DE3939783A1 - Tiefgezogener drehverschluss aus aluminium fuer unter innendruck stehende glasflaschen sowie tiefziehvorrichtung fuer einen verschliesskopf zum herstellen derartiger drehverschluesse - Google Patents
Tiefgezogener drehverschluss aus aluminium fuer unter innendruck stehende glasflaschen sowie tiefziehvorrichtung fuer einen verschliesskopf zum herstellen derartiger drehverschluesseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen tiefgezogenen Drehver
schluß aus Aluminium für unter Innendruck stehende
Glasflaschen mit einer oberen Abschlußfläche, einer
seitlichen Gewindefläche sowie gegebenenfalls einem
Sicherungsring, wobei auf der Innenseite der Abschluß
fläche, insbesondere nahe dem Übergang zur Gewinde
fläche, eine Dichtmasse angeordnet ist, mittels der
beim fertig verformten Verschluß eine Abdichtung ent
lang des Mündungsrandes einer Glasflasche erfolgt.
Ferner betrifft die Erfindung eine Tiefziehvorrich
tung für einen Verschließkopf zum Herstellen von
Drehverschlüssen aus Aluminium für unter Innendruck
stehende Glasflaschen mit einer von oben auf einen
Rohling aufsteckbaren Matrize mit mehreren konzen
trischen, von außen nach innen kleiner werdenden
Ausnehmungen, wobei sich die erste Ausnehmung kon
tinuierlich von außen nach innen bis etwa auf den
größten Außendurchmesser des Drehverschlusses ver
jüngt, sich daran eine zweite Ausnehmung mit kon
stantem Durchmesser anschließt und darauf schließ
lich eine dritte Ausnehmung mit einem kleineren
Durchmesser folgt, welche dem Tiefziehen des Roh
lings bis auf den seitlichen Mündungsrand einer Glas
flasche dient, und wobei in der dritten Ausnehmung im
übrigen ein Anschlag (Widerlager) verschieblich ge
halten ist, welcher entgegen der Kraft einer Druck
feder ins Innere der Matrize eingedrückt werden
kann.
Es sind tiefgezogene Drehverschlüsse bekannt, bei
denen die obere Abschlußfläche stets nach oben ge
wölbt (bombiert) ist. Während die Wölbung nach Be
endigung des Verschließvorganges im allgemeinen nur
geringfügig ist, verstärkt sie sich nachfolgend un
ter dem Einfluß des Innendrucks. Dies gilt aller
dings nur für intakte Glasflaschen mit einwandfreien
Drehverschlüssen, denn nur dabei kann sich ein wirk
samer Innendruck aufbauen. Somit kann die angegebe
ne Verformungsänderung grundsätzlich ein Indika
tor für die ordnungsgemäße Beschaffenheit und Ab
füllung der Glasflasche oder anders ausgedrückt,
ihrer Dichtigkeit sein.
Es ist deshalb auch gängige Praxis, die Verformungs
änderung zu Kontrollzwecken meßtechnisch zu erfassen.
Derartige Kontrollmessungen stoßen jedoch auf ver
schiedene Schwierigkeiten. So nimmt die Verformung
der Drehverschlüsse, d. h. deren oberer Abschluß
fläche zum Mündungsrand der Glasflasche hin selbst
verständlich ab. Dort sind praktisch keine Unter
schiede mehr meßbar.
Für eine Messung eignet sich vielmehr nur der mitt
lere Bereich der oberen Abschlußfläche. Aber auch
dort treten bisweilen keine ausreichend deutlichen
Unterschiede zutage. Schließlich kommen an Verfor
mungsänderungen grundsätzlich nur graduelle Ände
rungen in der (nach außen gerichteten) Wölbung in
Betracht, was verständlicherweise selbst bei engen
Fertigungs- oder Verschließtoleranzen nicht immer
als Grundlage für eine sichere Erkennung ausreicht.
So kann es vorkommen, daß Glasflaschen aufgrund der
Wölbung der oberen Abschlußfläche ihrer Drehver
schlüsse als drucklos erachtet werden, in Wirlich
keit jedoch unter Innendruck stehen und umgekehrt.
Mit anderen Worten, die bisherigen Kontrollmessungen
müssen mit großer Präzision und entsprechend hohem
Aufwand durchgeführt werden, liefern aber trotzdem
nicht immer verläßliche Ergebnisse.
Vorstehende Einschränkungen beziehen sich auf Drehver
schlüsse von verhältnismäßig großem Durchmesser, wie
sie als sog. Twist-Off-Verschlüsse mit kleineren Durch
messern, d. h. unter 35 mm, sind die Verformungsände
rungen sogar derart eingeschränkt, daß sie für prak
tische Messungen ausscheiden und solche deshalb unter
bleiben. Derartige Glasflaschen verlassen heutzutage
in großen Mengen (allein in der BRD jährlich zu 10 Mrd.
Stück und in ganz Europa jährlich zu 30 Mrd. Stück)
praktisch unkontrolliert die Abfüllstationen. Ihre
Dichtigkeit wird einfach unterstellt, oder aber es wer
den die Glasflaschen nur stichprobenweise (z. B. 1-2
Flaschen pro 100 000 St. oder Stunde) auf Dichtigkeit
geprüft, wobei die Drehverschlüsse angestochen und Gas
proben genommen werden. Dabei werden die Drehverschlüs
se zwangsläufig beschädigt bzw. zerstört. Angesichts ei
ner geschätzten Fehlerquote von 1 Flasche pro 10 000 St.
ist eine solche Dichtigkeitskontrolle höchst zufällig und
unbefriedigend, noch dazu wo sie mit einer Zerstörung der
Drehverschlüsse verbunden ist.
Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie möchte einen Dreh
verschluß der angegebenen Art vorschlagen, welcher sich
einfach und zweifelsfrei auf Dichtigkeit kontrollieren
läßt, und zwar auch noch bei Durchmessern unter 35 mm.
Damit sollen sich alle Fehlermöglichkeiten, die zur Un
dichtigkeit führen (wie fehlende oder beschädigte Dich
tungen, Beschädigungen der Flaschenmündung vor oder wäh
rend des Abfüllens, Verschließens, ggf. Pasteurisierens,
u. a. mehr), zuverlässig erkennen lassen. Insbesondere
soll auch eine Möglichkeit zum raschen Erkennen und
Aussortieren von undichten Flaschen geschaffen werden,
welche mit den derzeitigen Abfülleistungen bis zu 100 000
Flaschen pro Stunde und mehr Schritt halten und letztlich
vollautomatisch und zerstörungsfrei ablaufen kann. Im
Ergebnis soll eine umfassende und permanente Qualitäts
kontrolle ohne Schmälerung der Produktivität ermöglicht
werden.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Drehverschluß der
angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch, daß die obere
Abschlußfläche unmittelbar nach Beendigung des Verschließ
vorganges mit ihrem mittleren Bereich etwas ins Innere
(unterhalb des oberen Mündungsrandes) der Glasflasche ge
drückt und derart verformbar ist, daß sich der mittlere
Bereich unter der nachfolgenden Einwirkung eines ausrei
chenden Innendrucks nach außen (oberhalb des oberen Mün
dungsrandes) drücken läßt.
Anders als bisher soll also der Ausgangszustand einer un
ter Innendruck stehenden Glasflasche so sein, daß die
obere Abschlußfläche, d. h. ihr mittlerer Bereich nicht
bereits nach außen gewölbt oder bombiert ist, vielmehr
ist zunächst eine ins Innere der Glasflasche gerichtete
Wölbung vorgesehen. Diese Art der Verformung erlaubt bei
sich aufbauendem Innendruck eine größere und damit auch
einfacher und verläßlicher zu messende Änderung der obe
ren Abschlußfläche. Dabei bildet sich normalerweise die
Wölbung sozusagen in Richtung einer Nullage (in Höhe des
oberen Mündungsrandes) zurück, um anschließend oberhalb
dieser Nullage wieder verstärkt in Erscheinung zu treten.
Verglichen mit der bisherigen Meßtechnik (für Drehver
schlüsse mit verhältnismäßig großem Durchmesser) bedeu
tet dies, daß nicht mehr nur graduelle Unterschiede ei
ner gleichgerichteten Verformung erfaßt werden müssen,
sondern sozusagen eine Richtungsumkehr in der Verfor
mung als zusätzliches Erkennungsmerkmal bei im übrigen
mehr Beweglichkeit hinzukommt, was die Kontrolle erleich
tert und auch sicherer macht.
Für Drehverschlüsse mit kleinerem Durchmesser, d h.
unter 35 mm, wie er für zahlreiche kohlensäurehal
tige Getränkeflaschen, und insbesondere Mineral
wasser- oder Limonadenflaschen, üblich ist, bedeu
tet der Vorschlag der Erfindung, daß hierbei über
haupt erstmals eine Erkennung und Aussortierung un
dichter Flaschen aufgrund meßbarer Verformungsände
rungen möglich geworden ist. Die Veränderungen sind
dabei so sicher und rasch erfaßbar, daß vollauto
matische Kontrollmessungen im Abfüll- bzw. Ver
schließtakt durchgeführt werden können.
Der vorgeschlagene Drehverschluß läßt sich während
des Verschließvorganges aus einem Rohling durch Ver
formen desselben herstellen, und zwar zweckmäßiger
weise dergestalt, daß nach dem Aufsetzen eines Roh
lings auf die Flaschenmündung zunächst die obere
Abschlußfläche ins Innere der Flasche gedrückt und
danach der Rohling tiefgezogen und das Gewinde an
gerollt werden. Dabei entstehen Verformungsebenen
ohne abrupte oder schroffe Übergänge und erhält die
obere Abschlußfläche auch eine ausreichende Beweg
lichkeit.
Dagegen läßt sich die Erfindung mit bereits entspre
chend vorverformten Rohlingen nicht realisieren. So
ist eine bleibende Vorverformung im allgemeinen nur
durch besondere Verformungsmaßnahmen, wie Sicken
o. ä. erreichbar. Das wiederum würde jedoch die spä
tere Beweglichkeit unweigerlich einschränken, wie
sie aber zur Kontrollmessung benötigt wird.
Im übrigen zieht eine Vorverformung Schwierigkeiten
für das Einbringen der Dichtmasse nach sich, insbeson
dere das Einlegen einer (flachen) Dichtscheibe u. ä.
Eine weitere Schwierigkeit besteht hinsichtlich der
Zentrierung. Diese ist bei einer Vorverformung nicht
gewährleistet, d. h. der tiefstliegende Scheitelpunkt
würde nicht unbedingt ins Zentrum der Mündung gelan
gen, wo aber später die Kontrollmessung erfolgen
soll.
Die obere Abschlußfläche mit ihrem mittleren Be
reich sollte nach Beendigung des Verschleißvor
ganges mindestens 0,4 mm (unterhalb des oberen
Mündungsrandes) ins Innere der Glasflasche einge
drückt und um ein ähnliches Maß in umgekehrter
Richtung verformbar sein.
Dies gilt insbesondere für Drehverschlüsse mit ei
nem Durchmesser im Bereich von 30-35 mm. Die zu
wählende Eindrücktiefe hängt im übrigen auch von der
Materialstärke und dem zu erwartenden Innendruck ab.
Von Bedeutung ist ferner, mit welcher Schnelligkeit
und Genauigkeit gemessen werden soll, so daß auch
die Produktionsgeschwindigkeit einen Einflußfaktor
darstellt.
Vorteilhaft ist die obere Abschlußfläche mit ihrem
mittleren Bereich nach Beendigung des Verschleiß
vorganges etwa 0,7 mm (unterhalb des oberen Mün
dungsrandes) ins Innere der Glasflasche eingedrückt
und um ein ähnliches Maß in umgekehrter Richtung
verformbar.
Für eine Tiefziehvorrichtung der eingangs genannten
Art schlägt die Erfindung vor, daß der Anschlag ei
ne mittlere Andrückfläche aufweist, welche etwas
über die Grundfläche des Anschlags hervortritt und
konzentrisch zur Mittelachse der Matrize angeord
net ist. Die mittlere Andrückfläche kann dabei - wie
die übrige Grundfläche - im wesentlichen eben sein.
Sie kann insbesondere die Form eines Kegelstumpfes
besitzen.
Die mittlere Andrückfläche sollte mindestens 0,4 mm
über die Grundfläche des Anschlags hervortreten. -
Vorteilhaft tritt die mittlere Andrückfläche etwa
0,7 mm über die Grundfläche des Anschlags hervor.
Nach einem weiteren Vorschlag beträgt das Verhält
nis der Durchmesser von mittlerer Andrückfläche zu
gesamter Grundfläche des Anschlags mindestens 1 : 2.
Dies bedeutet, daß nicht nur eine partielle Verfor
mung, sondern durchaus eine flächige Verformung er
folgt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
für bevorzugte Ausführungsbeispiele weiter beschrie
ben. Darin zeigt
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Drehverschluß an ei
ner Flaschenmündung unmittelbar nach Beendi
gung des Verschleißvorganges im Schnitt,
Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 zu späterem Zeit
punkt unter Einwirkung eines Innendrucks in
dichtem Zustand (ausgezogene Linien) bzw. bei
späterem Druckabfall (gestrichelte Linien)
und
Fig. 3 den unteren Teil einer erfindungsgemäßen
Tiefziehvorrichtung im Schnitt über der Mün
dung einer Glasflasche, wobei die rechte
Hälfte den Zustand vor Beginn und die linke
Hälfte den Zustand nach Beendigung der Ver
formung der oberen Abschlußfläche eines Dreh
verschlusses wiedergibt.
Nach den Fig. 1 und 2 befindet sich auf der Mündung
einer Glasflasche mit einem oberen Mündungsrand 1
und einem seitlichen Mündungsrand 2 sowie einem
Außengewinde 3 ein tiefgezogener Drehverschluß aus
Aluminium mit einer oberen Abschlußfläche 4, einer
seitlichen Gewindefläche 5, einem hier nicht darge
stellten Sicherungsring sowie einer Dichtmasse 6.
Nach Beendigung des Verschließvorganges, bei dem
ein Rohling samt der Dichtmasse 6 auf den seitli
chen Mündungsrand 2 tiefgezogen und die seitliche
Gewindefläche 5 durch Anrollen geformt werden, ist
die obere Abschlußfläche 4 des Drehverschlusses,
genauer gesagt, der mittlere Bereich 7 etwas ins
Innere der Glasflasche, also unterhalb deren obe
ren Mündungsrand 1 eingedrückt. Es handelt sich da
bei in aller Regel um einen instabilen Zustand,
wie er nur anfänglich besteht und bestehen sollte.
Sobald nämlich bei geschlossener Glasflasche ein
stärkerer Innendruck wirksam wird, wie es regelmä
ßig bei einiger Standzeit durch Freiwerden gelöster
Gase und insbesondere bei Erwärmung zu erwarten ist,
läßt sich die obere Abschlußfläche 4, d. h. der mitt
lere Bereich 7 über die Ebene des oberen Mündungs
randes 1, die man als eine Art Nullage bezeichnen
könnte, hinweg anheben und in umgekehrter Richtung
verformen, wie mit ausgezogenen Linien in Fig. 2
dargestellt. Diese Verformungsänderung ist beinahe
schon visuell sicher erkennbar, in jedem Falle
aber meßtechnisch einfach und sicher erfaßbar. Die
ser Zustand ist allerdings nur bei intakten Glas
flaschen und dichten Verschlüssen bzw. ausreichen
dem Gaszusatz erreichbar, weshalb er als ordnungs
gemäß bezeichnet werden kann. Er sollte unbedingt
erreicht werden und noch bis zum Verbrauch der Pro
dukte anhalten.
Ist die Glasflasche samt Drehverschluß dagegen mit
Mängeln behaftet bzw. tritt später noch eine Leckage
auf, kann sich die zuvor beschriebene Form, d. h.
die nach außen gerichtete Wölbung des mittleren Be
reichs 7 der oberen Abschlußfläche 4 auch wieder
zurückbilden. Wird der Druckverlust unmittelbar
nach dem Abfüll- bzw. Verschließ- und ggf. Pasteu
risiervorgang, also noch beim Hersteller wirksam,
kann mit einer vollständigen Rückstellung und da
mit sicheren Erkennung gerechnet werden. Tritt die
Leckage dagegen erst später (beim Händler, Ver
braucher) auf, ist eher mit einer teilweisen Rück
stellung bis etwa in Nullage zu rechnen, wie es
mit gestrichelten Linien angedeutet ist.
Fig. 3 verdeutlicht den grundsätzlichen Aufbau einer
erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung für einen Ver
schließkopf zum Herstellen vorgenannter Drehver
schlüsse. Danach weist eine Matrize 8 drei zu einer
Mittelachse 9 konzentrische Ausnehmungen 10, 11, 12
auf. Die erste Ausnehmung 10 verjüngt sich kontinu
ierlich von außen nach innen bis etwa auf den größ
ten Außendurchmesser des Drehverschlusses. Daran
schließt sich die zweite Ausnehmung 11 mit konstan
tem Durchmesser an. Darauf folgt die dritte Ausneh
mung 12 mit einem kleineren Durchmesser, welcher dem
Tiefziehen des Rohlings bis auf den seitlichen Mün
dungsrand 2 dient. In der dritten Ausnehmung 12 ist
ein Anschlag 13 verschieblich gehalten, d. h. er
kann entgegen der Kraft einer Druckfeder 14 ins
Innere der Matrize 8 eingedrückt werden, wie mit
derlinken Hälfte von Fig. 3 dargestellt. Dieser
Zustand wird nach dem Tiefziehen erreicht. Der An
schlag 13 ist dann gegenüber seiner mit der rech
ten Hälfte gezeigten Ausgangsposition um den Be
trag der vorgesehenen Ziehtiefe (beispielsweise
2,6 mm) eingedrückt.
Vor oder mit Erreichen dieser Endposition wird zu
sätzlich die obere Abschlußfläche 4, und zwar mit
ihrem mittleren Bereich 7, verformt, nämlich etwas
ins Innere der Glasflasche eingedrückt. Dafür sorgt
eine mittlere Andrückfläche 15, welche etwas über
die Grundfläche 16 des Anschlags 14 hervortritt.
Im übrigen ist die mittlere Andrückfläche 15 kon
zentrisch um die Mittelachse 9 angeordnet und hier
in etwa kegelstumpfförmig; ihr Durchmesser steht
gegenüber dem Durchmesser der Grundfläche 16 im
Verhältnis von mindestens 1 : 2 und erlaubt somit
eine großflächige Verformung.
Solchermaßen hergestellte (geformte) Drehverschlüs
se lassen sich einfach und sicher auf Dichtigkeit
oder Undichtigkeit kontrollieren. Die dafür in Be
tracht kommenden Verformungsänderungen eignen sich
insbesondere auch für eine vollautomatische Kon
trolle der abgefüllten Flaschen.
Bezugszeichenliste
1 oberer Mündungsrand
2 seitlicher Mündungsrand
3 Außengewinde
4 obere Abschlußfläche
5 seitliche Gewindefläche
6 Dichtmasse
7 mittlerer Bereich
8 Matrize
9 Mittelachse
10 Ausnehmung
11 Ausnehmung
12 Ausnehmung
13 Anschlag
14 Druckfeder
15 mittlere Andrückfläche
16 Grundfläche
2 seitlicher Mündungsrand
3 Außengewinde
4 obere Abschlußfläche
5 seitliche Gewindefläche
6 Dichtmasse
7 mittlerer Bereich
8 Matrize
9 Mittelachse
10 Ausnehmung
11 Ausnehmung
12 Ausnehmung
13 Anschlag
14 Druckfeder
15 mittlere Andrückfläche
16 Grundfläche
Claims (7)
1. Tiefgezogener Drehverschluß aus Aluminum für
unter Innendruck stehende Glasflaschen mit ei
ner oberen Abschlußfläche, einer seitlichen Ge
windefläche sowie gegebenenfalls einem Siche
rungsring, wobei auf der Innenseite der Abschluß
fläche, insbesondere nahe am Übergang zur Gewin
defläche, eine Dichtmasse angeordnet ist, mittels
der beim fertig verformten Verschluß eine Abdich
tung entlang des Mündungsrandes einer Glasfla
sche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die
obere Abschlußfläche (4) unmittelbar nach Be
endigung des Verschließvorganges mit ihrem mitt
leren Bereich (7) etwas ins Innere (unterhalb
des oberen Mündungsrandes (1)) der Glas
flasche gedrückt und derart verformbar ist, daß
sich der mittlere Bereich (7) unter der nach
folgenden Einwirkung eines ausreichenden Innen
druckes nach außen (oberhalb des oberen Mündungs
randes (1)) drücken läßt.
2. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die obere Abschlußfläche (4) mit
ihrem mittleren Bereich (7) nach Beendigung des
Verschließvorganges mindestens 0,4 mm (unterhalb
des oberen Mündungsrandes (1)) ins Innere der
Glasflasche eingedrückt und um ein ähnliches Maß
in umgekehrter Richtung verformbar ist.
3. Drehverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die obere Abschlußfläche (4)
mit ihrem mittleren Bereich (7) nach Beendigung
des Verschließvorganges etwa 0,7 mm (unterhalb
des oberen Mündungsrandes (1)) ins Innere der
Glasflasche eingedrückt und um ein ähnliches Maß
in umgekehrter Richtung verformbar ist.
4. Tiefziehvorrichtung für einen Verschließkopf zum
Herstellen von Drehverschlüssen aus Aluminium für
unter Innendruck stehende Glasflaschen mit einer
von oben auf einen Rohling aufsteckbaren Matrize
mit mehreren konzentrischen, von außen nach innen
kleiner werdenden Ausnehmungen, wobei sich die
erste Ausnehmung kontinuierlich von außen nach
innen bis etwa auf den größten Außendurchmesser
des Drehverschlusses verjüngt, sich daran eine
zweite Ausnehmung mit konstantem Durchmesser an
schließt und darauf schließlich eine dritte Aus
nehmung mit einem kleineren Durchmesser folgt,
welche dem Tiefziehen des Rohlings bis auf den
seitlichen Mündungsrand einer Glasflasche dient,
und wobei in der dritten Ausnehmung im übrigen
ein Anschlag verschieblich gehalten ist, welcher
entgegen der Kraft einer Druckfeder ins Innere
der Matrize eingedrückt werden kann, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Anschlag (13) eine mitt
lere Andrückfläche (15) aufweist, welche etwas
über die Grundfläche (16) des Anschlags (13)
hervortritt und konzentrisch zur Mittelachse
(9) der Matrize (8) angeordnet ist.
5. Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die mittlere Andrückfläche (15)
mindestens 0,4 mm über die Grundfläche (16) des
Anschlags (13) hervortritt.
6. Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß die mittlere Andrück
fläche (15) etwa 0,7 mm über die Grundfläche
(16) des Anschlags (13) hervortritt.
7. Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche
4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ver
hältnis der Durchmesser von mittlerer Andrück
fläche (15) zu gesamter Grundfläche (16) des
Anschlags (13) mindestens 1 : 2 beträgt.
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Publication Number | Publication Date |
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