DE4329948A1 - Vorrichtung zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse, Verfahren zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse sowie die Verwendung der Vorrichtung zum Einspritzen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Ein­ bringen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse sowie die Verwendung der Vorrichtung zum Einspritzen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse.

Nockendrehverschlüsse dienen zum Verschließen von Ver­ packungsbehältern, wie z. B. Gläsern und Glaskonserven. Der Zweck der verschiedenen Verpackungsmaterialien ist der hermetische Abschluß des Füllgutes von den Umge­ bungseinflüssen, und zwar auch unter extremen Bedingun­ gen, wie sie z. B. bei der Hitzesterilisation von Lebensmitteln herrschen. Um diese Isolierung der Füll­ güter von der Umgebung zu gewährleisten, werden in Deckel und Verschlüsse, mit denen der Verpackungsbehäl­ ter verschlossen wird, geeignete Dichtungsmassen einge­ bracht. Kommerziell, d. h. wirtschaftlich befriedigende Dichtungsmassen für Verschlüsse müssen eine Anzahl kri­ tischer Eigenschaften besitzen, die sie zu hochspe­ zialisierten Werkstoffen und Zusammensetzungen machen.

Weiterhin werden die geforderten Eigenschaften der Dichtungsmassen auch vom Verwendungszweck der Ver­ packungen mitbestimmt.

Bei Lebensmittelverpackungen ist insbesondere die Beständigkeit der Dichtungsmassen gegenüber den Füll­ gütern bei der Sterilisation bzw. Pasteurisierung sowie der oft jahrelangen Lagerung der verpackten Lebensmit­ tel von Bedeutung. Üblicherweise werden für Verschlüsse und Deckel von Verpackungen aus Metall Dichtungsmassen aus weichmacherhaltigen PVC-Plastisolen verwendet, wie sie im Fall der Verschlüsse für Gläser beispielsweise in der DE-AS 20 03 693 beschrieben sind. Neben diesen PVC-Dichtungsmassen sind aber auch Dichtungsmassen auf Polyurethan-Basis bekannt.

Dichtungsmassen, sogenannte Compounds, können in Ein­ spritzmaschinen auf die Innenseite der Verschlüsse appliziert werden. Dabei tritt im Produktionsmaßstab das Problem auf, daß das Einbringen der Dichtungsmasse nicht immer fehlerfrei, d. h. nicht immer mit übergangs­ loser Nahtstelle, ausgeführt werden kann. Dabei sind oftmals hohe Schleuderdrehzahlen an Einspritzmaschinen erforderlich, um entstandene Fehlstellen zu korrigie­ ren. Durch die hohen Schleuderdrehzahlen soll im nach­ hinein eine gleichmäßige Verteilung der eingespritzten Dichtungsmasse erfolgen. Des weiteren sind komplizierte elektronische Steuerungen zur Korrektur der Nahtstellen erforderlich.

Außerdem ist es im Labormaßstab schwierig, mit Dich­ tungsmassen versehene Nockendrehverschlüsse zu Prüf­ zwecken herzustellen. Es besteht jedoch das Erforder­ nis, zu Prüfzwecken innenlackierte, mit Polymer­ compounds versehene Nockendrehverschlüsse herzustellen, um die Wirksamkeit neuentwickelter Dichtungsmassen und insbesondere die Wirksamkeit der Dichtungsmassen auf verschiedenen Innenlackierungen der Verschlüsse zu testen. Es besteht daher das Bedürfnis nach einer ein­ fachen, kostengünstigen Vorrichtung zum Einbringen von Dichtungsmassen auf die bereits lackierte Innenseite von Nockendrehverschlüssen oder auflackierte Ronden mit einem Dichtungsmasse-Kanal, die in neutrale Ver­ schlüsse eingelegt werden.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einbringen von Dich­ tungsmassen in Nockendrehverschlüsse aus Metall zu Prüfzwecken, d. h. im Labormaßstab, bereitzustellen. Dabei sollte die Vorrichtung möglichst kostengünstig und praxisnah sein, einfach funktionieren und mit hoher Präzision den Dichtring einlegen. Durch Bereitstellen dieser Vorrichtung sollte auf die andernfalls erforder­ liche Belegung von Produktionslinien verzichtet werden können. Durch die neu zu entwickelnde Vorrichtung sollten Sterilisationsversuche bzw. das Prüfen der Ver­ schlüsse auf den Konservengläsern mit unterschiedlich­ sten Dichtungsmassen und unterschiedlichsten Lacksyste­ men für die Innenlackierung der Verschlüsse schnell und einfach erfolgen können. Das Einbringen der Dichtungs­ masse sollte gleichmäßig mit genauer Compoundauflage und ohne erkennbare Nahtstellen erfolgen. Die im Labor­ maßstab zu betreibende Vorrichtung sollte auf hohe Schleuderdrehzahlen, die bisher bei Einspritzmaschinen für Dichtungsmassen üblich waren, um Fehlstellen zu korrigieren, verzichten können. Außerdem sollten keine komplizierten elektronischen Steuerungen zur Korrektur der Nahtstellen nötig sein.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Auf­ gabe wird überraschenderweise gelöst durch eine Vor­ richtung zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nocken­ drehverschlüsse, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Vorrichtung einen Drehteller für die Deckelaufnahme und eine Einspritzeinheit enthält, wobei die Ein­ spritzeinheit einen Düsenkopf mit ringförmig angeordne­ ten Spritzdüsen sowie eine Fördereinrichtung für die Dichtungsmasse enthält, der Drehteller und der Düsen­ kopf zentriert angeordnet sind und der Düsenkopf in gleicher Richtung wie der Drehteller gedreht werden kann.

In den Drehteller der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden vorlackierte Nockendrehverschlüsse oder neutrale Verschlüsse mit einer vorlackierten ausgestanzten Ronde aus Weißblech oder Aluminium eingelegt und gesichert. Zur Herstellung der Ronden werden im Labormaßstab Blechzargen, z. B. im DIN A4 Format, auf einer Labor- Lackiermaschine oder mit Hilfe eines Aufziehstabes mit einer Innenlackierung, die üblicherweise aus einem Grundlack und aus einem Haftlack besteht, versehen. Zur Innenlackierung der Nockendrehverschlüsse geeignet sind in der Verpackungsindustrie übliche Lacke auf Epoxid- Phenolharz-Basis, Acrylatharz-Basis, Polyester-Basis oder Organosole. Diese Lacke sind bekannt (vgl. z. B. H. Kittel, Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen, Band IV, Lack- und Beschichtungssysteme, Formulierung, Verlag W.A. Colomb in der H. Heenemann GmbH, Berlin- Oberschwandorf 1976) und müssen daher nicht näher beschrieben werden.

Danach werden beispielsweise auf einer Erichsen-Ronden­ stanze oder in einem Schnittwerkzeug in einer Knie­ hebelpresse Ronden ausgestanzt, die z. B. einen Durch­ messer von 64 mm für Standard-63er Nockendrehver­ schlüsse aufweisen können. In den ausgestanzten Ronden wird ein Dichtungsmasse-Kanal separat im Prägewerkzeug beispielsweise mit Federkissen und Faltenhalter genau ausgeformt. Dies kann ebenfalls in einer Kniehebel­ presse erfolgen. Die mit der Innenlackierung versehe­ nen, ausgestanzten Ronden werden bei der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung in den Deckel eingelegt und gesichert und in den Drehteller eingelegt.

Alternativ ist es selbstverständlich möglich, bereits fertige, mit einer Innenlackierung versehene Nocken­ drehverschlüsse in den Drehteller der erfindungsgemäßen Vorrichtung einzulegen.

Der Drehteller und der Düsenkopf können beliebig ange­ trieben werden. Bevorzugt werden sie durch separate, stufenlos regelbare Elektromotoren angetrieben.

Die Einspritzeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält einen Düsenkopf mit ringförmig angeordneten Spritzdüsen. Bevorzugt enthält die Applikationsvorrich­ tung 14 bis 22 ringförmig angeordnete Spritzdüsen bei einem mittleren Verschlußdurchmesser von 53 bis 77 mm. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den ringför­ mig angeordneten Spritzdüsen 8 bis 14 mm. Selbstver­ ständlich sind auch größere oder kleinere Abstände mög­ lich. Bei größeren Abständen sollte der Düsenkopf in gleicher Richtung im Vor- oder Nachlauf zum Drehteller gedreht werden, während bei kleineren Abständen zwi­ schen den Spritzdüsen der Düsenkopf in gleicher Rich­ tung im Synchronlauf zum Drehteller gedreht werden sollte. Der Radius des durch die Spritzdüsen gebildeten Kreises muß selbstverständlich an die Deckelgröße ange­ paßt sein. Die Größe des durch die Spritzdüsen gebilde­ ten Kreises muß so ausgelegt sein, daß die Dichtungs­ masse bei dem Einspritzen in den ausgeformten Dich­ tungsmasse-Kanal gelangt. Bevorzugt gelangt die Dich­ tungsmasse beim Einspritzen in die Mitte des Dichtungs­ masse-Kanals. Bevorzugt ist es daher, wenn die Ein­ spritzdüsenanordnung auswechselbar ist und damit an die jeweilige Deckelgröße angepaßt werden kann.

Bevorzugt sind die Spritzdüsen derart angeordnet, daß die Dichtungsmasse senkrecht nach unten auf die Innen­ seite des Deckels gelangt. Selbstverständlich können die Spritzdüsen aber auch so angeordnet sein, daß der Winkel zwischen der Deckel ebene und dem eingespritzten Compound-Strang nicht 90° beträgt. Der Winkel kann variabel gewählt werden, um eine Anpassung an verschie­ dene Deckelgrößen zu gewährleisten.

Selbstverständlich kann die Einspritzeinheit mit einem regelbaren Heizsystem ausgerüstet sein, um die Dich­ tungsmasse und den Einspritzkopf auf eine geeignete Temperatur bringen zu können.

Durch eine unterschiedliche Drehzahleinstellung am Düsenkopf und am Drehteller wird der Einspritzwinkel des Dichtungsmasse-Stranges zur Deckelebene verändert. Der optimale Einspritzwinkel ergibt sich aus dem Fließ­ verhalten der Dichtungsmasse.

Die Einspritzeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann beliebige Fördereinrichtungen für den Transport der Dichtungsmasse zu den Spritzdüsen enthalten. So kann der Dichtungsmasse-Transport beispielsweise computergesteuert erfolgen. Bevorzugt enthält die Ein­ spritzeinheit einen Zylinder für die Aufnahme der Dich­ tungsmasse und einen Kolben, der die Dichtungsmasse aus dem Zylinder in den Düsenkopf bzw. in die darauf ange­ ordneten Spritzdüsen drückt.

Das Öffnen und das Verschließen der Spritzdüsen kann beliebig erfolgen, z. B. durch computergesteuerte Düsen­ nadeln oder über einen Verschlußring, der sich am Düsenkopf befindet. Für die Verarbeitung dünnflüssiger Dichtungsmassen kann zusätzlich ein Satz Düsennadeln zum automatischen Verschließen der Einspritzdüsen ein­ gesetzt werden.

Der Düsenkopf wird in gleicher Richtung wie der Dreh­ teller angetrieben, wobei die Geschwindigkeit zum Dreh­ teller im Vor- oder Nach- oder Synchronlauf eingestellt werden kann. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Drehteller und der Düsenkopf mit variabler Umdrehungs­ zahl angetrieben werden können.

Durch die gemeinsame Drehung des Deckels im Drehteller und der Spritzdüsen im Düsenkopf wird ein gleichmäßiges Einspritzen der Dichtungsmasse erreicht. Dabei bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil, daß auf hohe Schleuderdrehzahlen verzichtet werden kann. Durch die übergangslosen Nahtstellen werden die Anhäufung und das Fehlen von Dichtungsmasse an den kritischen Stellen verhindert.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Ver­ fahren zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nockendreh­ verschlüsse, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mit einer Innenlackierung versehene ausgestanzte Ronden für die Dichtungsmassenapplikation ausgeformt und in neu­ trale Verschlüsse eingelegt werden und diese in einen Drehteller eingelegt werden oder mit einer Innenlackie­ rung versehene Nockendrehverschlüsse in einen Drehtel­ ler eingelegt werden, mittels einer Fördereinrichtung die Dichtungsmasse in einen Düsenkopf mit ringförmig angeordneten Spritzdüsen gelangt und die Dichtungsmasse unter Drehen des Drehtellers und des Düsenkopfes in gleicher Richtung auf die ausgestanzten Ronden bzw. in die Nockendrehverschlüsse appliziert wird.

Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem die Dichtungsmasse mittels 14 bis 22 ringförmig ange­ ordneter Spritzdüsen bei einem mittleren Verschluß­ durchmesser von 53 bis 77 mm auf die Ronden bzw. auf die Nockendrehverschlüsse appliziert wird. Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen den ringförmig angeordne­ ten Spritzdüsen 8 bis 14 mm. Bevorzugt erfolgt die Applikation der Dichtungsmasse bei einer Umdrehungszahl von Drehteller und Düsenkopf zwischen 20 und 50 U/min. Durch die gemeinsame Drehung des Deckels im Drehteller und der Spritzdüsen im Düsenkopf wird ein außerordent­ lich gleichmäßiges Einspritzen der Dichtungsmasse erreicht.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren können der Dreh­ teller und der Düsenkopf beliebig angetrieben werden. Bevorzugt werden sie durch separate, stufenlos regel­ bare Elektromotoren angetrieben.

Die Fördereinrichtung für die Dichtungsmasse kann beliebig gewählt werden. So kann die Beförderung der Dichtungsmasse beispielsweise computergesteuert erfol­ gen. Bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem ein Kolben die sich in einem Zylinder befindliche Dichtungsmasse in den Düsenkopf mit den ringförmig angeordneten Spritzdüsen drückt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Vorgang des Öffnens und Verschließens der Spritzdüsen beliebig erfolgen. Bevorzugt ist es, wenn ein Verschlußring am Düsenkopf geöffnet und zur Beendigung der Dichtungsmas­ senapplikation wieder geschlossen wird. Für die Verar­ beitung dünnflüssiger Dichtungsmassen kann zusätzlich ein Satz Düsennadeln zum automatischen Verschließen der Einspritzdüsen eingesetzt werden.

Es ist bevorzugt, wenn der Drehteller und der Düsenkopf mit variabler Umdrehungszahl angetrieben werden. Durch eine unterschiedliche Drehzahleinstellung am Düsenkopf und am Drehteller wird der Einspritzwinkel des Compound-Stranges zur Deckelebene verändert. Der opti­ male Einspritzwinkel hängt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vom Fließverhalten der Dichtungsmasse ab.

Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren applizierten Dichtungsmassen werden in der Regel bei etwa 220°C und etwa 60 sec. ausgeliert.

Die Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Einspritzen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse oder in ausge­ stanzte Ronden für neutrale Verschlüsse. Dabei können die Nockendrehverschlüsse mit den verschiedensten Beschichtungen innenlackiert sein.

Ausführungsbeispiel

Ein mit einem Grundlack auf Epoxi-Phenolharzbasis und mit einem Haftlack auf Organosol-Basis innenbeschichte­ ter Nockendrehverschluß (ø 63 mm) wird in den Drehtel­ ler eingelegt. Die Zahl der ringförmig angeordneten Spritzdüsen in der Einspritzeinheit beträgt 18. Die Einspritzeinheit enthält einen für die Aufnahme der Dichtungsmasse vorgesehenen Zylinder und einen Kolben als Fördereinrichtung für die Dichtungsmasse. Als Compound-Masse wird eine Dichtungsmasse auf PVC-Basis in den Zylinder eingebracht. Die Dichtungsmasse wird mittels einer Heizeinrichtung auf 38°C vorgewärmt. Der Düsenkopf und der Drehteller werden mit Hilfe von sepa­ raten, stufenlos regelbaren Elektromotoren in gleicher Richtung mit einer Umdrehungszahl von 20 U/min. ange­ trieben. Der Verschlußring am Düsenkopf wird geöffnet, und der Kolbendruck auf die Compoundmasse wird auf 0,5 bar eingestellt. Nach 1 sec. wird der Verschlußring wieder verschlossen. Die applizierte Dichtungsmasse wird anschließend 60 sec. lang bei 220°C getrocknet. Die Schichtstärke der Compound-Masse beträgt 1 mm. Nach 24 h wird ein Sterilisationstest durchgeführt.

Dazu wird eine Testlösung (Konzentr. Essigsäure und Speiseöl 1 : 1) in einen mit dem Nockendrehverschluß ver­ schlossenen Behälter eingebracht, und der Sterilisa­ tionstest wird unter den Bedingungen 121°C/l h durchge­ führt. Der Gegendruck auf den Verschluß beträgt 2 bar.

Ergebnis: Das Vakuum ist erhalten geblieben. Die Haf­ tung der Dichtungsmasse zum Haftlack wird als sehr gut beurteilt. Die Dichtungsmasse ist nicht durchtrennt worden.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Drehteller für die Deckelauf­ nahme und eine Einspritzeinheit enthält, wobei die Einspritzeinheit einen Düsenkopf mit ringförmig angeordneten Spritzdüsen sowie eine Fördereinrich­ tung für die Dichtungsmasse enthält, der Drehteller und der Düsenkopf zentriert angeordnet sind und der Düsenkopf in gleicher Richtung wie der Drehteller gedreht werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie 14 bis 22 ringförmig angeordnete Spritzdüsen bei einem mittleren Verschlußdurchmes­ ser von 53 bis 77 mm enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen den ringförmig angeordneten Spritzdüsen 8 bis 14 mm beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehteller und der Düsenkopf durch separate, stufenlos regelbare Elektromotoren angetrieben werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehteller und der Düsenkopf mit variabler Umdrehungszahl angetrieben werden können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einspritzeinheit einen für die Aufnahme der Dichtungsmasse vorgesehenen Zylinder und einen Kolben als Fördereinrichtung für die Dichtungsmasse enthält.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich am Düsenkopf ein Verschlußring zum Öffnen und Verschließen der Spritzdüsen be­ findet.

8. Verfahren zum Einbringen von Dichtungsmasse in Nockendrehverschlüsse, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Innenlackierung versehene, ausgestanzte Ronden für die Dichtungsmassenapplikation ausge­ formt und in neutrale Verschlüsse eingelegt und diese in einen Drehteller eingelegt werden oder mit einer Innenlackierung versehene Nockendrehver­ schlüsse in einen Drehteller eingelegt werden, mittels einer Fördereinrichtung die Dichtungsmasse in einen Düsenkopf mit ringförmig angeordneten Spritzdüsen gelangt und die Dichtungsmasse unter Drehen des Drehtellers und des Düsenkopfes in glei­ cher Richtung auf die ausgestanzten Ronden bzw. in den Nockendrehverschluß appliziert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse mittels 14 bis 22 ringförmig angeordneter Spritzdüsen bei einem mittleren Ver­ schlußdurchmesser von 53 bis 77 mm auf die Ronden bzw. auf den Nockendrehverschluß appliziert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Abstand zwischen den ringförmig angeordneten Spritzdüsen 8 bis 14 mm beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Applikation der Dichtungsmasse bei einer Umdrehungszahl von Drehteller und Düsen­ kopf zwischen 20 und 50 U/min erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehteller und der Düsenkopf durch separate, stufenlos regelbare Elektromotoren angetrieben werden.

13. Verfahren nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehteller und der Düsenkopf mit variabler Umdrehungszahl angetrieben werden.

14. Verfahren nach Anspruch 8 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Kolben die sich in einem Zylinder befindliche Dichtungsmasse in den Düsenkopf mit den ringförmig angeordneten Spritzdüsen drückt.

15. Verfahren nach Anspruch 8 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Verschlußring am Düsenkopf an der Einspritzeinheit geöffnet und zur Beendigung der Dichtungsmassenapplikation wieder geschlossen wird.

16. Verwendung der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 7 zum Einspritzen von Dichtungsmasse in Nockendreh­ verschlüsse oder in ausgestanzte Ronden für neu­ trale Verschlüsse.