DE8104398U1 - Schliesskopf fuer schmelzkleberbeschichtete deckelfolien an lebensmittelbehaeltern - Google Patents

Description

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Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Schließkopf fUr innenseitig schmelzkleberbeschichtete Deckelfolien an Lebensmittelbehältern, insbesondere für Glasbehälter, wie Joghurt- oder Milchflaschen, mit einem stirnseitig im Schließkopf eingelassenen, beheizbaren entropieelastischen - insbesondere gummielastischen - Druckring zur Beaufschlagung des Randbereichs der Deckelfolie,.

Zum Verschließen eines Glasbehälters, wie z.B. einer Joghurt- oder Milchflasche, verwendet man häufig Aluminium-Deckelfolien, welche an ihrer dem Behälter-Öffnungsrand gegenüberliegenden Innenseite mit einer Schmelzkleberbeschichtung, z.B. in Form einer aufkaschierten Schmelzkleberfolie oder in Form eines Schmelzkleberlackes versehen sind. Derartige Schmelzkleberfolien oder Schmelzkleberlacke können im wesentlichen aus Misch-Polyamiden oder aus Polyamin-Produkten bestehen. Nach dem Befüllen des Glasbehälters wird eine solche Deckelfolie mit ihrer Innenseite auf den Behälteröffnungsrand gelegt und mit letzterem unter Aufbringen von Druck und Wärme verklebt. Dieses geschieht häufig derart, daß ein Schließkopf mit einer Stahl-Schließplatte auf den mit einer Deckelfolie versehenen Behälterrand abgesenkt wird. Eine der beheizten Stahlplatte in Schiießrichtung vorgelagerte kegelstumpfförmige Mantelinnenfläche sorgt hierbei für eine Zentrierung der zu verschließenden Anordnung und ggf. für ein seitliches Anschmiegen bzw. Umkümpeln des äußersten überstehenden Deckel- Randbereichs an den oberen Behälterrand.

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Der vorbeschriebene, mit einer beheizten stählernen Druckplatte versehene, durch offenkundige Vorbenutzung bekannt gewordene Schließkopf kann nur dann zuverlässig arbeiten, wenn die zu verklebende behälterseitige Dichtfläche, welche sich entweder plan in der Behälter-Radia.l ebene oder aber in der Form eines kegelstumpfförmigen Außenmantels nach oben hin verjüngend erstreckt, einwandfrei ist. Sobald die Dichtfläche Unebenheiten außerhalb eines gewissen Toleranzbereichs aufweist, ist eine einwandfreie Klebeverbindung bzw. eine einwandfreie Dichtwirkung zwischen dem Randbereich der Deckel folie und der Dichtfläche des Behälters nicht mehr gewährleistet .

Diese außerhalb des Toleranzbereichs liegenden Unregelmäßigkeiten versucht man durch Ausgestaltung des Schließkopfes zu kompensieren. Dieses geschieht beim eingangs beschriebenen Schließkopf dieser Gattung dadurch, daß man anstelle der stählernen Schließplatte einen Druckring aus Fluorkautschuk vorsieht, der sich und die schmelzkleberbeschichtete Deckelfolie an die unregelmäßige behälterseitige Dichtfläche anschmiegen soll. Dieser durch offenkundige Vorbenutzung bekannte Schließkopf konnte in der Praxis wegen der geringen Temperaturstandfestigkeit seines Druckringes nicht überzeugen. Da an der zur Anlage mit der Deckelfolie bestimmten Kontaktfläche des Druckringes eine Temperatur von cirka 300° C herrschen muß, versprö'det der Werkstoff des Druckringes bereits nach relativ kurzer Standzeit bis zur Unbrauchbarkeit.

Ein anderer offenkundig vorbenutzter derzeitig gebräuchlicher Schließkopf enthält in seiner dem Behälter-Dichtbereich gegenüberliegenden Stirnfläche eine nach unten offene, mit einer Hartbronzefolie verschlossene Kreisringnut. Die Kreisringnut ist mit einem Zinnlot ausgefüllt, welches sich bei Erhitzung des Siegelkopfes auf etwa 330° C, einen Flüssig-

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keitstoroiden bildend, verflüssigt. Die Bronzehartfolie bildet die Kontaktfläche zur Wärme-Druckbeaufschlagung der Deckelfolie. Mit diesem vorbekannten Siegelkopf ist zwar eine einwandfreie Anpassung an Unregelmäßigkeiten der behälterseitigen Dichtfläche möglich, jedoch ist die Bronzehartfolie dieser Anordnung bereits nach cirka viertausend Arbeitsspielen verschlissen.

Ein anderer offenkundig vorbenutzter Schließkopf verwendet eine aus dünnem Federstahlblechen bestehende Druckplatten-Anordnung, welche wegen ihres komplizierten Aufbaus und wegen ihrer unzureichenden Fähigkeit, sich an Höhenunebenheiten anzuschmiegen, nicht befriedigt.

Ausgehend von dem eingangs beschriebenen, einen Druckring aus entropieelastischem Werkstoff enthaltenden Schließkopf dieser Gattung, liegt der Erfindung im Bewußtsein der Nachteile des Bekannten die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung einer einfachen Bauweise einen Schließkopf zu schaffen, welcher bei erheblicher Erhöhung seiner Betriebsstandszeit ein einwandfreies Anschmiegen der Deckelfolie an unregelmäßige, insbesondere Höhenunebenheiten, aufweisende behälterseitige Dichtflächen - und damit eine dichte Klebeverbindung - gestattet. Entsprechend der Erfindung wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druckring zu einem wesentlichen Anteil aus Metallpulver besteht, welches, fein und gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des Druckringes verteilt, in den entropieelastischen Werkstoff eingelagert ist.

Durch die besondere Ausgestaltung des Druckringes ist es mit dem erfindungsgemäßen Schließkopf grundsätzlich möglich, bei hinreichend hoher Temperatur (cirka 300 C) an der Kontaktfläche des Druckringes eine Betriebsstandzeit

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von 60.000 Arbeitsspielen und mehr bei gleichbleibender Gummielastizität des Druckringes, verbunden mit der Fähigkeit, sich
an Unregelmäßigkeiten der behälterseitigen Dichtfläche anzuschmiegen, zu erzielen.

Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den Zeichnungen in Verbindung mit der
Zeichnungsbeschreibung.

Insbesondere eine vorteilhafte Kombinationswirkung begründen bei einem aus einer Zeikomponentenmasse bestehenden
Silikon- kautschuk die Merkmale entsprechend den Ansprüchen 7,
8, 9 und 12. Bei dieser besonderen Kombination bilden die Merkmale entsprechend dem Anspruch 9 eine besonders vorteilhafte | Ausführungsform. %

In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbeispiele f

der Erfindung näher dargestellt, es zeigen: §

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Schließkopf, *

dessen Druckring die Oberseite einer auf der Dichtfläche I

eines Behälterrandes aufliegenden Deckelfolie beauf- |

schlagt, I

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung entsprechend |

den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt (bei dieser f

Ausführungsform erstreckt sich die behälterseitige Dicht- |

fläche in der Radialebene des Behälters) und ^ Fig. 3 eine der Detaildarstellung gemäß Fig. 2 ähnelnde

Darstellung mit dem Unterschied, daß der in Fig. 3 ge- ':[

zeigte Behälter eine überwiegend kegelstumpfförmige }■

Dichtfläche aufweist. {

In Fig. 1 ist der Schließkopf insgesamt mit der Bezugs- _: ziffer 10 bezeichnet.

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Der Schließkopf 10 weist einen Grundkörper 11 auf, welcher oberseitig mittels einer Haltebuchse 12, an einem nicht dargestellten Träger befestigt, mit diesem entsprechend dem Doppelpfeil y auf- und abbeweglich antreibbar ist.

Oberseitig sind am Umfang des im wesentlichen rotationssymmetrischen Grundkörpers 11 Federbolzen 13 im Abstand voneinander befestigt, welche wiederum relativ beweglich mit der Haltebuchse 12 verbunden sind. Die Druckfedern 14 der Federbolzen 13 gestatten eine federnd nachgiebige Druckbeaufschlagung des Glasbehälters 15, welcher auf einem in Förderrichtung χ intermittierend angeordneten, lediglich gestrichelt angedeuteten Förderband 16 steht.

An seiner dem Glasbehälter 15 zugewandten Stirnseite besitzt der Grundkörper 11 eine Ringnut 17, deren radial innenliegende Nutwand 18 hinterschnitten und deren radial außenliegende Nutwand 19 axial, d.h. parallel bzw. koaxial zur Achse ζ verläuft.

In der Nut 17 ist ein gummielastischer Druckring 20 aufgenommen, dessen kreisringförmige Kontaktfläche 21 auf der Oberseite eines innenseitig mit einer Schmelzkleberschicht 22 versehenen Deckels 23 aus Aluminiumfolie drückt.

Im Bereich seiner äußeren Kontaktfläche 21 ist der Druck ring 20 mittels eines Halteringes 24 gehalten, dessen Innenseite die Innenmantelfläche 25 eines Kegelstumpfes bildet. Der Innenmantelfläche 25 kommt eine Zentrierfunktion für den Fall zu, daß das Förderband 16 bei hochliegendem Schließkopf nicht exakt unter diesem angeordnet ist. Sobald der Schließkopf niedergeht, zentriert die Innenmantelfläche 25 den Glasbehälter 15 selbsttätig.

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Der Querschnitt der Nut 17 weist gegenüber dem Querschnitt des Druckringes 20 ein gewisses Untermaß auf. Dieses Untermaß läßt sich nach der Erfahrung so bemessen, daß bei einer Erwärmung des Grundkörpers 11 mittels der Heizmanschette 26 auf Nenntemperatur sich der Druckring satt an die Nutwände 18, 19 sowie an das Nuttiefste 27 anlegt, ohne daß sich die Kontaktfläche 21 merklich konvex vorquellend deformiert. Ein derartiges konvexes Vorquellen der Kontaktfläche 21 soll nach Möglichkeit vermieden werden. Die Kontaktfläche 21 soll im erhitzten Zustand des Druckringes 20 bei den Ausführungsformen entsprechend den Fig. 1 und 2 im wesentlichen plan verlaufen, um eine satte Anlage des Deckels 23 an die sich radial und plan erstreckende Dichtfläche 28 des Glasbehälters 15 zu gewährleisten. Die im Nuttiefsten 27 mündenden Entlüftungsbohrungen 30 sollen Luftpolster verhindern, welche ansonsten bei Erwärmung des Schließkopfes 10 zu einem nachteiligen Aufwölben der Kontaktfläche 21 führen könnten.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Dichtfläche 28a des Glasbehälters 15a im wesentlichen nach Art einer Außenmantelfläche eines Kegelstumpfes ausgebildet. Die Kontaktfläche 21a des Druckringes 20a hat demgemäß einen an die Dichtfläche 28a und deren gewölbter Randzone 29 angepaßten raumflächenartigen Verlauf.

Es bleibt noch zu erwähnen, daß zur Temperaturüberwachung des Schließkopfes im Grundkörper 11 ein Temperaturfühler 31 eingelassen ist.

Als zur Herstellung des erfindungsgemäßen Druckringes geeignet sind folgende kaltvernetzende Zweikomponentenmassen aus Silikonkautschuk:

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Die unter dem Warenzeichen SILASTIC in Verkehr gebrachter Silikonkautschuke der Firma DOW CORNING, Brüssel, Belgien, und zwar die Typen E RTV, J RTV, 3110 RTV, 3112 RTV und 3120 RTV. Von letztgenannter Firma hat sich ebenfalls der heißvernetzende Zweikomponenten-Silikonkautschuk SILASTIC 4600 als zum Zweck der Erfindung verwendbar erwiesen.

Außerdem für die Zwecke der Erfindung verwendbar ist ein heißvulkanisierender Zweikomponenten-Silikonkautschuk der Typenbezeichnung R 350 V sowie der Typenbezeichnung R 350 VS, jeweils der Firma WACKER-Chemie GmbH, München.

Als in die gummielastische Zeikomponentenmasse einzubettendes Metallpulver hat sich insbesondere eine CuAL-Pulverlegierung als vorteilhaft gezeigt, welches als Auftragsschweii pulver verwendet wird. Dieses Auftragsschweißpulver wird untei der Typenbezeichnung Roto Tec Frix Tec 19850 von der Firma CASTOLIN GmbH, 6239 Kriftel, angeboten. Diese CuAL-PuIver-

3 legierung verfügt über eine Dichte von 7,52 g/cm . Die Partikel dieses Auftragsschweißpulvers sind im wesentlichen kugelig. Die kugelige Partikelform verbessert die Wärmeleitfähigkeit sowie die Flexibilität bei größerer Standzeit in nicht erklärbarer Weise erheblich.

Es hat sich gezeigt, daß die Shore-Härte des Druckringes 20,20a mit zunehmendem Metallanteil steigt. In Verbindung mit den vorgenannten kaltvernetzenden Zweikomponenten-Silikonkautschuken hat sich ein Metallpulveranteil (sei es mit dem vorerwähnten Auftragsschweißpulver oder mit dem unten erwähnten Reinkupferpulver) am Druckring von cirka 70 Gewichtsprozenten als besonders vorteilhaft herausgestellt. Bei dieser Metallpulver-Gewichtsanteil beträgt die Shore-Härte etwa 58-60, wobei durch härtere Einstellung des kaltvernetzenden

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Zweikomponenten-Silikonkautschuks eine Shore-Härte von 70 erzielbar ist.

Als Metallanteil ist mit den vorerwähnten Gewichtsanteilen auch Reinkupfer-Pulver (mit 98 % Reinheitsgrad) verwendbar, obwohl es als Kugelmühlenprodukt (in diesem Falle) aufgrund der Duktilität des Kupfers nicht die besonders vorteilhafte kugelige sondern vielmehr eine plättchenförmige Partikelform aufweist. Das verwendete Reinkupfer besitzt folgendes Körnungsband: 70 Gewichtsprozent zwischen 8 u m und 35yicm, 20 Gewichtsprozent <8 m und 10 Gewichtsprozent "^- 35ic m. |;

Claims (18)

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   Anmelder: HAMBA-Maschinenfabrik

   Hans A. Müller GmbH & Co. KG, Buchenhofener Str, 49,

   5600 Wuppertal 14

   Bezeichnung der Schließkopf für schmelzkleberbe-

   Erfindung: schichtete Deckelfolien an Lebens

   mitte !behältern

   Ansprüche

   [■ 1. Schließkopf für innenseitig schmelzkleberbeschichtete

   ^:i Deckelfolien an Lebensmittelbehältern, insbesondere für Glasbehälter, wie Joghurt- oder Milchflaschen, mit einem stirnseitig im Schließkopf eingelassenen, beheizbaren entropieelastischen - insbesondere gummielastischen - Druckring zur Beaufschlagung des Randbereichs der Deckelfolie, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (20,2Oa) zu einem wesentlichen Anteil aus Metallpulver besteht, welches, fein und gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des Druckringes (20,20a) verteilt, in den entropieelastischen Werkstoff eingelagert ist.
2. 2. Schließkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der entropieelastische Werkstoff als Zweikomponentenmasse ausgebildet ist.

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3. 3. Schließkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponentenmasse kaltvernetzend ist.
4. 4. Schließkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponentenmasse heißvernetzend ist.
5. 5. Schließkopf nach Anspruch 2 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponentenmasse ein Silikonkautschuk ist.
6. 6. Schließkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponentenrnasse ein Fluorkautschuk ist.
7. 7. Schließkopf nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Druckring (20,2Oa) das Metallpulver gewichtsanteilig überwiegt.
8. 8. Schließkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer kaltvernetzenden Zv/eikomponentenmasse der Druckring (20,20a) etwa 55 bis etwa 75 Gewichtsprozente Metallpulver enthält.
9. 9. Schließkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer kaltvernetzenden Zeikomponentenmasse der Druckring (20,20a) etwa 70 Gewichtsprozente Metallpulver enthält.
10. 10. Schließkopf nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet _t daß bei einer heißvernetzenden Zweikomponentenmasse der Druckring (20,2Oa) etwa 30 bis etwa 40 Gewichtsprozente Metallpulver enthält.

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11. 11. Schließkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer heißvernetzenden Zweikomponentenmasse der Druckring (20,2Oa) etwa 35 Gewichtsprozente Metallpulver enthält.
12. 12. Schließkopf nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver gänzlich oder überwiegend aus Kupfer besteht.
13. 13. Schließkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver einen Korngrößenbereich von etwa 125 /a m bis 10 Aim mit einem überwiegenden Anteil im Bereich von etwa 110 Mm bis 40 Aim aufweist.
14. 14. Schließkopf nach Anspruch 12 oder nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallpulver-Partikel eine im wesentlichen kugelige Gestalt aufweisen.
15. 15. Schließkopf nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver ein an sich bekanntes Auftragsschweißpulver, bestehend aus einer CuAL-Pulverlegierung mit einer Dichte von 7,52 g/cm , ist.
16. 16. Schließkopf, bei welchem der Druckring in einer zur Behälteröffnung hin offenen Ringnut aufgenommen ist, nach Anspruch 1 oder nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (17) einen hinterschnittenen, z.B. schalbenschwanzförmigen Querschnitt, aufweist.
17. 17. Schließkopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckring (20,20a) des unbeheizten Schließkopfes (10) ein seine Ausdehnung bei Schließkopf-Nenntemperatur berücksichtigendes Untermaß aufweist.

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18. 18. Schließkopf nach Anspruch 16 oder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in das Tiefste (27) der Ringnut (17) Entlüftungsbohrungen (30) münden.