DE949991C

DE949991C - Verschluss fuer Behaelter mit Stuelpdeckel und Verfahren sowie Vorrichtung zum Verschliessen der damit versehenen Behaelter

Info

Publication number: DE949991C
Application number: DEK14963A
Authority: DE
Inventors: Walter Kunik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-07-29
Filing date: 1952-07-29
Publication date: 1956-09-27

Description

Verschluß für Behälter mit Stülpdeckel und Verfahren sowie Vorrichtung zum Verschließen der damit versehenen Behälter Zur Erzielung eines dichten Sitzes des Stülpdeckels auf Behältern, wie Dosen od. dgl., aus thermoplastischen Kunststoffen, etwa solchen, die auf der Grundlage von Polystyrolen hergestellt sind, ist es bekannt, den Innendurchmesser des Deckelrandes um ein geringes Maß kleiner zu halten als den Außendurchmesser der Dose und den Deckel leicht nach oben auszuwölben, so daß bei Druck auf die Deckelauswölbung der Rand leicht aufgeweitet wird und sich dann über den Rand der Dose schieben läßt. Mit der Freigabe des Deckels versucht dieser seine Ausgangsform wieder einzunehmen, wodurch 'der Deckelrand fest an die Wandung der Dose gepreßt wird. Wenn auch auf diese Weise ein verhältnismäßig dichter Abschluß erreicht werden kann, so genügt dieser jedoch nicht den Erfordernissen der Konservenindustrie oder für sonstige Verpackungszwecke, bei denen es darauf ankommt, nicht nur einen dichten, sondern auch vor zufälliger Lockerung geschützten Verschluß zu haben. Man hat daher auch schon vorgeschlagen, den Deckel an der Dose mittels eines Lösungsmittels für den betreffenden Kunststoff zu verkleben oder die beiden Teile durch Erwärmen miteinander zu verschweißen. Es wird hierdurch eine zusätzliche Sicherung des Deckels an dem Behälter erreicht, doch eignet sich auch diese Maßnahme nicht zur Verwendung in solchen Industriezweigen, in denen das in dem verschlossenen Behälter untergebrachte Gut noch einer Wärmebehandlung (Konservierung) unterzogen werden muß, weil diese Verklebung oder Verschweißung, sofern sie um den ganzen Rand herumgeführt ist, den Austritt von Luft oder Flüssigkeit aus der Dose beim Erhitzen nicht zuläßt. Eine Verschweißung oder Verklebung an nur einzelnen Stellen des Randes kann auch bei bestem Klemmsitz des Deckels das Einsaugen von Luft in diese nach dem Erkalten nicht verhindern.
Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung des Verschlusses eines durch einen Stülpdeckel verschließbaren Behälters, insbesondere einer Konservendose, der in verschlossenem Zustand bei gesicherter Verbindung des Deckels mit dem Unterteil unbedingt dicht ist, dabei aber das Aufheben eines Überdruckes in dem verschlossenen Behälter bei dessen Erhitzung vermeidet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Verschließen dieser Behälter sowie eine zu dessen Durchführung bestimmte Vorrichtung. Nach der Erfindung ist bei einem durch einen Stülpdeckel verschließbaren Behälter aus thermoplastischem Werkstoff der Verschluß dadurch hergestellt, daß der Deckel, der sich in bekannter Weise unter Zwischenlage eines sich auf den Rand des Behälters auflegenden Dichtungsringes auf diesen aufsetzt, wobei der Rand des Deckels an einzelnen Stellen mit dem Behälter verschweißt wird. Die Abdichtung wird somit, wie auch sonst bei Konservendosen oder Einmachgläsern, dem Gummiring und dem sich nach der Erhitzung des verschlossenen Behälters in diesem einstellenden Unterdruck zugewiesen, während die Verschweißung die Verschlußsicherung bildet: Da die Verschweißung auf einzelne Stellen des Randes beschränkt ist, kann beim Erhitzen des verschlossenen Behälters der Überdruck nach außen entweichen und der sich nach dem Erkalten einstellende Unterdruck in dem Behälter sorgt zusätzlich für die Abdichtung.
Zweckmäßig ist die Höhe des Stülprandes des Deckels so bemessen, daß seine Unterkante in der Schließlage in geringem Abstand von einem Wulstrand des Behälters verbleibt, um das Einführen eines Werkzeuges zum Öffnen des Behälters, etwa eines Messers, zu erleichtern.
Zum Verschließen wird der Deckel mit einem gewissen Druck auf dem Behälter gepreßt, worauf dann das Verschweißen des Deckelrandes erfolgt.
Die Ausbildung des Verschlusses, die Art seiner Herstellung und eine entsprechende Verschlußmaschine sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. i bis 3 jeweils im Teilschnitt den lose auf den Behälter aufgesetzten Deckel, den aufgesetzten Deckel, den aufgepreßten Deckel und den fertigen Verschluß, Fig.4 eine Seitenansicht des Verschlusses, Fig. 5 eine Seitenansicht der Verschließvorrichtung und Fig. 6 eine Einzelheit hierzu.
Der sonst in beliebiger Weise ausgebildete Behälter i ist an der Wandung in einigem Abstand von der Oberkante 2 mit einem Ringwulst 3 versehen. DerBehälter ist aus einem thermoplastischen Kunststoff, etwa auf der Basis von Polystyrolen, hergestellt. Der Deckel4 hat einen abgebogenen Stülprand 5 mit Endwulst 6 und an dem Übergang in den Rand 5 eine eingeprägte Rille 7 zur Aufnahme eines Dichtungsringes 7'. Die Höhe des Stülprandes 5 ist so bemessen, daß der Dichtungsring 7' beim Aufsitzen des Stülprandes 5 auf dem Ringwulst 3 zwischen dem Rand 2 des Behälters und dem Deckel 4 eingespannt ist.
Zum Herstellen des Verschlusses wird der Deckel auf den Behälter aufgeschoben und dann so weit niedergedrückt, daß unter Eindrücken des Dichtungsringes der Wulstrand 6 etwa auf dem Ringwulst 3 aufliegt. Durch Erwärmen des Werkstoffes an einzelnen Stellen 8 der Wülste 3, 6 werden diese oberflächlich miteinander verschweißt, so daß nach dem Erkalten der Deckel 4 unter Einklemmen des Dichtungsringes 7' fest auf dem Mündungsrand :2 des Behälters i gehalten ist.
Beim Erhitzen des auf diese .Weise verschlossenen Behälters kann somit der sich dabei in dem Behälter einstellende Überdruck an den nicht verschweißten Stellen zwischen den Wülsten 3, 6 entweichen.
Die zum Verschweißen des Verschlusses dienende Einrichtung besteht nach den Fig. 5 und 6 aus einem Sockel 8' mit aufragender Säule 9 und einem von dieser getragenen Kopf io. Im Sockel 8' ist ein Stempel i i senkrecht verschiebbar geführt, der eine Aufnahmeplatte 12 für den zu verschließenden Behälter trägt. Von dem Kopf io ist achsgleich zu dem Stempel i i gegen diesen eine Führungsstange 13 gerichtet, die an dem unteren Ende eine Widerlagerplatte 14 trägt. Die Widerlagerplatte 14 ist nach dem Deckel 4. des zu verschließenden Behälters ausgerichtet.
Um einen im Sockel 8' gelagerten Querbolzen 15 ist ein Winkelhebel 16 schwenkbar, dessen einer Arm in einen Schlitz 17 des Stempels ii eingreift.
An der Stange 13 ist ein Ring 18 verschiebbar geführt, der an nach einem Kegelmantel verlaufenden Armen i9 einen Heizring 2o trägt. Der Heizring 20, in den ein Widerstandswendel eingelegt ist, ist über eine Anschlußleitung 21 mit Schalter 22 an eine Stromquelle anschließbar und kann somit auf eine das Erweichen des Werkstoffes des Behälters und des Deckels bewirkende Temperatur gebracht werden. Er ist an dem Innendurchmesser, der etwa dem Außendurchmesser des Stülprandes 5 des Deckels des zu verschließenden Behälters entspricht, mit einer Reihe von in gleichmäßigen Abständen angeordneten Vorsprüngen versehen, deren lichter Durchmesser etwas kleiner ist als der Außendurchmesser der Wülste 3, 6 bzw. des Stülprandes 5 des Deckels.
Der Ring 18 ist über eine Stift-Schlitz-Verbindung mit dem Kurbelarm 23 eines Zapfens 24 gekuppelt, der in der Säule 9 schwenkbar gelagert und durch einen Handhebel 25 verstellbar ist.
Der Zapfen 24 trägt eine Nockenscheibe 26, der der freie Schenkel des Winkelhebels 16 zugeordnet ist. Eine Zugfeder 28 hält die Teile 16, 23, 25, 26 in der Grundstellung (Fig. 5).
Die Stange 13 ist mit einer Querbohrung 29 versehen, in der zwei Klemmstücke 30 geführt sind, die durch eine Feder 31 in einer solchen Lage gehalten sind, daß sie über die Mantelfläche der Stange 13 vorstehen und somit einen merklichen aber überfahrbaren Widerstand für den Ring 18 bilden.
Die Nockenscheibe 26 und die Klemmstücke 30 sind so zueinander angeordnet und ausgerichtet, daß in dem Bewegungsbereich des Ringes 18 über den Klemmstücken 3o der Winkelhebel 16 von der Nockenscheibe 26 gesteuert wird, während in dem Verstellbereich des Ringes i8 unter den Klemmstücken 3o nur der Ring 18 und die von ihm getragene Heizkrone i9, 2o axial zu der Stange 13 verschoben werden.
Damit ergibt sich für die Einrichtung folgende Arbeitsweise: In der Grundstellung der Teile wird ein mit dem aufgestülpten Deckel versehener Behälter auf die Aufnahmeplatte 12 des Stempels i i aufgesetzt. Es wird dann der Handhebel 25 nach unten geschwenkt. Dabei wird durch die Nockenscheibe 26 der Winkelhebel 16 in entgegengesetzter Richtung geschwenkt und hebt den Stempel i i mit der Aufnahmeplatte 12 an, so daß der mit dem Deckel versehene Behälter zwischen den Platten 12, 14 eingespannt wird. Der Deckel 4 wird dabei unter Anspannung des Dichtungsringes 7 auf dem Behälter i gedrückt.
Mit der weiteren Abwärtsbewegung des Handhebels 25 behalten die Einspannteller.i2, 14 die Spannlage bei, und es wird nunmehr der Heizring 2o über den Deckelrand 5 .und die Wülste 3, 6 verschoben. Die an ihm vorgesehenen Vorsprünge schieben dabei den in einen plastischen Zustand überführten Teil der Außenseite des Stülprandes 5 und der Wülste 6, 3 vor sich her, so daß an diesen Stellen eine Oberflächenverschweißung zwischen dem Deckel und dem Ringwulst 3 des Behälters erfolgt.
Mit der Freigabe des Handhebels 25 geht dieser unter der Wirkung der Zugfeder 28 in die Grundstellung zurück,. wird jedoch zunächst durch die Klemmstücke 30 in einer Zwischenstellung gehalten, in der der Heizring 2o von dem Behälter abgezogen ist, der Behälter aber noch unter dem Preßdruck der Einspannplatten 12, 14 steht. Durch dieses Festhalten der Teile in der Zwischenstellung wird verhindert, daß die Bedienungsperson den Griffhebel 25 in einem Gang in die Ausgangsstellung zurückbringt, und es wird dem erweichten Material ausreichend Zeit gelassen, um durch Erstarren den Deckel an dem Behälter fest zu verankern.
Die Nockenscheibe 26 kann dabei an dem Tragbolzen 24 verstellbar sein, um den Anpreßdruck des Deckels regeln zu können. Zur Beschleunigung des Arbeitsvorganges kann dem Arm 9 des Gehäuses noch eine Drehscheibe zugeordnet sein, die mit Löchern für die Aufnahme der zu verschließenden Behälter versehen ist. Auch können der Handhebel 25 und die Drehscheibe 31 von einem Kraftantrieb gesteuert sein, der den Ablauf der einzelnen Bewegungsvorgänge selbsttätig regelt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verschluß für Behälter mit Stülpdeckel aus thermoplastischen Kunststoffen, wobei in den Stülpdeckel ein Dichtungsring eingelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des unter Preßdruck aufsitzenden Stülpdeckels an einzelnen Stellen mit dem Behälter verschweißt ist.
2. Verschluß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Behälters in bekannter Weise mit einem Ringwulst versehen ist, der als Anlage für den Stülprand des Deckels dient, der einen Schweißwulst zur Verankerung an dem Ringwulst des Behälters aufweist.
3. Verfahren zum Verschließen eines mit einem Verschluß nach den Ansprüchen i und 2 versehenen Behälters, dadurch gekennzeichnet, d.aß der Stülpdeckel unter Preßdruck auf dem Behälter gehalten und der Stülprand durch Erwärmen an einzelnen Stellen oberflächlich mit dem Behälter verschweißt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck von dem Deckel erst nach dem Erkalten der Schweißstellen weggenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck nur so weit getrieben wird, daß noch ein Spalt zwischen den Wülsten des Deckels und des Behälters verbleibt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen in Richtung von Mantellinien des Behälters vorgenommen wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 3 bis 6, gekennzeichnet durch zwei in einem Gestell achsgleich zueinander ausgerichtete und gegeneinander verstellbare Einspannplatten (12, 4 für den mit dem aufgestülpten Deckel versehenen Behälter und eine auf diesen absenkbare, konzentrisch zum Behälter bewegbare und mit einer Heizeinrichtung versehene Schweißkrone (i9, 2o) mit in die Hüllbahn des Behältermantels ragenden einzelnen Schweißnasen. B.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Widerlagerplatte (14) starr an einer im Gestell gehaltenen Stange (13) befestigt ist, die gleichzeitig als Führung für die höhenverschiebbare Schweißkrone (i9, 2o) dient, während die untere Aufnahmeplatte (12) von einem im Gestell verschiebbaren Stempel (ii) getragen ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (i i) auf einem an dem Gestell schwenkbar gelagerten Winkelhebel (16) aufsitzt, der von einem Nocken (26) eines an dem Gestell angelenkten Kurbelarmes (23) steuerbar ist. io.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißkrone (ig, 2o) von dem Kurbelarm (23) getragen wird, der mit einem Bedienungshebel (25) gekuppelt ist. i i.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstange (13) für die Schweißkrone (ig, 2o) in einer Aussparung (29) eine entgegen der Wirkung einer Feder (31) eindrückbare Nase (30) aufnimmt, die am Ende des Arbeitsweges des Winkelhebels (16) von der Führungsbuchse (18) der Schweißkrone überfahren ist.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis i i, gekennzeichnet durch eine am Gestell gelagerte, mit auf einem Kreis liegenden Aussparungen für die Aufnahme der Behälter versehene Drehscheibe, die zwischen den beiden Einspannplatten (12, 14) hindurchgeführt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 849 964, 811 5o6, 722 225, 802 282, 884 296, 844 o63, 848 705, 857 590, 881 728, 834 899; schweizerische Patentschrift Nr. 255 401; Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 635 357; USA.-Patentschrift Nr. 2 421 356; Zeitschrift »Kunststoffe«, Bd. 31, 1944 Heft 7, S. 2,6o, 2,61. »Polyvinylchlorid und Vinylchloridmischpolymerisate«, von Kainer, 1951, S.402, 514, 515. 517.