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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Form zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen mit
einer Dichtung für
Behälter
im Allgemeinen, beispielsweise für
Flaschen, Kolben und Gläser.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Form, die ein Hohlelement,
in dem eine Formkammer ausgebildet ist, einen Hohlraum für die Abgabe
eines thermoplastischen Materials, einen Ring und einen Kern aufweist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen mit
einer Dichtung für
Behälter
im Allgemeinen, beispielsweise für
Flaschen, Kolben und Gläser.
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Es ist bekannt, daß es grundsätzlich zwei Methoden
zur Herstellung von Kunststoffverschlüssen mit einer Dichtung gibt.
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Die erste Methode beinhaltet eine
erste Stufe, in welcher die Kappe und die entsprechende Dichtung
getrennt hergestellt werden, und eine zweite Stufe für das Einsetzen
der Dichtung in den Verschluss. Diese Methode umfasst im Allgemeinen
das Spritzgießen
eines Kunststoffverschlusses in einer geeigneten Form, das Formen
der Dichtung in einer Form, die sich von jener für die Herstellung des Verschlusses
unterscheidet, und schließlich
das Einsetzen der Dichtung in den Verschluss, was manuell oder mit
Hilfe einer geeigneten Vorrichtung geschieht.
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Das zweite Verfahren besteht in der
Ausbildung der Dichtung direkt in dem Verschluss. Wenn der Verschluss
mittels einer geeigneten Form einmal hergestellt ist, wird eine
gewisse Menge eines Kunststoffmaterials erhitzt, so daß dieses
flüssig
wird, und innerhalb des Verschlusses im Bereich von dessen Oberseite
aufgebracht. Dann wird in den Verschluss ein Stempel eingeführt, um
die Dichtung auszubilden. Die Dichtung wird somit direkt an die
Oberseite des Verschlusses in Form eines Kunststofffilms angesetzt,
der fest an dieser Oberseite haftet.
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Jedoch haben die vorgenannten Methoden zum
Herstellen von Kunststoffverschlüssen
mit Dichtungen einige Nachteile.
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Bezüglich der ersten Methode ist
festzustellen, daß zwei
getrennte Formen nötig
sind, eine für das
Formen des Verschlusses und die andere für das Formen der entsprechenden
Dichtung. Darüber
hinaus ist eine Vorrichtung zum Einbringen der Dichtung in den Verschluss
erforderlich oder die beiden Teile müssen von Hand zusammengesetzt
werden.
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Deshalb führt dieses System zu hohen
Investitionskosten und zu einem gewissen Grad an Komplexität der Vorrichtung.
Ferner besteht das Endprodukt aus zwei verschiedenen Komponenten,
was stets auf weniger Zustimmung bei Käufern stößt.
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Die zweite Methode vermeidet die
Stufe des Zusammensetzens zweier Teile und führt auch zu einem gewissen
Grad an Vereinfachung der Herstellungsvorrichtung. Daraus ergibt
sich auch eine Verbesserung hinsichtlich des Zeitaufwands im Herstellungszyklus.
Da darüber
hinaus der nach dieser Methode hergestellte Verschluß nicht
mehr aus zwei Komponenten besteht, wird er vom Kunden eher akzeptiert.
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Nichtsdestoweniger benötigt die
vorgenannte Methode den Einsatz einer üblichen Form oder eines üblichen
Stempels zum Ausbilden eines Verschlusses und einen getrennten Stempel
zur Herstellung der Dichtung. Im Ergebnis ist die Vorrichtung immer
noch kompliziert und groß.
Auch ist sie in einer Weise konstruiert, die sie für das oben
genannte spezielle Verfahren geeignet macht und darauf beschränkt.
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Folglich besteht ein großes Bedürfnis nach der
Bereitstellung eines Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung
zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen mit einer Dichtung, wobei
die Vorrichtung die Schwierigkeiten des Standes der Technik überwindet,
insbesondere bezüglich
der Praktikabilität
beim Gebrauch und der Produktivität.
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Das Problem, auf dem die vorliegende
Erfindung beruht, besteht daher im Entwickeln einer Form für die Herstellung
von Kunststoffverschlüssen
mit einer Dichtung, wobei diese Form in ihrem Aufbau und ihrer Funktion
solche Eigenschaften aufweist, daß die oben genannten Erfordernisse
erfüllt
und gleichzeitig die Schwierigkeiten der Formen zur Herstellung
von Kunststoffverschlüssen
mit einer Dichtung gemäß dem Stand
der Technik vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Form
und durch ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen mit
einer Dichtung gelöst,
wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
angegeben sind.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile
der Form und des Verfahrens zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen mit
einer Dichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einiger bevorzugter
Ausführungsformen
hiervon ersichtlich. Diese Ausführungsformen werden unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
nur beispielhaft und nicht einschränkend gegeben. Die Zeichnungen
enthalten Folgendes:
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1 ist
eine Explosionsdarstellung eines schematischen Schnitts der erfindungsgemäßen Form;
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2 ist
ein schematischer Schnitt einer ersten Variante einer Einzelheit
der Form gemäß 1;
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3 ist
ein schematischer Schnitt eines Details einer Form gemäß dem Stand
der Technik;
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4 ist
ein schematischer Schnitt der Form gemäß 1 in einem ersten Benutzungszustand;
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5 ist
ein schematischer Schnitt der Form gemäß 1 in einem zweiten Benutzungszustand;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer zweiten Variante einer Einzelheit
der erfindungsgemäßen Form
in einem ersten Benutzungszustand;
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7 ist
eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit der Form gemäß 6 in einem zweiten Benutzungszustand;
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8 ist
ein schematischer Schnitt der Form gemäß 6 in einem ersten Benutzungszustand;
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9 ist
ein schematischer Schnitt der Form gemäß 6 in einem zweiten Benutzungszustand;
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10 ist
ein schematischer Schnitt einer dritten Ausführungsform einer Einzelheit
der Form in einem ersten Benutzungszustand;
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11 ist
ein schematischer Schnitt einer Einzelheit der Form gemäß 10 in einem zweiten Benutzungszustand;
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12 ist
ein schematischer Schnitt einer vierten Variante einer Einzelheit
der Form in einem ersten Benutzungszustand;
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13 ist
ein schematischer Schnitt einer Einzelheit der Form gemäß 12 in einem zweiten Benutzungszustand.
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Gemäß den 1, 4 oder 5 wird eine Form zum Herstellen
von Kunststoffverschlüssen
mit einer Dichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung allgemein mit 1 bezeichnet. Die Vorrichtung,
welche die Form 1 handhabt, wird nachfolgend nicht beschrieben,
da sie auf dem Fachgebiet gut bekannt ist.
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Die Form 1 weist ein Hohlelement
oder weibliches Element 2, ein Kernelement oder männliches Element 4 und
einen Ring 3 auf.
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Das Hohlelement 2 hat einen
Formhohlraum 5, der die Formkammer zur Ausbildung der Dichtung und
des Verschlusses darstellt. Das Hohlelement 2 ist auch
mit einem Gehäuse 6 für zwei Injektoren 7 und 8 zum
Zuführen
des Kunststoffmaterials ausgerüstet,
die koaxial angeordnet und mittels einer einzigen Öffnung 9 für das Einspritzen
des Kunststoffmaterials mit dem Formhohlraum 5 in Verbindung
stehen.
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Der Formhohlraum 5 weist
ein Ende 10, eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 11 sowie zwischen
dem Ende und der Seitenwand einen Verbindungsbereich 12 auf.
Gemäß einer
in der 1 dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
befindet sich die Öffnung 9 in
der Mitte des Endes 10 des Formhohlraums 5.
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Der Kern 4 (von dem nur
der Endabschnitt in 1 dargestellt
ist) hat drei koaxiale Elemente, die relativ zueinander entlang
einer allgemeinen Längsachse
X-X bewegbar sind, d.h. mit einem inneren Element 13, einem
Zwischenelement 14 und einem äußeren Element 15.
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Innerhalb des im wesentlichen zylindrischen inneren
Elements 13 sind eine Aufwärtsleitung 16 und
eine Abwärtsleitung 17 untergebracht,
durch die ein Kühlfluid
strömen
kann.
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Das Zwischenelement 14 ist
koaxial außerhalb
des inneren Elements 13 angeordnet. Insbesondere weist
es einen Körper 18 und
einen Abschnitt 19, der einen größeren Durchmesser als der Körper hat
und mit ihm mittels einer Schulter 20 (4) verbunden ist, auf.
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Der Endabschnitt 19 ist
auch mit einem äußeren ringförmigen Rand 21 und
einem oberen ringförmigen
Rand 22 versehen. Der äußere ringförmige Rand 21 ist
derart ausgebildet, daß er
zwischen dem Ende 10 und der Seitenwand 11 der
Formkammer 5 mit der Wand des Verbindungsbereichs 12 im
Eingriff steht, wenn sich die Form in der Stufe des Formens der
Dichtung befindet. Wenn der Verbindungsbereich 12 kegelstumpfförmig ausgebildet
ist, hat der äußere ringförmige Rand 21 deshalb
vorzugsweise eine komplementäre
kegelstumpfförmige
Gestalt.
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Auch der obere ringförmige Rand 22 des
Endabschnitts 19 weist vorzugsweise eine Ringnut 23 zum
Ausbilden einer ringförmigen
Lippe auf, die von der Dichtung vorsteht.
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Das äußere Element 15 ist
außerhalb
des Zwischenelements 14 koaxial angeordnet. Das äußere Element 15 ist
mit einem Endabschnitt 25 mit einem Außengewinde zur Bildung der
mit einem Gewinde versehenen Schürze
des Verschlusses versehen.
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Wie auch in 4 gezeigt wird, liegt an dem Endabschnitt 24 des äußeren Elements 15 ein
oberer ringförmiger
Rand 25 vor, der derart gestaltet ist, daß er zu
der Schulter 20 des Kopfendes 19 des Zwischenelements 14 komplementär und in
der Lage ist, damit während
der Stufe der Verschlussbildung in Eingriff zu treten.
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Das Zwischenelement 14 und
das äußere Element 15 sind
auch mit einem Kühlsystem
ausgerüstet,
das vorzugsweise außerhalb
des äußeren Elements 15 ausgebildet
ist. Dieses System, das nicht dargestellt ist, besteht aus einem
Raum, der sich um das äußere Element
15 herum erstreckt und in dem ein Kühlfluid strömen kann.
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Insbesondere kann der Raum zwischen
einer inneren Büchse,
die in Kontakt mit dem äußeren Element 15 steht,
und einer äußeren Büchse, welche die
innere Büchse
umgibt, vorliegen: Die zwei Büchsen,
d.h. die innere Büchse
und die äußere Büchse, können sich
etwa so weit erstrecken wie die Formkammer, wenn sich die Form 1 in
ihrem Arbeitszustand befindet.
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Der Ring 3 besteht im wesentlichen
aus einer Platte mit einem zentralen Loch mit zylindrischen Wänden und
mit einem derartigen Durchmesser, daß ein gleitender Eingriff mit
dem Kern 4 zu dem Hohlelement 2 hin besteht und
ein Anliegen an die untere Wand des Hohlelements 2 in einer
lecksicheren Weise möglich
ist, wenn sich die Form 1 im Arbeitszustand befindet.
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Der Ring 3 dient dazu, den
Verschlussring des Verschlusses zu bilden.
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Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Form 1 sieht
im wesentlichen folgende Stufen vor:
Herstellen der Dichtung,
Aushärten
der Dichtung, Herstellen des Verschlusses, Aushärten des Verschlusses und Freigeben
des fertigen Verschlusses mit der Dichtung. Die Stufen der Dichtungsherstellung
und der Verschlussherstellung erfolgen durch Einspritzen geeigneter
thermoplastischer Materialien durch die Injektoren 8 bzw. 7 und
durch die Öffnung 9.
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Während
der Einspritz- und Härtungsstufen nimmt
der Formhohlraum 5 das Kopfende 26 des Kerns 4 auf,
während
der Ring 3 mit der unteren Wand des Hohlelements 2 im
Eingriff steht, wie in den 4 und 5 dargestellt ist.
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Wie jedoch unten noch weiter beschrieben wird,
bleibt ein Raum, der die eigentliche Formkammer bildet, zwischen
der oberen Oberfläche
des Kerns 4 und dem Ende 10 des Formhohlraums 5.
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Die Stufe der Dichtungsherstellung
besteht aus dem Einspritzen eines ersten Typs eines thermoplastischen
Materials, vorzugsweise von Polyethylen, in den Formhohlraum 5 und
dem nachfolgenden Abkühlen
des Kerns 4.
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Gemäß 4 werden der Ring 3 und der Kern 4 zuerst
entlang der Achse X-X zu dem Hohlelement 3 bewegt, so daß sich der
erstere an dem Hohlelement 2 anlegt und der letztere mit
seinem Kopfende 26 in dem Formhohlraum 5 aufgenommen wird.
Dann werden das innere Element 13 und das Zwischenelement 14 zusammen
weiter entlang der Achse X-X zu dem Ende 10 des Formhohlraums 5 bewegt,
bis der äußere ringförmige Rand 21 des
Endabschnitts 19 des Zwischenelements 14 an dem Verbindungsbereich 12 der
Formkammer 5 anliegt.
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In dieser Position bildet die obere
Oberfläche 27 des
Kerns 4 die dichtungsbildende Kammer 28. In 4 ist diese Bildungskammer 28 der
Klarheit halber schraffiert dargestellt.
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Mit Hilfe des Injektors 8,
der innerhalb des koaxialen Injektors 7 angeordnet ist,
findet das Einspritzen statt.
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Anschließend folgt die Stufe des Aushärtens. Während dieser
Stufe wird ein Kühlfluid
in Form eines Brunnens durch die Aufwärtsleitung 16 und
die Abwärtsleitung 17 des
inneren Elements 12 und gleichzeitig durch den außerhalb
des äußeren Elements 15 befindlichen
Raum geschickt.
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Nach Abschluss der Stufe der Abkühlung der Dichtung
wird das Zwischenelement 14 von dem Formhohlraum 5 zurückgezogen,
bis die Schulter 20 mit dem oberen ringförmigen Rand 25 des äußeren Elements 15 im
Eingriff steht.
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Während
dieser Bewegung bleibt die Dichtung an der oberen Oberfläche 27 des
Kerns 4 haften, und zwar als Ergebnis des eingespannten
Zustands zwischen der vorstehenden Lippe der Dichtung und der Nut 23.
Andere Systeme, beispielsweise eine an der oberen Oberfläche 27 ausgebildete Rändelung,
kann in ähnlicher
Weise vorgesehen sein, um die Dichtung an der Oberfläche festzuhalten.
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Wie 5 zeigt,
steht während
dieser Stufe die Schulter 20 des Endabschnitts 19 des
Zwischenelements 14 mit dem oberen ringförmigen Rand 25 des
Endabschnitts 24 des äußeren Elements 25 im Eingriff.
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Somit wird zwischen dem Zwischenelement 14 und
dem äußeren Element 15 eine
kontinuierliche Außenoberfläche zum
Ausbilden der Schürze
und der Oberseite des Verschlusses geschaffen, d.h. die Verbindung
zwischen diesen Elementen bildet keine Vorsprünge, Stufen und/oder Sprünge.
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Ferner steht der äußere ringförmige Rand 21 des
Zwischenelements 14 nicht länger mit der Oberfläche des
Verbindungsbereichs 12 des Formhohlraums 5 im
Eingriff. Somit wird die den Verschluß bildende Kammer 29 zwischen
dem Kern 4, dem Ring 3 und der Innenoberfläche des
Formhohlraums 5 gebildet. In der 5 ist zur besseren Klarheit die Formkammer 29 schraffiert
dargestellt.
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Zu diesem Zeitpunkt kann die Formkammer 29 einen
zweiten Typ eines thermoplastischen Materials, vorzugsweise Polypropylen,
aufnehmen, das bis zur Verflüssigung
erhitzt ist, um den Verschluß zu bilden.
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Dies geschieht durch Einspritzen
des Kunststoffmaterials mit Hilfe des Injektors 7, der
koaxial außerhalb
des Injektors 6 angeordnet ist.
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Es ist zu bemerken, daß die Form 1 noch
geschlossen ist, da weder das äußere Element 15 noch der
Ring 3 aus der An fangsposition des Verschlusses der Form
wegbewegt worden ist.
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Wie 5 zeigt,
wird bei diesem letztgenannten Einspritzen sowohl das Ende 10 als
auch die Seite 11 des Formhohlraums 5 gefüllt, um
die Oberseite bzw. die mit einem Gewinde versehene Schürze des
Verschlusses auszubilden.
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Ferner überlagert ein Teil des eingespritzten Kunststoffmaterials
die bereits gebildete Dichtung und verursacht ein teilweise Schmelzen
derselben. Nach dem Aushärten
bleibt somit die Dichtung an der Oberseite des Verschlusses fixiert.
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Das Aushärten findet in der gleichen
Weise statt, wie es oben für
die Stufe der Dichtungsherstellung beschrieben wurde.
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Schließlich wird die Form 1 geöffnet, und
es findet die Stufe der Freigabe des fertigen Verschlusses statt,
und zwar durch Auswerfen des Verschlusses aus dem Kern 4 durch
die Vorwärtsbewegung des
inneren Elements 13 zu dem Hohlelement 2 hin.
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Aus der vorstehenden Erfindung wird
klar, daß das
Konzept, auf dem die vorliegende Erfindung beruht, darin besteht,
daß es
möglich
ist, eine einzige Form zu benutzen, um sowohl die Dichtung als auch den
Verschluß herzustellen.
Dieses Konzept wird durch einen Kern verwirklicht, der durch zwei
Axialbewegungen innerhalb des Formhohlraums zuerst eine die Dichtung
bildende Kammer und anschließend
eine den Verschluß bildende
Kammer bereitstellt.
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Die Form und das Verfahren gemäß der Erfindung
vermeiden tatsächlich
die Komplexität
und den Raumbedarf einer zweiten Form oder eines zweiten Stempels
zur Herstellung der Dichtung.
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Im Ergebnis werden auch die Stufen
der Verschlussherstellung und der Dichtungsherstellung beschleunigt,
da sie in enger Aufeinanderfolge stattfinden.
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Es wurde tatsächlich berechnet, daß die Dauer
des Herstellungszyklus für
einen Verschluß mit
einer Dichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung im Vergleich zum Herstellungszyklus gemäß dem Stand
der Technik um mindestens etwa 50 verkürzt wird. Dies zeigt eine überraschende
Produktivitätszunahme,
die sogar etwa 60% erreichen kann.
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Ferner kann die oben beschriebene
Form auch in vorteilhafter Weise an vorhandenen Vorrichtungen angepaßt werden.
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Natürlich können verschiedene Varianten der
vorgenannten Form bereitgestellt werden.
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Insbesondere kann, wie in 2 gezeigt wird, die erfindungsgemäße Form
mit einem Kern ausgerüstet
werden, der statt aus drei nur noch aus zwei zylindrischen Elementen,
d.h. einem inneren Element und einen äußeren Element, besteht.
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Tatsächlich entspricht das äußere Element 30 gemäß 2 der Ausbildung des Zwischenelements 14 und
des äußeren Elements 15 gemäß 1 als einem einzigen Teil.
Das äußere Element 30,
das einen Körper 31 und
einen Endabschnitt 32 mit einem Rand 33 aufweist,
ist axial bewegbar, und zwar zwischen einer ersten Position, in
welcher der Rand 33 durch Anlegen an die Wände des
Formhohlraums 5, insbesondere an den Verbindungsbereich 12,
eine Kammer zur Herstellung der Dichtung bildet, und einer zweiten
Position, in die er entlang der Achse X-X zurückgezogen wird und in der er
nicht mehr an den Wänden
des Formhohlraums 5 anliegt und deshalb nicht mehr den
Formhohlraum 5 verschließt, der die Kammer für das Herstellen
des Verschlusses bildet.
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Das innere Element 34, das
dem inneren Element 13 gemäß 1 entspricht, folgt diesen zwei Bewegungen
und kooperiert zuerst bei der Bildung der Kammer zur Herstellung
der Dichtung und nachfolgend bei der Bildung der Kammer zur Herstellung
des Verschlusses. Ferner wird dann, wenn sich die Form am Ende der
Herstellung des Verschlusses öffnet,
das innere Element 34 relativ zu dem äußeren Element 30 vorwärtsbewegt,
so daß der
Verschluß aus
der Form ausgeworfen wird.
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Gemäß dem Stand der Technik, der
in 3 dargestellt ist,
besteht der Kern 4 aus einem einzigen Element 35,
das einen Körper 36 und
einen Endabschnitt 37 mit einem äußeren ringförmigem Rand 38 aufweist,
entsprechend der Bildung des inneren Elements 13, des Zwischenelements 14 und
des äußeren Elements 15 gemäß 1 als einziges Teil.
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Die Bewegungen des Elements 35 sind
identisch zu jenen, die bezüglich
des Zwischenelements 14 beschrieben wurden. Der Unterschied
im Vergleich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen bezieht sich auf
die Art, wie der fertige Verschluß aus der Form freigegeben
wird. In diesem Fall sind Freigabevorrichtungen, die auf dem Fachgebiet bekannt
sind, vorgesehen.
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Gemäß einer zweiten und einer dritten
Variante ist es auch möglich,
einen Verschluß mit
einer Dichtung herzustellen, die eine Vorrichtung zum Verankern
der Dichtung an dem Verschluß aufweist.
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Nachfolgend wird eine zweite Variante
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 bis 9 beschrieben,
in denen Teile, die auch bei den früheren Ausführungsformen vorliegen, mit
den gleichen Bezugsnummern versehen sind und nicht weiter beschrieben
werden.
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Gemäß den 6 und 7 hat
die Form 101 einen Kern 39, der ein inneres Element 40,
das sehr ähnlich
dem inneren Element 13 gemäß 1 ist, ein Zwischenelement 41 und
ein äußeres Element 42 aufweist.
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Das Zwischenelement 41 ist
ein Hohlzylinder, der an seinen zwei Enden offen und an der Außenseite
des inneren Elements 40 koaxial angeordnet ist. Wie am
besten in der 6 dargestellt
ist, weist das Zwischenelement 41 an seiner oberen ringförmigen Oberfläche, welche
seinen Rand bildet, eine kreisförmige
Reihe von Vorsprüngen 44 auf,
die in regelmäßigen Abständen in
Querausnehmungen 43 gelagert sind.
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Die Vorsprünge 44 sind in ihrer
Breite geringer bemessen als die Breite der oberen ringförmigen Oberfläche des
Zwischenelements 41 und sind darauf im wesentlichen in
zentrierten Positionen angeordnet. Die Vorsprünge 44 sind vorzugsweise
im wesentlichen rechteckig ausgebildet. Allgemein gesagt können sie
von verschiedener Gestalt sein.
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Mit anderen Worten, die Vorsprünge 44 sind zinnenförmig ausgebildet,
wobei sich ihre vorstehenden Abschnitte in einer kreisförmigen Anordnung
befinden und durch Zwischenräu me
getrennt sind, die im wesentlichen in regelmäßigen Abständen angeordnet sind.
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Das äußere Element 42 ist
ein Hohlzylinder, der ebenfalls an seinen zwei Enden offen und koaxial an
der Außenseite
des Zwischenelements 41 angeordnet ist. Das äußere Element 42 weist
einen Körper 45 und
ein Kopfende 46 mit einem äußeren ringförmigen Rand 47 und
einem oberen ringförmigen
Rand 48 auf.
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Der äußere ringförmige Rand 47 ist
derart ausgebildet, daß er
mit der Wand des Verbindungsbereichs 12 zwischen dem Ende 10 und
der Seitenwand 11 der Formkammer 5 im Eingriff
steht, wenn sich die Form in der Stufe der Herstellung der Dichtung
befindet, wie oben ausführlich
beschrieben wurde.
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Der obere ringförmige Rand 48 ist
mit einer inneren Ausnehmung 49 versehen, die mit der Außenwand
des Zwischenelements 41 zusammenwirkt, um eine ringförmige Ausnehmung
zu erzeugen, welche für
die Bildung der vorstehenden ringförmigen Lippe der Dichtung geeignet
ist. Der obere ringförmige
Rand 48 ist auch vorzugsweise mit einer ersten Nut 50,
die an der Unterseite des äußeren ringförmigen Rands 47 ausgebildet
ist, und mit einer zweiten Nut 51, die sich zwischen der
Ausnehmung 49 und der ersten Nut 50 befindet,
versehen. Die erste und die zweite Nut dienen zur Erzeugung eines
kreisförmigen äußeren Rands
bzw. eines kreisförmigen zahnartigen
Elements der Dichtung, um deren Abdichtung gegen den oberen Rand
des Halses einer Flasche zu verbessern.
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Die Benutzung der soeben beschriebenen Variante
der Erfindung wird nachfolgend erläutert.
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Gemäß 8 wird der Kern 39 mit seinem Kopfende 52 im
Innern des Formhohlraums eingesetzt, so daß das äußere Element 42 an
der Innenwand des Verbindungsbereichs 12 zwischen dem Ende 10 und
der Seitenwand 11 des Formhohlraums anliegt. In dieser
Position liegt das Zwischenelement 41 mittels der Vorsprünge 44 an
dem Ende 10 an, während
sich das innere Element 40 in einer vorgegebenen Entfernung
vor dem Ende 10 befindet.
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Zu diesem Zeitpunkt kann das thermoplastische
Material zur Herstellung der Dichtung eingespritzt werden, wie oben
ausführlich
erläutert
wurde.
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Natürlich füllt das flüssige Kunststoffmaterial zuerst
den Raum zwischen der oberen Oberfläche des inneren Elements 40 und
dem Ende 10 des Formhohlraums 5 und nachfolgend
durch die Ausnehmungen 43 den Raum, der durch das Ende 10, die
Innenwand des Verbindungsbereichs 12 und das äußere Element 42 gebildet
wird.
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Die soeben hergestellte Dichtung
wird dann ausgehärtet,
wie oben bereits ausführlich
erläutert wurde.
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Alle drei Elemente, das innere Element 40, das
Zwischenelement 41 und das äußere Element 42, werden
dann vom Ende 10 des Formhohlraums 5 zurückgezogen,
so daß die
Kammer für
die Herstellung des Verschlusses gebildet wird, wie in 9 gezeigt wird.
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Wie für die vorstehenden Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist zu erwähnen,
daß der Ring 3 an
dem Formhohlraum 5 anliegt, um den Hohlraum im Zusammenwirken
mit dem äußeren Element 42 zu
verschließen
und gleichzeitig den Sicherheitsring des Verschlusses auszubilden.
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Vor dem Einspritzen des thermoplastischen Materials
wird das Zwischenelement 41 bezüglich des inneren Elements 40 und
des äußeren Elements 42 weiter
zurückgezogen,
um einen Leerraum 53 zu erzeugen, der sich durch die Dicke
der Dichtung hindurch erstreckt.
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Der Leerraum 53 hat notwendigerweise
eine Gestalt, die im wesentlichen zu jener der oberen Oberfläche des
Zwischenelements 41 komplementär ist.
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Zu diesem Zeitpunkt kann das thermoplastische
Material zur Herstellung des Verschlusses eingespritzt werden. Natürlich füllt dieses
verflüssigtes Material
den Raum, der durch das Ende 10, die Seitenwand 11,
den Verbindungsbereich 12 und die Kopfenden des inneren
Elements 40, des Zwischenelements 41 und des äußeren Elements 42 gebildet wird.
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Das thermoplastische Material füllt auch
den Raum 53.
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Anschließend erfolgt das Aushärten des
Verschlusses, wie oben beschrieben.
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Die Erzeugung des Raums 53 hat
somit offensichtlich den Zweck, durch ein mittels Gestaltung erreichtes
Koppeln zwischen der Oberseite des Verschlusses und der Dichtung
eine Art festen Eingriff herbeizuführen.
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Gemäß einer dritten Variante der
vorliegenden Erfindung, wie in den 10 und 11 dargestellt ist, weist
die Form 102 einen Kern 54 auf, der durch ein
inneres Element 55 und ein äußeres Element 56 gebildet
wird, die koaxial angeordnet sind. Das äußere Element hat einen Körper 57 und
einen Endabschnitt 58, der mit einem äußeren ringförmigen Rand 59 und
einem oberen ringförmigen
Rand 590 versehen ist.
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Der obere ringförmige Rand 590 weist
vorzugsweise eine Nut 591 auf, die zur Nut 49 des äußeren Elements 42 der
Form 101 gemäß 6 identisch ist.
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Ferner hat der Formhohlraum 60 ein
Ende 61, an dem ein ringförmiger Vorsprung 62 mit
einem schwalbenschwanzförmigen
Querschnitt vorlegt. Dieser Vorsprung 62 ist der Innenseite
des Formhohlraums zugewandt.
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10 zeigt
die Position der Form während der
Herstellung der Dichtung, wobei das Kopfende 63 des Kerns 54 innerhalb
des Formhohlraums 60 angeordnet ist. Die Dichtung und der
Verschluß werden hergestellt,
wie oben ausführlich
erläutert
wurde.
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Die Dichtung 64 hat somit
eine Ausnehmung 65 mit einer Form, die zu jener des Vorsprungs 62 komplementär ist.
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Wie in 11 dargestellt
ist, wird während der
Stufe des Formen des Verschlusses die Ausnehmung 65 durch
einen Teil des Materials an der Oberseite des Verschlusses gefüllt. Somit
wird eine feste, durch die Gestalt gebildete Kopplung mit der Dichtung 64 erreicht.
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Gemäß einer (nicht dargestellten)
Variante dieser letztgenannten Anordnung kann der Formhohlraum 60 eine
Ringnut mit einem schwalbenschwanzförmigen Querschnitt aufweisen,
die in dem Ende 61 ausgebildet ist.
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Natürlich befinden sich in diesem
Fall die Merkmale zum Verankern der Dichtung an dem Verschluß in umgekehrten Positionen,
verglichen mit den oben soeben beschriebenen Merkmalen. Tatsächlich erstrecken
sich die Vorsprünge 62 gemäß 10 von der Dichtung aus
und stehen im Eingriff mit komplementären Ausnehmungen, welche in
der Dicke der Oberseite des Verschlusses ausgebildet sind.
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Wie in den 12 und 13 dargestellt
ist, weist gemäß einer
vierten Variante der vorliegenden Erfindung die Form 103 einen
Kern 70 auf, der durch ein inneres Element 71,
ein Zwischenelement 72 und ein äußeres Element 73 gebildet
wird, die koaxial angeordnet sind.
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Teile, die auch bei den früheren Ausführungsformen
vorliegen, werden mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet und
werden nicht weiter beschrieben.
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Das äußere Element 73 hat
einen Körper 74 und
einen Endabschnitt 75, an dem sich ein äußerer ringförmiger Rand 76 und
ein oberer ringförmiger Rand 77 befinden.
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Insbesondere ist die Gestalt des
Endabschnitts 75 im wesentlichen mit jener identisch, die unter
Bezugnahme auf die Ausführungsform
gemäß 6 beschrieben wurde, und
ist vorzugsweise mit einer Nut 750 versehen, die im wesentlichen
mit der in 6 dargestellten
Nut 49 identisch ist und zur Bildung der vorstehenden ringförmigen Lippe
der Dichtung dient.
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Ferner haben das innere Element 71 und
das Zwischenelement 72 jeweils im wesentlichen eine flache
obere Oberfläche 78 bzw.
eine flache obere Oberfläche 79,
so daß sich
ein Anliegen an das Ende 10 des Formhohlraums 5 der
Form 103 ergibt.
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Der Formhohlraum 5 steht
durch eine jeweilige Öffnung
mit zwei getrennten Injektoren 81 bzw. 82 in Verbindung.
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Insbesondere ist die Öffnung des
Injektors 81 im Bereich des oberen ringförmigen Rands 77 des äußeren Elements 73 und
die Öffnung
des Injektors 82 in dem Bereich der oberen Oberfläche des
inneren Elements 71 angeordnet.
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Gemäß 12 ist die Form 103 derart angeordnet,
daß der
Endabschnitt 75 des Kerns 70 in den Formhohlraum 5 eingesetzt
ist, und zwar derart, daß der äußere ringförmige Rand 76 des äußeren Elements 73 an
dem Verbindungsbereich 12 anliegt, wie oben ausführlich beschrieben
wurde.
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Ferner liegen die obere Oberfläche 78 und die
obere Oberfläche 79 des
inneren Elements 71 bzw. des Zwischenelements 72 an
dem Ende 10 des Formhohlraums 5 an.
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Offensichtlich ist in dieser Position
die Kammer 28 zur Herstellung der Dichtung auf einen ringförmigen Abschnitt
reduziert, der an der Außenseite durch
den oberen ringförmigen
Rand 77 des äußeren Elements 73,
an der Oberseite durch das Ende 10 des Formhohlraums 5 und
an der Innenseite durch das Zwischenelement 72 gebildet
wird.
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Das thermoplastische Material wird
dann durch den Injektor 81 eingespritzt und abgekühlt, wie oben
ausführlich
beschrieben wurde.
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Wie in 13 dargestellt
ist, werden während
der Stufe der Herstellung des Verschlusses das innere Element 71,
das Zwischenelement 72 und das äußere Element 73 zusammen
aus dem Formhohlraum 5 zurückgezogen, so daß die Kammer 29 zur Herstellung
des Verschlusses gebildet wird.
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Insbesondere bleibt die ringförmige Dichtung,
welche während
der vorhergehenden Stufe hergestellt worden ist und zur besseren
Klarheit in 13 schraffiert
dargestellt ist, an dem oberen ringförmigen Rand 77 des äußeren Elements 73.
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Zu diesem Zeitpunkt wird mit Hilfe
des Injektors 82 das thermoplastische Material eingespritzt, um
den Verschluß herzustellen.
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Das thermoplastische Material wird
dann abgekühlt,
wie oben beschrieben wurde.
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Bei dieser letztgenannten Ausführungsform sind
die Injektoren für
das thermoplastische Material nicht koaxial sondern nebeneinander
angeordnet, können
aber auch auf der Grundlage spezieller Erfordernisse in anderen
relativen Stellungen zueinander positioniert werden.
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Der erfindungsgemäßen Form können in Abhängigkeit von den Erfordernissen
verschiedene Gestalten verliehen werden. Beispielsweise kann das Gewinde
an dem äußere Element
einen oder mehrere Anfänge
aufweisen.
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Ferner ist es auch möglich, einen
einzigen Injektor vorzusehen, dem zuerst eine erste Art eines thermoplastischen
Materials und nachfolgend eine zweite Art eines thermoplastischen
Materials zugeführt
wird, um die Dichtung bzw. den Verschluß herzustellen.
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Das extern angeordnete Kühlsystem
kann durch einen Kreislauf ersetzt werden, der aus einer schraubenförmigen Leitung
besteht, die sich als Ausnehmung an der äußeren Sei tenoberfläche des
Zwischenelements befindet, so daß die Kühlflüssigkeit auch über die
innere Seitenoberfläche
des äußeren Elements
strömt.
Der vorgenannte Kreislauf ist mit Dichtungen versehen, um eine Leckage
der Kühlflüssigkeit
zwischen dem Zwischenelement und dem äußeren Element zu verhindern.
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Die Form kann auch eine derartige
Größe aufweisen,
daß je
nach den Anforderungen Verschlüsse
mit verschiedenen Durchmessern hergestellt werden.
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Insbesondere ist es mit der erfindungsgemäßen Form
möglich,
Verschlüsse
für Behälter im
Allgemeinen herzustellen, beispielsweise für Flaschen zur Aufnahme von
Getränken,
für Kolben
und für
Gläser zur
Aufnahme von eingemachten Nahrungsmitteln.
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Das Material, aus dem die Form hergestellt wird,
kann aus Metallen, leichten Legierungen, Schablonen, die in geeigneter
Weise mit schmelzbaren Legierungen verstärkt und mit durch Zerstäuben darauf
abgeschiedenen Metallen beschichtet worden sind, sowie weiteren
Materialien, die für
spezielle Situationen geeignet sind, ausgewählt werden.
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Die Formen können von der Art sein, die zwei
oder drei Platten aufweist.
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Ferner kann das für die Herstellung des Verschlusses
und der entsprechenden Dichtung eingesetzte thermoplastische Material
in Abhängigkeit
von den Erfordernissen oder besonderen Bevorzugungen variieren.
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Die erfindungsgemäße Form kann vorzugsweise eine
(nicht dargestellte) Bedienungs- und Steuereinheit zum Messen und Steuern
des Abstands zwischen dem Ende und dem Kern während der verschiedenen Stufen
des Formens des Verschlusses mit der Dichtung aufweisen.
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Aus der obigen Beschreibung geht
deutlich hervor, daß die
Form und das Verfahren zur Herstellung des Kunststoffverschlusses
mit Dichtung gemäß der Erfindung
die eingangs dieser Beschreibung genannten Anforderungen erfüllen und
gleichzeitig die Nachteile der Formen und Verfahren des Standes
der Technik überwinden.
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Um zufällige und spezielle Anforderungen
zu erfüllen,
kann natürlich
ein Fachmann auf dem vorliegenden Gebiet bei der oben beschriebenen
Form und dem angegebenen Verfahren zum Herstellen von Kunststoffverschlüssen mit
Dichtung viele Modifizierungen und Varianten benutzen, die aber
alle innerhalb des Bereichs der Erfindung liegen, wie sie in den
folgenden Ansprüchen
definiert ist.