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Verfahren zum Verschliessen von Flaschen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschliessen von Flaschen mit Mündungswulst durch Aufsetzen einer Kappe und durch Andrücken des Kappenrandes unterhalb des Mündungswulstes mittels eines auf die Kappe aufgesetzten endlosen Ringes, wobei der Ring mindestens angenähert auf seinem ganzen Umfang radial nach innen gedrückt wird.
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Ring in Umfangsrichtung eine Stauchung erfährt.
Dadurch wird mit Sicherheit vermieden, dass die Kappe in ihrer Dicke beeinträchtigt wird und dass die Gefahr des Reissens der Kappe besteht. Weiterhin weist der Ring selbst nicht, wie bei bekanntgewordenen Verfahren, radial nach aussen gepresste, äusserst lästige Schlaufen auf, die weit über den eigentlichen Ringdurchmesser hervorstehen und dadurch das Herausnehmen der verschlossenen Flaschen aus der Schliessvorrichtung sehr erschweren. Oftmals müssen diese Schliessvorrichtungen zu diesem Zweck eigens radial erweiterbare Öffnungen aufweisen, um den fertigen Verschluss des Flaschenkopfes, der die lästigen vorstehenden Schlaufen des Verschlussringes aufweist, aus der Verschliessvorrichtung herausnehmen zu können. Dies alles wird durch das Verfahren gemäss der Erfindung vermieden.
In der Zeichnung ist die Erfindung durch Einzelheiten einer Verschlusskappe und durch verschiedene Phasen eines Verschliessvorganges veranschaulicht. Es ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Vorrichtung bei offenen Zangenbacken ; Fig. 2 derselbe Längsschnitt wie in Fig. 1, aber bei geschlossenen Zangenbacken ; Fig. 3 ein Schnitt gemäss der Linie HUI- ICI von Fig. 1, und Fig. 4 zur Hälfte eine Ansicht und zur Hälfte ein Schnitt durch eine Kappe mit Ring.
Die dargestellte Vorrichtung weist eine äussere Buchse 1 auf, in welcher eine innere Buchse 2 verschiebbar geführt ist. Die äussere Buchse 1 ist unten mit einem Boden 3 versehen, der eine zentrale, sich nach oben konisch verjüngende Bohrung 4 aufweist. Unmittelbar über dem Boden 3 ist die Buchse 1 mit einem parallel zu diesem Boden verlaufenden Schlitz 5 versehen, der zur Einführung einer Kappe 6 aus elastisch und/oder plastisch nachgiebigem Kunststoff (s. Fig. 4) in die Buchse 1 dient. Auf dem Boden 3 ist eine radial gerichtete Nut 7 vorhanden, die von dem Schlitz 5 bis über die obere Öffnung 8 der Bohrung 4 reicht und dazu dient, die in den Schlitz 5 eingeführte Kappe 6 über der Bohrung 4 in Stellung zu bringen.
Die Buchse 1 weist ferner noch zwei einander diametral gegenüberliegende Löcher 9 auf, durch die ein Querstift 10 gesteckt ist, der an einem Ende mit einem als Griff dienenden Knopf 11 versehen ist.
An seinem andern Ende ist der Stift 10 durch einen Klemmring 12 in seiner Lage gesichert.
Der Stift 10 geht durch zwei einander gegenüberliegende Längsschlitze 13 der inneren Buchse 2 hindurch. Die Buchse 2 ist oben mit einer Stirnwand 14 und einem Gewindezapfen 14a versehen, der zum Befestigen der Vorrichtung an einem auf und ab bewegbaren, nicht dargestellten, z. B. pneumatisch betätigten Kolben bestimmt ist, bei dessen Abwärtsbewegung sich eine zu verschliessende Flasche 15 relativ zur Vorrichtung im Sinne des Pfeiles 16 bewegt. Die Buchse 2 weist in ihrem unteren Teil eine sich nach unten konisch erweiternde Innenfläche i7 auf, in welcher sechs äquidistante, in Richtung der Erzeugenden dieser Fläche verlaufende Nuten 18 vorgesehen sind. Die Buchse 2 weist ferner in ihrem oberen Teil eine nach innen vorragende, ringförmige Schulter 19 auf.
Auf der ringförmigen Schulter 19 ist eine Muffe 20 durch zwei an ihr vorgesehene Nasen 21 abgestützt. Um die Muffe 20 in der Buchse 2 montieren zu können, sind in der ringförmigen Schulter 19 zwei nicht dargestellte, einander gegenüberliegende Aussparungen vorgesehen. Durch diese Aussparungen wer-
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den die Nasen 21 hindurchgesteckt, worauf die Muffe 20 in die gezeigte Lage gedreht wird. Die Muffe 20 weist zwei einander gegenüberliegende Längsschlitze 22 auf, durch die der Stift 10 hindurchgeht. An ihrem unteren Ende weist die Muffe 20 einen Halteflansch 23 auf, der durch einen Hals 24 mit dem Muffenkörper verbunden ist. An ihrem oberen Ende weist die Muffe 20 eine Vertiefung 25 auf, in der das untere Ende einer Schraubenfeder 26 angeordnet ist, deren oberes Ende sich an der Stirnwand 14 der Buchse 2 abstützt.
Die Muffe 20 ist ferner mit einer zentralen Längsbohrung 27 versehen, in der ein Stempel 28 verschiebbar geführt ist.
Der. Stempel 28 weist einen kurzen Längsschlitz 29 auf, durch den ebenfalls der Stift 10 hindurchgeht. An seinem unteren Ende weist der Stempel 28 einen Kopf 30 auf, der eine ringförmige Tellerfeder 31 trägt. Am oberen Ende des Stempels 28 ist eine Vertiefung 32 vorgesehen, in der sich das untere Ende einer Schraubenfeder 33 befindet, deren oberes Ende ebenfalls an der Stirnwand 14 abgestützt ist.
Sechs einander gleiche Zangenbacken 34 weisen aussen je eine Längsrippe 35 auf, die in einer der Nuten 18 verschiebbar ist. Jede Zangenbacke 34 weist eine kegelstumpfförmige Aussenfläche 34a auf, die sich in Umfangsrichtung über einen Sektor von nahezu 600 erstreckt und der Innenfläche 17 der Buchse 2 entspricht. Die Zangenbacke 34 weist unten einen nach innen gerichteten Vorsprung 36 auf, in dem eine kreisbogenförmige Nut 37 vorgesehen ist. Das Profil der Nut 37 ist halbkreisförmig und entspricht im Radius dem Querschnitt eines Ringes 38 (s. Fig. 4) aus weichem Eisen, der zum Festhalten der Kappe 6 auf dem Wulst 39 des Flaschenkopfes bestimmt ist. Die Zangenbacke 34 weist auch oben einen nach innen gerichteten Vorsprung 40 auf.
Dieser Vorsprung übergreift den Halteflansch 23 der Muffe 20 ohne aber den Hals 24 zu berühren, u. zw. auch nicht in der in Fig. 2 gezeigten Lage der Vorrichtung.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Wenn die Flasche 15 sich in Richtung des Pfeiles 16 relativ zur Vorrichtung bewegt, so wird sie durch die konische Bohrung 4 zur äusseren Buchse zentriert und der Flaschenkopf gelangt durch die Öffnung 8 unter die Kappe 6, auf de, sich bereits der Ring 38 befindet. Bei der weiteren Bewegung der Flasche 15 in derselben Richtung wird der Stempel 28 nach oben bewegt, wobei die Kappe 6 durch den Druck der sich spannenden Feder 33 auf den Wulst 39 gepresst wird, so dass ein ringförmiger Innenvorsprung 41 (s. Fig. 4) der Kappe 6 diesen Wulst 39 übergreift..
Nach einer kleinen Aufwärtsbewegung des Stempels 28 nimmt der untere Rand des Stempelschlitzes 29 den Querstift 10 nach oben mit, der seinerseits die äussere Buchse 1 ebenfalls nach oben mitnimmt ; dadurch wird vermieden, dass der Körper der Flasche 15 an der Wand der Zentrierbohrung 4 anschlägt und dadurch die weitere, zum Aufpressen der Kappe 6 notwendige Aufwärtsbewegung des Stempels 28 verhindert.
Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Stempels 28 schlägt der Stempelkopf 30 über die Tellerfeder 31 am Halteflansch 23 der Muffe 20 an, so dass letztere gegen den Druck der Feder 26 nach oben mitgenommen wird. Dabei nimmt der Halteflansch 23 über die oberen Vorsprünge 40 der Zangenbacken 34 letztere ebenfalls nach oben mit. Durch das Gleiten der kegelstumpfsektorförmigen Aussenflächen 34a auf der konischen Innenfläche 17 der inneren Buchse 2 werden die Zangenbacken 34 nach innen verschoben, so dass der Ring 38 von den kreisbogenförmigen Nuten 37 erfasst und praktisch auf seinem ganzen Umfang nach innen gedrückt wird. Dadurch ergibt sich eine gleichmässige, tangentiale Stauchung des Ringes 38, dessen Durchmesser dabei beispielsweise um 2 mm verkleinert wird, bei einem ursprünglichen Durchmesser von zirka 28 mm.
Der gestauchte Ring 38'untergreift nun ebenfalls den Wulst 39 des Flaschenkopfes und hält die bei der Stauchung entsprechend deformierte Kappe 6 auf demselben ausserordentlich fest. Der so hergestellte Verschluss hält auch einem sehr grossen Innendruck stand. In Fig. 2 ist die Vorrichtung in der Schliesslage der Zangenbacken 34 gezeigt. In dieser Lage ist praktisch kein Spiel mehr zwischen den Zangenbacken 34 vorhanden, so dass sich die kreisbogenförmigen Nuten 37 zu einer vollständigen Kreisnut ergänzen.
Die Führung der Rippen 35 der Zangenbacken 34 in den Nuten 18 bezweckt bei der vorliegenden Vorrichtung lediglich zu vermeiden, dass sich das in der Ausgangslage (Fig. 1) zwischen den Zangenbacken vorhandene Spiel 42 (s. Fig. 3) ungleichmässig verteilt. Gegebenenfalls kann man aber die Einwärtsbewegung der Zangenbacken 34 auch dadurch bewirken, dass nicht die Flächen 34a auf der Fläche 17 gleiten, sondern die Rücken der Rippen 35 auf dem Grund der Nuten 18. Die Tellerfeder 31 hat folgenden Zweck : Die Flaschenköpfe weichen in ihren Dimensionen oft nicht unerheblich voneinander ab.
Insbesondere kann der Wulst 39 in axialer Richtung gemessen, so dick sein, dass der Ring 38, wenn er von den Nuten 37 der Zangenbacken 34 gefasst wird, sich nicht genügend weit unter dem Aussenrande des Wulstes befindet, um einen richtigen Verschluss zu gewährleisten. Infolge des radialen Druckes der Zangenbacken 34 gleitet aber der Ring 38 dann unter Deformation der dazwischen liegenden Kappe 6 auf dem unteren Teil des
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Wulstes 39 nach unten und innen, und die hiezu erforderliche Relativbewegung zwischen dem Stempelkopf 30 und dem Halteflansch 23 wird durch die Tellerfeder 31 ermöglicht. Diese Tellerfeder 31 ist erheblich stärker als die Schraubenfedern 33 und 26, so dass sie bei richtiger Dimension des Wulstes 39 nur ganz unwesentlich zusammengedrückt wird.
Der ursprüngliche Durchmesser des Ringes 38 ist so gross, dass die Kappe 6 durch den Stempel 28 auch auf Wulste 39 vor grösstem Durchmesser aufgepresst werden kann, die bei Flaschen gleichen Norm-alma- sses praktisch vorkommen. Der Ring 38 liegt ursprünglich auf einem kleinen unteren Flansch 43 der Kap- pe 6 und ist mit einer Anzahl von Kerben 44 versehen, von denen in Fig. 4 nur eine sichtbar ist. Diese Kerben 44 sind Sollbruchstellen des Ringes 38 und bezwecken, in erster Linie das Öffnen der Flasche zu erleichtern.
Wenn man zum Entfernen des Verschlusses einen üblichen, mit einem oder mehreren spitzen Haken versehenen Flaschenöffner benützt, mit dem ober den Haken den unter dem Wulst 39 befindlichen Ring 38 fasst und den Flaschenöffner als Hebel benützt, springt der Ring 38 an einer der Sollbruchstellen 44, wobei die Kappe 6 vom Wulst 39 gelöst wird. Die Sollbruchstellen 44 sollen aber auch die Flasche 15 vor dem Zerspringen schützen, falls sich in letzterer im Lauf der Zeit ein übermässiger Druck entwikkelt.
Wenn man nach dem Verschliessen der Flasche 15 die innere Buchse 2 mittels des am Zapfen 14a angreifenden Kolbens od. dgl. nach oben bewegt, werden der Stempel 28 und die Muffe 20, und damit auch die Zangenbacken 34, durch die Federn 33 bzw. 26 in ihre Ausgangslage zurückgeführt. Es ist hervorzuheben, dass infolge der Stauchung des Ringes 38 und der entsprechenden Deformation des ringförmigen Vorsprunges 41 und des Flansches 43 der Kappe 6 der grösste Aussendurchmesser der Kappe und des Ringes nun kleiner ist als derjenige der Öffnung 8, während ursprünglich der Ring 38 und der Flansch 43 einen grösseren Aussendurchmesser als diese Öffnung 8 hatten.
Der verschlossene Flaschenkopf kommt daher ohne weiteres vom Boden 3 der äusseren Buchse 1 frei, ohne dass es nötig ist, diesen Boden 3 aus zwei gegeneinander verschiebbaren oder verschwenkbaren Teilen zu bilden, wie es bei unverändertem Durchmesser des Ringes notwendig wäre.
Obwohl der dargestellte Ring 38 einen kreisförmigen Querschnitt hat, ist es sehr wohl möglich, einen Ring mit anderem, z. B. rechteckigem Querschnitt zu verwenden. In diesem Falle könnte man darauf verzichten, in den Vorsprüngen 36 der Zangenbacken 34 Nuten 37 vorzusehen.