfes, der Füllung derselben mit einem Hydraulik-Medium und der notwendigen Abdeckung der Nut durch die elastische Folie die Mittel zur Anpassung an die Geometrie des Mündungsrandes der zu versiegelnden Gefäße recht aufwendig und störungsanfällig.

Aufgrund der DE-AS 14 61 989 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Verschließen eines Verpackungsbehälters mit nach außen ragendem Bund, der an seiner Oberseite eine ebene Auflagefläche aus Kunst­ stoff bildet, mittels einer unter Wärmeeinwirkung schrumpfenden Folie aus Kunststoff bekannt. Diese Vorrichtung hat eine den Innenrand des Behälterbundes nach außen überragende Andrückplatte, die bis zur Anlage unter Druck auf die Auflagefläche absenkbar ist. Ferner ist sie mit einem beheizbaren Ring ausgerüstet, der über den Außenrand des Behälterbundes paßt und nach dem Aufliegen der Andrückplatte auf der Auflagefläche nach unten verschiebbar ist. Bei einer entsprechenden Verschiebung des beheizten Ringes kommt ein mit diesem verbundener ebenfalls beheizter Schweißring auf den Behälterbund sowie die auf diesem liegende Folie zur Auflage und bewirkt damit eine Verschweißung derselben.

Bei der in Frage stehenden Vorrichtung sind die beiden genannten Ringe an einem diese umgebenden weiteren Ring befestigt. In diesem weiteren Ring befinden sich Heizelemente. Die Anordnung der Heizelemente ist dabei derart, daß sie die Siegelzone mit Abstand ringartig umgeben und sich dabei in einer dicht oberhalb derselben liegenden Ebene befinden. Infolgedessen läßt auch bei dieser Vorrichtung die Wärmezufuhr zu der Siegelzone noch zu wünschen übrig. Abgesehen davon weist die Vorrichtung keinerlei Mittel auf, um eine Anpassung an Unregelmäßigkeiten hinsichtlich der Gestalt des Bundes der zu verschließenden Behälter zu bewirken. Infolgedessen ist sie zur Platinenversiegelung des Mündungsbereichs von Glasgefäßen nicht geeignet.

Schließlich zeigt das DE-GM 18 96 432 eine Siegelvorrichtung zum Aufbringen von Aufdrückdeckeln auf den Wandkörper von Packun­ gen, wobei die Aufdrückdeckel und/oder der Wandkörper mindestens an den zu versiegelnden Stellen mit einem thermoplastischen Überzug versehen sind und die Aufdrückdeckel den Rand des Wand­ körpers mit einem Wulst von innen nach außen umfassen. Die Siegel­ vorrichtung weist eine die Siegelung bewirkende Druckplatte auf. An ihrer unteren der zu versiegelnden Packung zugewandten Fläche besitzt die Druckplatte eine Gestaltung, die der Oberflächen­ gestalt der aufzubringenden Aufdrückdeckel entspricht. Dement­ sprechend hat die Druckplatte dort eine zur Aufnahme des Deckel­ wulstes dienende Nut. Diese Nut umschließend ist in der Grundplatte ein Heizkörper angeordnet, durch den bei dem Versiegelungsvor­ gang dem Deckelwulst und dem oberen Rand des Wandkörpers der Packungen Wärme zugeführt wird.

Wenn sich bei dieser Siegelvorrichtung während des Versiegelungs­ vorgangs der Heizkörper auch teilweise unter dem oberen Bereich des Deckelwulstes sowie der Oberkante des Wandkörpers der Packungen befindet, so ist bei derselben die Wärmezufuhr zu der Siegelzone doch noch nicht optimal, und zwar vor allem, da die Wärme hierzu Teile der Druckplatte sowie den Deckelwulst durchdringen muß. Außerdem weist diese Vorrichtung keine Mittel auf, um Unregel­ mäßigkeiten bezüglich der Gestalt des Deckelwulstes und der Oberkante des Wandkörpers auszugleichen. Zur Platinenversiege­ lung des Mündungsbereichs von Glasgefäßen ist die Vorrichtung daher auch nicht geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Siegelkopf der eingangs genannten Art mit elastischer Siegelzone zu schaffen, bei welchem der Wärmetransport von den Heizelementen zu der mit dem Mündungsbereich der zu versiegelnden Gefäße in Kontakt gelangenden Fläche der Siegelzone möglichst ungehindert erfolgen kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Siegelkopf der in Frage stehenden Art in vor, daß dessen Heiz­ elemente unterhalb der Ebene der Siegelzone angeordnet sind. Hierdurch wird erreicht, daß die von den Heizelementen erzeugte Wärme nicht von oben nach unten die Siegelzone durchdringen muß, sondern durch Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Wärmekonvektion nahezu ohne Verlust unmittelbar dorthin gelangen kann, wo sie benötigt wird, nämlich der Unterseite der Siegelzone, wo der mit einer Platine versehene Mündungsrand der Gefäße mit Teilen derselben in Kontakt gelangt. Infolgedessen reicht die dorthin gelangende Wärme auch aus, und zwar ohne Überhitzung des Versiegelungskopfes, um eine dichte Versiegelung des Mündungs­ bereichs von Glasgefäßen mit ungleichmäßiger Geometrie zu be­ werkstelligen.

Weitere vorteilhafte Merkmale des neuen Siegelkopfes sind in den Unteransprüchen beansprucht. Durch diese Merkmale, soweit sie die spezielle Anordnung der Heizelemente und die Ausbildung des diese enthaltenden Unterteils des Siegelkopfes betreffen, ergibt sich eine besonders gute Wärmezufuhr zu dem Raum unterhalb der Siegelzone. Andererseits wird durch die Merkmale, welche die Anordnung und den Aufbau der Siegelzone sowie die Verbindung des Ober- und Unterteils des Siegelkopfes betreffen, vor allem erreicht, daß die notwendige Anpassungsfähigkeit an Unterschiede hinsichtlich der Geometrie der zu versiegelnden Gefäße gegeben ist.

In den Zeichnungen sind ein zu versiegelndes Gefäß, ein versiegel­ tes Gefäß sowie ein Siegelkopf gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. 1 ein zu versiegelndes Würfelglas mit vierecki­ gem Mündungsrand in schaubildlicher Darstel­ lung,

Fig. 2 ein Würfelglas entsprechend Fig. 1 mit versiegeltem Mündungsbereich in schaubildli­ cher Ansicht,

Fig. 3 einen Siegelkopf sowie ein von diesem zu versiegelndes Würfelglas gemäß den Fig. 1 und 2, teils im Längsschnitt und teils in Seitenansicht, und

Fig. 4 den Unterteil des Siegelkopfes, teils in Querschnittsansicht und teils in Ansicht von unten, gemäß der Linie A-B der Fig. 3.

Das in den Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnungen dargestellte Würfelglas 11 besitzt kubische Gestalt und weist an seinem oberen Ende im Anschluß an eine Einschnürung 12 einen vierecki­ gen Mündungsrand 13 auf. Der Mündungsrand 13 hat eine obere im wesentlichen ebene Siegelfläche 14, die für die Versie­ gelung des Mündungsbereichs des Würfelglases 11 mit einer in den Zeichnungen nicht dargestellten dünnen Schicht eines Versiegelungsmediums versehen ist.

Zur Versiegelung des Mündungsbereichs des Würfelglases 11 dient eine entsprechend bemessene Aluminiumplatine 15. Diese ist an ihrer gegen den Mündungsrand 13 des Würfelglases 11 zur Anlage kommenden Unterseite ebenfalls mit einer dünnen Schicht eines Siegelmediums versehen.

Bei dem Versiegelungsvorgang findet unter der Einwirkung des von dem Siegelkopf 11 ausgeübten Druckes sowie der von diesem erzeugten Wärme eine dichte Verbindung der Platine 15 mit dem Mündungsrand 13 des Würfelglases 11 statt, und zwar mit Hilfe der an der Siegelfläche 14 des Mündungsrandes 13 sowie der Unterseite der Platine 15 vorgesehenen dünnen Siegelmedienschichten.

Die Versiegelung des Würfelglases 11 erfolgt zu einem Zeitpunkt, in dem sich dessen in der Zeichnung nicht dargestellter Inhalt noch in heißem Zustand befindet. Die spätere Abkühlung des Inhaltes des Glases hat zur Folge, daß sich das Volumen der zwischen der oberen Fläche des Glasinhalts und der unteren Seite der Platine 15 befindlichen Luft verringert und daß sich hierdurch die Platine wie in Fig. 2 durch die Linie 16 angedeutet nach unten wölbt.

Um das Würfelglas 11 zwecks Entnahme seines Inhalts zu öffnen, ist die Platine 15 an zwei gegenüberliegenden Ecken mit je einer Zunge 17 versehen. Mittels dieser Zungen 17 kann die Platine 15 von dem Mündungsrand 13 des Würfelglases 11 abgezogen werden.

Der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Siegelkopf besitzt ein plattenförmiges Oberteil 18 sowie ein ringartiges Unter­ teil 19. Sowohl das Oberteil 18 als auch das Unterteil 19 des Siegelkopfes bestehen aus Messing.

Zur Auf- und Abbewegung des Siegelkopfes dient ein Stempel 20, der sich von dem Kolben eines nicht dargestellten Druckluftzy­ linders nach unten erstreckt. Zur Verbindung des Siegelkopfes mit dem Stempel 20 ist an der oberen Fläche 21 des Siegelkopfoberteils 18 mittels Stiftschrauben 22 ein Käfig 23 befestigt. Dieser Käfig 23 weist in seiner oberen Wandung 24 eine mittlere kreisförmige Öffnung 25 auf. In die Öffnung 25 erstreckt sich von unten der obere Teil 26 a einer Büchse 26, der einen etwas geringeren Durchmesser als die Öffnung 25 hat. Der untere Teil 26 b der Büchse 26 weist dagegen größeren Durchmesser als die Öffnung 25 auf. Zwischen der Büchse 26 und der oberen Fläche 21 des Siegelkopfoberteils 18 ist eine Druckfeder 27 vorgesehen. Mittels dieser Druckfeder 27 wird der untere Teil 26 b der Büchse 26 ständig gegen die untere Fläche der oberen Käfigwandung 24 gedrückt.

Der Stempel 20 ist mit seinem unteren Ende durch die Büchse 26 geführt und mittels einer Befestigungsschraube 28 mit dieser verbunden. Das untere Ende des Stempels 20 besitzt eine kugelkalottenartige Abrundung 29 und lagert gegen eine Hartme­ tallscheibe 30, die in der oberen Fläche 21 des Siegel­ kopfoberteils 18 eingebettet ist. Die Anordnung und Ausbildung des Stempels 20 sowie der Büchse 26 und Feder 27 ermöglichen es, daß der Siegelkopf mit Bezug auf den Stempel 20 Relativbe­ wegungen ausführt, um sich bei dem Versiegelungsvorgang Ungleichmäßigkeiten hinsichtlich der Geometrie der zu versie­ gelnden Würfelgläser 11 anzupassen. Bei derartigen Relativbewe­ gungen findet eine Verschiebung der oberen Käfigwandung 24 mit Bezug auf die Büchse 26 statt.

Zwischen dem Oberteil 18 und Unterteil 19 des Siegelkopfes sind die dessen Siegelzone bildenden Bestandteile angeordnet. Dabei handelt es sich um ein unteres Kupfergewebe 31, eine mittlere Schicht 32 aus Polytetrafluoräthylen (Teflon) sowie eine obere aus Polymermaterial bestehende Scheibe 33. Bei dem Versiegelungsvorgang findet eine Beheizung des Kupfergewebes 31 statt, welches mit der Platine 15 der Würfel­ gläser 11 in Kontakt gelangt. Die Schicht 32 dient dazu, die durch die Beheizung erzeugte Wärme nach oben hin abzuschirmen, und zwar um zu erreichen, daß ein möglichst geringer Teil derselben zu der Scheibe 33 gelangt. Infolge der Eigenschaften von Polymermaterial wird durch die Scheibe 33 die erforderliche Nachgiebigkeit der Bestandteile der Siegelzone zwecks Anpassung an Unebenheiten des Mündungsrandes 13 der Würfelgläser 11 erreicht.

An seiner unteren Fläche 34 ist das Siegelkopfoberteil 18 mit einem mittleren zylindrischen Vorsprung 35 versehen. Die Scheibe 33 und Schicht 32 sind diesen Vorsprung umgebend angeordnet und weisen hierzu entsprechende mittlere Ausnehmungen auf. Im Bereich des Vorsprungs 35 ist in dem Siegelkopfober­ teil 18 eine Gewindebohrung 36 mit einer Einsenkung vorgesehen. Diese Gewindebohrung 36 dient zur Aufnahme einer Senkkopfschraube 37, von welcher der Mittelteil des Kupfergewe­ bes 31 eingespannt wird. Hierzu erstreckt sich die Senkkopf­ schraube 37 durch eine in dem Kupfergewebe 31 befindliche Öffnung 38 und spannt infolgedessen den die Öffnung 38 umgebenden Teil des Kupfergewebes 31 in dem Raum zwischen ihrem Kopf und der Einsenkung der Gewindebohrung 36 ein. Hierdurch ergibt sich für die Bestandteile der Siegelzone ein Halt, der ein Durchhängen derselben in ihrer Mitte verhindert.

Das Siegelkopfunterteil 19 besitzt einen äußeren nach oben gerich­ teten Rand 39, bis zu welchem sich die Bestandteile 31, 32 und 33 der Siegelzone erstrecken. Dem Rand 39 des Siegelkopfunterteils 19 gegenüberliegend ist das Siegelkopfoberteil 18 an seiner unteren Fläche 34 mit einem Absatz 34 a versehen, wodurch sich ein gegen­ seitiger formschlüssiger Eingriff der beiden Teile 18, 19 des Siegelkopfes ergibt.

Zur Verbindung des Oberteils 18 mit dem Unterteil 19 des Siegel­ kopfs sind Zylinderschrauben 40 und Druckfedern 41 vorgesehen. Zur Aufnahme derselben dienen in dem Oberteil 18 befindliche Zylinderlöcher 42 und in dem Unterteil 19 vorgesehene Gewinde­ bohrungen 43. Durch die Druckfedern 41 ergibt sich eine federnde Anpressung des Oberteils 18 gegen das Unterteil 19, was einer­ seits zur Flexibilität des Siegelkopfes beiträgt und andererseits eine Schonung der Bestandteile 31, 32, 33 der Siegelzone bewirkt.

Infolge entsprechender Ausbildung wird von dem Siegelkopfunter­ teil 19 ein unterhalb der Siegelzone befindlicher, dem oberen Ende der Würfelgläser 11 angepaßter viereckiger Raum 44 gebildet. Die Ausbildung ist dabei derart, daß das Unterteil 19 das obere Ende der Würfelgläser 11 und deren Mündungsrand 13 lediglich mit geringem Abstand umgibt.

In vier inneren Bohrungen 45 des Siegelkopfunterteils 19, die sich in unmittelbarer Nähe des von diesem umgebenden Raums 44 befinden, ist je ein Heizelement 46 angeordnet. Abgesehen davon weist das Unterteil 19 vier sich parallel zu den Bohrungen 45 erstreckende äußere Bohrungen 47 auf. In einer dieser Bohrungen ist ein Thermostatfühler 48 angeordnet. Im übrigen dienen die Bohrungen 47 zum Wärmeausgleich sowie zur Durchführung der elektrischen Anschlußkabel 49 der Heizelemente 46 und des elektrischen Anschlußkabels 50 des Thermostatfühlers 48.

An einer seiner Seiten ist der Siegelkopfunterteil 19 noch mit einem seitlichen Fortsatz 51 versehen, welcher eine obere Öffnung 52 besitzt. An dieser Öffnung 52 ist ein Leitungs­ rohr 53 befestigt, durch welches sich die elektrischen Anschluß­ kabel 49, 50 der Heizelemente 46 und des Thermostatfühlers 48 erstrecken. Im Anschluß an die Öffnung 52 sind in dem Siegel­ kopfunterteil 19 noch weitere Bohrungen 54 für den Kabeldurch­ tritt vorhanden.

Zwecks Abdeckung der in dem Siegelkopfunterteil 19 befindlichen Bohrungen und Teile sowie zum Schutz derselben gegen Verunreini­ gungen und Wassereintritt ist schließlich noch eine das Siegelkopfunterteil 19 umgebende Manschette 55 vorgesehen, die von einem Metallband gebildet wird, dessen Enden mittels einer Spannfeder 56 verbunden sind.

Claims (7)

1. Siegelkopf für die Platinenversiegelung des Mündungsbereichs von Gefäßen, insbesondere einen vier- oder mehreckigen Mün­ dungsrand aufweisenden Glasgefäßen, der mittels eines Stem­ pels auf und ab bewegbar ist, eine mit dem Mündungsrand der Gefäße in Kontakt gelangende, im wesentlichen in einer horizon­ talen Ebene verlaufende nachgiebige Siegelzone aufweist und Heizelemente besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (46) unterhalb der Ebene der Siegel­ zone (31, 32, 33) angeordnet sind.

2. Siegelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Heizelemente (46) den Mündungsrand (13) von mit der Siegelzone (31, 32, 33) in Kontakt befindlichen Gefäßen (11) ringartig umgebend in geringem Abstand unterhalb der Siegelzone (31, 32, 33) befinden.

3. Siegelkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Oberteil (18) und ein Unterteil (19) aufweist, daß zwischen dem Ober- und Unterteil (18, 19) die nachgiebige Siegelzone (31, 32, 33) vorgesehen ist und daß die Heizelemente (46) in dem Unterteil angeordnet sind.

4. Siegelkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (46) in Bohrungen (45) seines Unterteils (19) angeordnet sind, daß sich in dem Unterteil (19) in paralleler Anordnung zu den Heizelemente-Bohrungen (45) zusätzliche Bohrun­ gen (47) befinden und daß durch diese zusätzlichen Bohrungen (47) die Anschlußkabel (49) für die Heizelemente (46) geführt sind.

5. Siegelkopf nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sein Unterteil (19) das obere Ende der Gefäße (11) und deren Mündungsrand (13) mit geringem Abstand umgibt.

6. Siegelkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sein Ober- und Unterteil (18, 19) unter der Wirkung von Druckfedern (41) stehend miteinander verbunden sind.

7. Siegelkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Siegelzone (31, 32, 33) ein mit der Versiege­ lungsplatine (15) der Gefäße (11) in Berührung kommendes Metall­ gewebe (31), eine über diesem befindliche Schicht (32) aus Polytetrafluoräthylen sowie eine hierauf folgende Scheibe (33) aus Polymermaterial umfaßt.