EP1161399B1 - Formwerkzeug, verfahren und verschluss zum verschliessen von behältern - Google Patents

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EP1161399B1
EP1161399B1 EP00907549A EP00907549A EP1161399B1 EP 1161399 B1 EP1161399 B1 EP 1161399B1 EP 00907549 A EP00907549 A EP 00907549A EP 00907549 A EP00907549 A EP 00907549A EP 1161399 B1 EP1161399 B1 EP 1161399B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closure
deep
sleeve
form tool
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00907549A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1161399A1 (de
Inventor
Günther Spatz
Hans-Dieter Dubs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke
Original Assignee
Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke
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Filing date
Publication date
Application filed by Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke filed Critical Alcoa Deutschland GmbH Verpackungswerke
Publication of EP1161399A1 publication Critical patent/EP1161399A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1161399B1 publication Critical patent/EP1161399B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/02—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying flanged caps, e.g. crown caps, and securing by deformation of flanges
    • B67B3/10—Capping heads for securing caps
    • B67B3/12—Capping heads for securing caps characterised by being movable axially relative to cap to deform flanges thereof, e.g. to press projecting flange rims inwardly

Definitions

  • the invention relates to a mold for closing of containers, in particular bottles, according to the preamble of claim 1.
  • a molding tool comprising the features mentioned in claim 1. It is characterized by the fact that it is provided with a sleeve which includes a drawing shape. This shows a deep-drawing section, who when closing the container with the Transitional area between the locking mirror and the jacket of the Closure engages and this a deep-drawing process subjects.
  • the drawing shape has an im following the subsequent form section, referred to briefly as the mold section on, the one - seen in longitudinal section - in shape of a circular arc has a curved inner surface and the engages with the said transition region of the closure occurs and subjects this to an additional molding process.
  • the molding tool is therefore intended and for this purpose suitable when closing a container the transition area a closure made of thermoformable material subject to both a deep drawing and a molding process.
  • the transition area between the locking mirror and coat is not only in through the deep drawing process brought a certain shape, but by the mold section additionally defined.
  • the design The transition area can therefore be influenced in a very defined manner. With this configuration, the transition area can to the outer contour or to the mouth area of the one to be closed Container that are molded on the inside the seal provided very evenly and especially without any voids respectively Air pockets are pressed against the outer surface of the container will and close to the inside surface of the clasp is applied. So there are no air gaps or gaps.
  • the sealing behavior is therefore narrow Tolerance range. In addition, the first time you open the Closure required forces more evenly.
  • An embodiment of the molding tool is preferred, which is characterized by the fact that the drawing shape is special is trained. It is namely provided that the deep-drawing section arranged closer to a front edge of the sleeve is as the mold section. When closing containers the sleeve is moved towards the closure so that whose front edge - seen in the direction of movement - at the front lies. The thermoforming section is also at the front and comes into engagement with the transition area before the molding section of the closure. So the closure is from the deep-drawing section and first a deep-drawing process subjected to preforming through the mold section he follows.
  • this molding tool there is a method for closing of containers, which is characterized by that one between the lock mirror and the coat located transition area of a closure when closing of a container and that this transition area subjected to an additional molding process becomes.
  • the closure is molded onto the container so that it is is tightly sealed and that those in the container Pressure values at which the cap blows off is within a narrow tolerance range.
  • the molding tool is used to produce a closure made of thermoformable material, which is characterized by that he is in a between the lock mirror and the coat Transition area is deep-drawn and shaped. Across from only deep-drawn closures arise the advantage is that the container to be closed is optimal can be sealed. This makes it possible to be tight to safely achieve tolerated pressure values within the container.
  • Parts of the transition area can be deep-drawn and additional molded while others are only deep drawn are. It is possible in this way, the transition area to optimally adapt to the desired conditions.
  • Molding tools of the type mentioned here are basic known. They serve the one mirror and a closure having an outgoing jacket on a container, the inside of the Closure provided seal on the mouth area of the container is pressed on. To anchor the lock becomes a thread using a suitable tool rolled out from the outside into the outer surface of the closure.
  • the molding tool 1 shown in longitudinal section in FIG. 1 has a sleeve 3, which is used to close a container reaches over the closure during the closure process and the transition area between the locking mirror and the jacket machined.
  • the inner diameter of the sleeve 3 is therefore chosen so that the sleeve at least with its -in Figure 1 below - area over the closure attacks.
  • the sleeve shows a leading edge 5 which is the lower Represents limitation.
  • the sleeve 3 encloses an interior 7 in which an ejector 9 in the direction of the central axis 11 of the molding tool 1 is relocatable.
  • Figure 1 is the plate-shaped ejector 9 in its lowest position, so that it has the smallest distance from the front edge 5. In this position, the ejector 9 by a pin 13 on Falling out of the interior 7 secured.
  • the ejector 9 is by at least one spring element 15, which here as Coil spring is formed with a downward acting Preload applied.
  • the one shown here are around the central axis 11 arranged spring elements 15, 15 'are provided.
  • an inlet slope 21 provided, which - according to Figure 1 - from top to bottom conically expanded, the inner surface of which is a conical section describes.
  • the inlet slope 21 serves when applying the molding tool 1 to a closure to facilitate its entry into the sleeve 3.
  • a deep-drawing section adjoins the inlet slope 21 23, one in the direction of the central axis 11 projecting, also referred to as deep-drawing bead Has deep drawing radius 25, the outer surface of which is convexly curved is, so projects into the interior 7. It is here provided that the inner surface of the deep drawing radius 25 in Longitudinal section forms a circular arc, which in particular a Has a radius of 0.8 mm.
  • a molded section adjoins the deep-drawing section 23 27, whose inner surface - from the interior 7 seen - is concave.
  • the radius of curvature of this Mold section 27 is 1.0 mm to 2.0 mm, preferably 1.3 mm to 1.7 mm.
  • a radius of curvature is particularly preferred of 1.5 mm, because there are particularly good sealing values and result in very even opening forces.
  • Bottles made with a screw cap made of thermoformed Material are closed and one in the mouth area Have a diameter of approx. 25 mm.
  • the one in the mold section 27 given radius of curvature can be dependent the dimensions of the containers to be sealed.
  • the figures given here relate to the commercially available ones Glass beverage bottles for juices and carbonated Beverages, especially mineral water.
  • the lower area marked by a circular line 29 the sleeve 3 is also referred to as a drawing mold 31, which is based on of Figure 2 is explained in more detail.
  • Figure 2 shows in longitudinal section the lower part of a sleeve 3, in particular its front edge 5 with the adjoining it Drawing form 31.
  • the same parts are the same Provide reference numbers so that in this respect to the explanations is referred to Figure 1.
  • FIG. 2 clearly shows that, starting from the Front edge 5, a tapered towards the central axis 11 Inlet slope 21 is provided, which is directly here connects to the front edge 5 and to the front edge 5 quasi funnel-shaped.
  • the inlet slope preferably goes in a substantially cylindrical Centering section 33 over.
  • Centering section 33 Above this Centering section 33 is the deep-drawing radius 25, the Inner surface, as I said, in the form of a circular arc in longitudinal section protrudes into the interior of the sleeve 3.
  • the deep drawing radius 25 of the deep-drawing section 23 jumps at an angle of 90 ° with respect to the centering section 33. However, there are here angles are also conceivable that are larger or smaller than 90 ° are.
  • Figure 3 shows a part of a closure in longitudinal section 37 on a container 39, for example on a bottle made of glass.
  • the transition area is clear here 41 to recognize the between which the mouth area closing mirror 45 and the like outgoing jacket 47 of the closure 37 lies.
  • a seal 49 is arranged inside the closure 37, which is not just the horizontal area of the mouth area 43 completes, but up to the side surface 51 extends the container.
  • a circumferential bead 53 which is preferably provided with knurling, on the one hand the strengthening of the closure 37 and on the other hand serves for better grip.
  • the sleeve 3 on the closure 37 is its outer diameter larger than the inside diameter in the cylindrical Subarea 35 Deep-drawing radius 25 of the deep-drawing section 23 with the closure 37 or with its transition region 41 engages so that it is subjected to a deep-drawing process can be.
  • FIG. 1 shows that a hold-down 59 of the mold 1 secures the closure 37 until the sleeve 3 engages with it.
  • the outer diameter of the transition region 41 is larger than the inner diameter in the cylindrical portion 35.
  • the deep-drawing radius 25 occurs with the transition region 41 engaged, the further lowering of the sleeve 3 compared to - made of thermoformable material, in particular Closure made of aluminum or sheet steel 37 is deep drawn. Only a relative movement is involved here between closure 37 and sleeve 3. It would be theoretically also possible, the closure 37 in retract the interior 7 of the sleeve 3.
  • Bottles are aimed at a depth of about 2.6 mm. This means that when the sleeve 3 is lowered opposite the closure 37 over a first distance from about 0.8 mm excluding deep-drawing of the transition area 41 takes place by means of the deep drawing radius 25 and deep drawing by means of the cylindrical partial region 35 about 0.3 mm. After this depth of draw the curved reaches Inner surface area of the mold section 27 the transition area 41 so that while the transition area continues is deep-drawn, a molding process in the area of the transition area 41 takes place. To the draw depth of about To reach 2.6 mm is a radius for the shaped section 27 1.5 mm.
  • the draw depth is 37 for bottles with conventional closures with a diameter of 25 mm as standard to 2.6 mm established.
  • the measured in the direction of the central axis 11 Height of the cylindrical portion 35 thus depends on the Selection of the radius of the deep-drawing radius 25 and the mold section 27 from. Are larger radii than specified above selected, the height of the cylindrical portion 35 also be practically 0 mm. In this case, the deep-drawing process takes place through the deep drawing radius 25 and if necessary through the first adjoining area of the mold section 27th
  • the closure 37 is characterized in that a part of the transition area directly adjacent to the jacket 47 41 is only deep-drawn. It deals around the cylindrical part of the transition area 41, which is adjacent to the circumferential bead 53. Above this part, the transition region 41 is both one Deep drawing as well as a molding process.
  • Figure 3 clearly shows that the seal 49 on the one hand seamlessly to the outside of the container 39, too the side surface 51, applied or pressed and that between the inside of the closure 37 or the transition region 41 and the seal 49 also have no voids.
  • the seal will So everywhere in the transition area 41 from the outside to the container 39 pressed so that it is sealed.
  • the seal 49 lies horizontally around the mouth area 43 circumferential surface F of the container 39, also in the area of the side surface 51, which is below this surface F is arranged. This arrangement of the seal 49 a so-called side seal of the container 39 is ensured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Sealing Of Jars (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, Behälter beziehungsweise Flaschen mit Verschlüssen aus tiefziehfähigem Material, vorzugsweise Aluminium- oder Stahlblech, zu verschließen. Dazu werden Formwerkzeuge - der Fachmann nennt sie auch Plunger - verwendet, die eine einen Verschlussspiegel und einen davon ausgehenden Mantel aufweisende Verschlusskappe an den Mündungsbereich des Behälters anformen. Ein derartiges Formwerkzeug ist aus US-A-3 793 800 bekannt. Beim Verschließen von Flaschen wird der Übergangsbereich zwischen Verschlussspiegel und Mantel des Verschlusses einem Tiefziehvorgang unterworfen, um die im Bereich des Verschlussspiegels angeordnete Dichtung optimal an den Mündungsbereich des Behälters beziehungsweise der Flasche anzuformen.
Es hat sich herausgestellt, dass bei dem Verschließen von Behältern mit Hilfe derartiger Werkzeuge beziehungsweise Verfahren Hohlräume mit Lufteinschlüssen zwischen Dichtung und Verschluss verbleiben. Dadurch ergeben sich ungleichmäßige Dichtwerte, das heißt, es lassen sich nicht exakt definierbare Überdrücke innerhalb des Behälters abdichten. Außerdem stellt sich ein weiterer Nachteil ein: Die zum ersten Öffnen des Verschlusses erforderlichen Kräfte sind sehr ungleichmäßig.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Formwerkzeug zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, vorzuschlagen, das diese Nachteile nicht aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Formwerkzeug vorgeschlagen, das die in Anspruch 1 genannten Merkmale umfasst. Es zeichnet sich dadurch aus, dass es mit einer Hülse versehen ist, die eine Ziehform umfasst. Diese zeigt einen Tiefziehabschnitt, der beim Verschließen des Behälters mit dem Übergangsbereich zwischen Verschlussspiegel und Mantel des Verschlusses in Eingriff tritt und diesen einem Tiefziehvorgang unterwirft. Außerdem weist die Ziehform einen im folgenden kurz als Formabschnitt bezeichneten Nachf.ormabschnitt auf, der eine - im Längsschnitt gesehen - in Form eines Kreisbogens gekrümmte Innenfläche aufweist und der mit dem genannten Übergangsbereich des Verschlusses in Eingriff tritt und diesen einem zusätzlichen Formvorgang unterwirft. Das Formwerkzeug ist also dazu vorgesehen und dazu geeignet, beim Verschließen eines Behälters den Übergangsbereich eines Verschlusses aus tiefziehfähigem Material sowohl einem Tiefzieh- als auch einem Formvorgang zu unterwerfen. Der Übergangsbereich zwischen Verschlussspiegel und Mantel wird also nicht nur durch den Tiefziehvorgang in eine bestimmte Form gebracht, sondern durch den Formabschnitt zusätzlich definiert nachgeformt. Die Ausgestaltung des Übergangsbereichs ist also sehr definiert beeinflussbar. Durch diese Ausgestaltung kann der Übergangsbereich so an die Außenkontur bzw. an den Mündungsbereich des zu verschließenden Behälters angeformt werden, dass die im Inneren des Verschlusses vorgesehene Dichtung sehr gleichmäßig und insbesondere ohne irgendwelche Hohlräume beziehungsweise Lufteinschlüsse an die Außenfläche des Behälters angepresst wird und dicht an der Innenfläche des Verschlusses anliegt. Es ergeben sich also keine Luftspalte oder Zwischenräume. Das Abdichtverhalten liegt somit in einem engen Toleranzbereich. Außerdem sind die zum ersten Öffnen des Verschlusses erforderlichen Kräfte gleichmäßiger.
Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Formwerkzeugs, das sich dadurch auszeichnet, dass die Ziehform speziell ausgebildet ist. Es ist nämlich vorgesehen, dass der Tiefziehabschnitt näher an einer Vorderkante der Hülse angeordnet ist als der Formabschnitt. Beim Verschließen von Behältern wird die Hülse so auf den Verschluss zu bewegt, dass deren Vorderkante -in Bewegungsrichtung gesehen- vorne liegt. Damit liegt der Tiefziehabschnitt ebenfalls vorne und gelangt vor dem Formabschnitt in Eingriff mit dem Übergangsbereich des Verschlusses. Der Verschluss wird also von dem Tiefziehabschnitt erfasst und zunächst einem Tiefziehvorgang unterworfen, bevor die Nachformung durch den Formabschnitt erfolgt.
Weitere Ausgestaltungen des Formwerkzeugs ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.
Mittels dieses Formwerkzeugs ist ein Verfahren zum Verschließen von Behältern realisierbar, das sich dadurch auszeichnet, dass ein zwischen Verschlussspiegel und Mantel gelegener Übergangsbereich eines Verschlusses beim Verschließen eines Behälters tiefgezogen und dass dieser Übergangsbereich einem zusätzlichen Formvorgang unterworfen wird. Durch das Tiefziehen und nachträgliche Formen wird der Verschluss so an den Behälter angeformt, dass dieser dicht abgeschlossen ist und dass die in dem Behälter herrschenden Druckwerte, bei denen ein Abblasen des Verschlusses gegeben ist, in einem engen Toleranzbereich liegen. Außerdem ergeben sich gleichmäßigere Werte für die beim ersten Öffnen des Verschlusses erforderlichen Aufschraubkräfte.
Das Formwerkzeug dient der Herstellung eines Verschlusses aus tiefziehfähigem Material, der sich dadurch auszeichnet, dass er in einem zwischen Verschlussspiegel und Mantel gelegenen Übergangsbereich tiefgezogen und geformt ist. Gegenüber nur tiefgezogenen Verschlüssen stellt sich damit der Vorteil ein, dass der zu verschließende Behälter optimal abgedichtet werden kann. Es ist dadurch möglich, eng tolerierte Druckwerte innerhalb des Behälters sicher zu erreichen.
Teile des Übergangsbereichs können tiefgezogen und zusätzlich geformt werden, während andere ausschließlich tiefgezogen sind. Es ist auf diese Weise möglich, den Übergangsbereich an die gewünschten Gegebenheiten optimal anzupassen.
Die Erfindung wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1
ein auch als Plunger bezeichnetes Formwerkzeug 1, das zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, mittels Verschlüssen aus tiefzieh fähigem Material eingesetzt wird,
Figur 2
den unteren Teil einer Hülse im Längsschnitt und
Figur 3
einen Teil eines Verschlusses im Längsschnitt.
Formwerkzeuge der hier angesprochenen Art sind grundsätzlich bekannt. Sie dienen dazu, den einen Verschlussspiegel und einen davon ausgehenden Mantel aufweisenden Verschluss auf einem Behälter aufzubringen, wobei die im Inneren des Verschlusses vorgesehene Dichtung auf den Mündungsbereich des Behälters aufgepresst wird. Zur Verankerung des Verschlusses wird mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs ein Gewinde von außen in die Mantelfläche des Verschlusses ausgerollt.
Formwerkzeuge und zur Herstellung des Gewindes erforderliche Rollwerkzeuge sind bekannt, so dass auf deren Grundfunktion hier nicht näher eingegangen wird.
Das im Längsschnitt in Figur 1 dargestellt Formwerkzeug 1 weist eine Hülse 3 auf, die zum Verschließen eines Behälters beim Verschlussvorgang über den Verschluss greift und den Übergangsbereich zwischen Verschlussspiegel und Mantel formend bearbeitet. Der Innendurchmesser der Hülse 3 ist daher so gewählt, dass die Hülse zumindest mit ihrem -in Figur 1 unten liegenden- Bereich über den Verschluss greift. Die Hülse zeigt eine Vorderkante 5, die die untere Begrenzung darstellt.
Die Hülse 3 umschließt einen Innenraum 7, in dem ein Auswerfer 9 in Richtung der Mittelachse 11 des Formwerkzeugs 1 verlagerbar untergebracht ist. In Figur 1 befindet sich der plattenförmige Auswerfer 9 in seiner untersten Position, so dass er den geringsten Abstand zur Vorderkante 5 aufweist. In dieser Lage wird der Auswerfer 9 durch einen Stift 13 am Herausfallen aus dem Innenraum 7 gesichert. Der Auswerfer 9 wird durch mindestens ein Federelement 15, das hier als Schraubenfeder ausgebildet ist, mit einer nach unten wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere um die Mittelachse 11 angeordnete Federelemente 15, 15' vorgesehen. Diese sind in hier im wesentlichen parallel zur Mittelachse 11 verlaufenden Ausnehmungen beziehungsweise Bohrungen 17, 17' untergebracht, die in den Grundkörper 19 der Hülse 3 eingebracht sind. Die Anordnung und Ausgestaltung von Auswerfern 9 der hier angesprochenen Art ist bekannt, so dass hier nicht näher darauf eingegangen wird.
Nahe der Vorderkante 5 der Hülse 3 ist eine Einlaufschräge 21 vorgesehen, die sich - gemäß Figur 1 - von oben nach unten konisch erweitert, deren Innenfläche also einen Kegelmantelabschnitt beschreibt. Die Einlaufschräge 21 dient dazu, beim Aufbringen des Formwerkzeugs 1 auf einen Verschluss dessen Eintritt in die Hülse 3 zu erleichtern.
An die Einlaufschräge 21 schließt sich ein Tiefziehabschnitt 23 an, der einen in Richtung zur Mittelachse 11 vorspringenden, auch als Tiefziehwulst bezeichneten Tiefziehradius 25 aufweist, dessen Außenfläche konvex gekrümmt ist, also in den Innenraum 7 vorspringt. Es ist hier vorgesehen, dass die Innenfläche des Tiefziehradiuses 25 im Längsschnitt einen Kreisbogen bildet, der insbesondere einen Radius von 0,8 mm aufweist.
An den Tiefziehabschnitt 23 schließt sich ein Formabschnitt 27 an, dessen Innenfläche - vom Innenraum 7 aus gesehen - konkav gewölbt ist. Der Krümmungsradius dieses Formabschnitts 27 beträgt 1,0 mm bis 2,0 mm, vorzugsweise 1,3 mm bis 1,7 mm. Besonders bevorzugt wird ein Krümmungsradius von 1,5 mm, da sich hier besonders gute Dichtwerte und sehr gleichmäßige Öffnungskräfte ergeben. Dies gilt für Flaschen, die mit einem Schraubverschluss aus tiefziehfähigem Material verschlossen werden und im Mündungsbereich einen Durchmesser von ca. 25 mm aufweisen. Der im Formabschnitt 27 gegebene Krümmungsradius kann in Abhängigkeit der Maße der zu verschließenden Behälter gewählt werden. Die hier genannten Zahlenangaben betreffen die handelsüblichen Glas-Getränkeflaschen für Säfte und kohlensäurehaltige Getränke, insbesondere Mineralwasser.
Der durch eine Kreislinie 29 gekennzeichnete untere Bereich der Hülse 3 wird auch als Ziehform 31 bezeichnet, die anhand von Figur 2 näher erläutert wird.
Figur 2 zeigt im Längsschnitt den unteren Teil einer Hülse 3, insbesondere deren Vorderkante 5 mit der sich daran anschließenden Ziehform 31. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, so dass insoweit auf die Erläuterungen zu Figur 1 verwiesen wird.
Figur 2 lässt deutlich erkennen, dass, ausgehend von der Vorderkante 5, eine konisch zur Mittelachse 11 hin verlaufende Einlaufschräge 21 vorgesehen ist, die sich hier unmittelbar an die Vorderkante 5 anschließt und sich zur Vorderkante 5 hin quasi trichterförmig verbreitert. Die Einlaufschräge geht vorzugsweise in einen im wesentlichen zylindrischen Zentrierabschnitt 33 über. Oberhalb dieses Zentrierabschnitts 33 liegt der Tiefziehradius 25, dessen Innenfläche, wie gesagt, im Längsschnitt kreisbogenförmig in das Innere der Hülse 3 vorspringt. Der Tiefziehradius 25 des Tiefziehabschnitts 23 springt unter einem Winkel von 90° gegenüber dem Zentrierabschnitt 33 vor. Es sind jedoch hier auch Winkel denkbar, die größer oder kleiner als 90° sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel geht der Tiefziehradius 25 über einen ebenfalls dem Tiefziehabschnitt 23 zuzurechnenden zylindrischen Teilbereich 35 unmittelbar in den konkav gewölbten Formabschnitt 27 über.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird deutlich, dass beim Aufsetzen der Hülse 3 auf einen hier nicht dargestellten Verschluss zunächst die Einlaufschräge 21 wirksam ist, die mit dem Zentrierabschnitt 33 dafür sorgt, dass der Verschluss zentriert in das Innere der Hülse 3 einläuft. Unmittelbar nach dem Aufsetzen der Hülse 3 auf einen Verschluss befindet sich dessen zwischen Verschlussspiegel und Mantel liegender Übergangsbereich innerhalb der Hülse im Bereich des Zentrierabschnitts 33.
Figur 3 zeigt im Längsschnitt einen Teil eines Verschlusses 37, der auf einen Behälter 39, beispielsweise auf eine Flasche aus Glas, aufgesetzt ist. Deutlich ist hier der Übergangsbereich 41 zu erkennen, der zwischen dem den Mündungsbereich abschließenden Verschlussspiegel 45 und dem davon ausgehenden Mantel 47 des Verschlusses 37 liegt. Zwischen dem Verschlussspiegel 45 und Teilen des Übergangsbereichs 41 ist im Innern des Verschlusses 37 eine Dichtung 49 angeordnet, die nicht nur den horizontalen Bereich des Mündungsbereichs 43 abschließt, sondern sich bis zur Seitenfläche 51 des Behälters erstreckt. Unterhalb des Übergangsbereichs 41 ist ein umlaufender Wulst 53 zu erkennen, der vorzugsweise mit einer Rändelung versehen ist, die einerseits der Verstärkung des Verschlusses 37 und andererseits der besseren Griffigkeit dient.
Der Innendurchmesser der Hülse 3, von der hier lediglich Teile der Ziehform 31 sichtbar sind, ist auf den Außendurchmesser des Verschlusses 33 abgestimmt. Vor dem Aufsetzen der Hülse 3 auf den Verschluss 37 ist dessen Außendurchmesser größer als der Innendurchmesser im zylindrischen Teilbereich 35. Durch diese Maßabstimmung tritt der Tiefziehradius 25 des Tiefziehabschnitts 23 mit dem Verschluss 37 beziehungsweise mit dessen Übergangsbereich 41 so in Eingriff, dass dieser einem Tiefziehvorgang unterworfen werden kann.
In den Mantel 47 des Verschlusses 37 wird nach dem Tiefziehen und Formen beziehungsweise Nachformen des Übergangsbereichs 41 ein Gewinde 57 ausgerollt, um den Mantel an das Außengewinde 58 des Behälters 39 anzuformen und um den Verschluss 37 sicher am Behälter 39 zu befestigen.
Im folgenden wird auf die Funktion des anhand der Figuren erläuterten Formwerkzeugs 1, auf das Verfahren zum Verschließen von Behältern mittels tiefziehfähiger Verschlüsse und auf den Verschluss 37 näher eingegangen:
Zum Verschließen eines Behälters 39 wird auf dessen Mündungsbereich 43 ein Verschluss 37 aufgesetzt. Dabei ist der Mantel 47 des Verschlusses 37 noch nicht mit einem Gewinde versehen. Es ist allenfalls der umlaufende Wulst 53 vorhanden.
Nach dem Aufsetzen des Verschlusses 37 auf einen Behälter 39 wird das Formwerkzeug auf den Verschluss 37 abgesenkt. Figur 1 lässt erkennen, dass ein Niederhalter 59 des Formwerkzeugs 1 den Verschluss 37 dabei sichert, bis die Hülse 3 mit diesem in Eingriff tritt. Zunächst wird mit Hilfe der Einlaufschräge 21 sichergestellt, dass der Verschluss 37 zentrisch in den Innenraum 7 der Hülse 3 einläuft. Vor der Bearbeitung des Verschlusses 37 mit Hilfe des Formwerkzeugs 1 ist der Außendurchmesser des Übergangsbereichs 41 größer als der Innendurchmesser im zylindrischen Teilbereich 35. Dadurch tritt der Tiefziehradius 25 mit dem Übergangsbereich 41 in Eingriff, der beim weiteren Absenken der Hülse 3 gegenüber dem - aus tiefziehfähigem Material, insbesondere aus Aluminium - oder Stahlblech bestehenden - Verschluss 37 tiefgezogen wird. Dabei kommt es hier nur auf eine Relativbewegung zwischen Verschluss 37 und Hülse 3 an. Es wäre also auch theoretisch auch möglich, den Verschluss 37 in den Innenraum 7 der Hülse 3 einzufahren.
Aus den Erläuterungen zu Figur 2 wird deutlich, dass der Tiefziehradius 25 mit dem Übergangsbereich 41 in Eingriff tritt, bevor der Formabschnitt 27 wirksam wird. Während des Absenkens der Hülse 3 gegenüber dem Verschluss 37 wird der Übergangsbereich 41 ausschließlich tiefgezogen, solange der Tiefziehradius 25 und der zylindrische Teilbereich 35 mit dem Übergangsbereich 41 in Eingriff sind. Bei einer weiteren Absenkung tritt jedoch auch der konkav gekrümmte Formabschnitt 27 mit dem Übergangsbereich 41 in Eingriff und formt diesen Bereich nach. Schließlich befindet sich die Hülse 3 gegenüber dem Verschluss 37 in der in Figur 3 wiedergegebenen Position. Sie hat damit die maximale Verlagerung gegenüber ihrer Ausgangsposition erreicht, der Tiefziehvorgang ist, ebenso wie der Formvorgang, beendet.
Bei handelsüblichen Verschlüssen und Behältern beziehungsweise Flaschen wird eine Ziehtiefe von etwa 2,6 mm angestrebt. Daraus ergibt sich, dass beim Absenken der Hülse 3 gegenüber dem Verschluss 37 über eine erste Wegstrecke von etwa 0,8 mm ausschließlich ein Tiefziehen des Übergangsbereichs 41 mittels des Tiefziehradius' 25 stattfindet und ein Tiefziehen mittels des zylindrischen Teilbereichs 35 über etwa 0,3 mm. Nach dieser Ziehtiefe erreicht der gekrümmte Innenflächenbereich des Formabschnitts 27 den Übergangsbereich 41, so dass, während der Übergangsbereich weiter tiefgezogen wird, ein Formvorgang im Bereich des Übergangsbereichs 41 stattfindet. Um die Ziehtiefe von etwa 2,6 mm zu erreichen, wird für den Formabschnitt 27 ein Radius von etwa 1,5 mm gewählt.
Die Ziehtiefe ist bei üblichen Verschlüssen 37 für Flaschen mit einem Durchmesser von 25 mm standardmäßig auf 2,6 mm festgelegt. Die in Richtung der Mittelachse 11 gemessene Höhe des zylindrischen Teilbereichs 35 hängt also von der Wahl der Radien des Tiefziehradius' 25 und des Formabschnitts 27 ab. Werden größere Radien, als oben angegeben gewählt, kann die Höhe des zylindrischen Teilbereichs 35 auch praktisch 0 mm sein. In diesem Fall erfolgt der Tiefziehvorgang durch den Tiefziehradius 25 und gegebenenfalls durch den ersten sich anschließenden Bereich des Formabschnitts 27.
Der Verschluss 37 zeichnet sich also dadurch aus, dass ein unmittelbar an den Mantel 47 angrenzender Teil des Übergangsbereichs 41 ausschließlich tiefgezogen wird. Es handelt sich hier um den zylindrischen Teil des Übergangsbereichs 41, der an den umlaufenden Wulst 53 angrenzt. Oberhalb dieses Teils ist der Übergangsbereich 41 sowohl einem Tiefzieh- als auch einem Formvorgang unterworfen worden.
Figur 3 lässt deutlich erkennen, dass die Dichtung 49 einerseits lückenlos an das Äußere des Behälters 39, auch an die Seitenfläche 51, angelegt beziehungsweise angepresst wird, und dass zwischen der Innenseite des Verschlusses 37 beziehungsweise des Übergangsbereichs 41 und der Dichtung 49 ebenfalls keine Hohlräume bestehen. Die Dichtung wird also überall im Übergangsbereich 41 von außen an den Behälter 39 angepresst, so dass dieser dicht abgeschlossen ist. Die Dichtung 49 liegt auf der horizontal um den Mündungsbereich 43 umlaufenden Fläche F des Behälters 39 an, außerdem im Bereich der Seitenfläche 51, die unterhalb dieser Fläche F angeordnet ist. Durch diese Anordnung der Dichtung 49 wird eine so genannte Seitenabdichtung des Behälters 39 sichergestellt.
Da keinerlei Hohlräume beziehungsweise Lufteinschlüsse einerseits zwischen Behälter 39 und Dichtung 49 und andererseits zwischen dieser und der Innenseite des Übergangsbereichs 41 existieren, ergeben sich bessere Aufdrehkräfte. Außerdem ist ein eng tolerierter Abdichtwert gegeben, das heißt, dass allenfalls bei einem deutlich über einem Toleranzbereich liegenden Überdruck innerhalb des Behälters 39 ein so genanntes Abblasen erfolgen kann, bei dem Flüssigkeiten und/oder Gase aus dem Inneren des Behälters 39 an der Dichtung 49 vorbei austreten können.

Claims (6)

  1. Formwerkzeug zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, mit einen Verschlußspiegel (45) und einen davon ausgehenden Mantel (47) aufweisenden Verschlüssen (37) aus tief-ziehfähigem Material, vorzugsweise aus Aluminium- oder Stahlblech, mit einer beim Verschlußvorgang über den Verschluß (37) greifenden Hülse (3), die eine Ziehform (31) mit einem Tiefziehabschnitt (23) aufweist, der mit dem Übergangsbereich (41) zwischen Verschlußspiegel (45) und Mantel (35) des Verschlusses (37) während des Verschließens von außen in Eingriff tritt und den Übergangsbereich (41) einem Tiefziehvorgang unterwirft, wobei die Ziehform (31) der Hülse (3) einen Formabschnitt (27) umfasst, der mit dem Übergangsbereich (41) in Eingriff tritt, und wobei der Formabschnitt (27) konkav ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - im Längsschnitt gesehen - die Innenfläche des Formabschnitts (27) in Form eines Kreisbogens gekrümmt ist, so dass eine im Inneren des Verschlusses (37) vorgesehene Dichtung (49) gleichmäßig und ohne Zwischenräume oder Luftspalte an einer Außenfläche (51) eines Behälters angepresst wird und dicht an der entsprechenden Innenfläche des Verschlusses anliegt.
  2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehform (31) so ausgebildet ist, daß der Tiefziehabschnitt (23) näher an einer Vorderkante (5) der Hülse (3) angeordnet ist als der Formabschnitt (27).
  3. Formwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tiefziehabschnitt (23) und der Formabschnitt (27) unmittelbar aneinander angrenzen.
  4. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius des Kreisbogens 1,0 mm bis 2,0 mm, vorzugsweise 1,3 mm bis 1,7 mm, insbesondere 1,5 mm beträgt.
  5. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehform (31) eine Einlaufschräge (21) aufweist, die zwischen der Vorderkante (5) der Hülse (3) und dem Tiefziehabschnitt (23) angeordnet ist.
  6. Formwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufschräge (21) und der Tiefziehabschnitt (23) unmittelbar oder vorzugsweise über einen Zentrierabschnitt (33) ineinander übergehen.
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