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PATENTANSPRÜCHE
1. Einbaufertige Verschlusseinheit für ein Blechgebinde, bestehend aus einer Aufreiss- oder Garantiemembrane aus lackbeschichteter Folie und einem wiederverwendbaren aufsteckbaren Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10, 12, 16, 33) an den dem Gebindeinnern zugewendeten Bereichen mit der die Membrane (11, 38) bildenden Folie überzogen ist.
2. Verschlusseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Gebindeinnern zugewendeten Bereiche aus dem die Gebindeöffnung überspannenden, nicht in Kontakt mit dem Rumpf (9,39) kommenden Teil und dem am Gebinderumpf (9, 39) anzuliegen kommenden, zwischen dem Deckel (10, 12, 16, 33) und dem Rumpf (9, 39) eingespannten Teil bestehen.
3. Verschlusseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10, 12, 16) als Einsteckdeckel ausgebildet ist, und dass die Membrane (11) im Bereich des die Gebindeöffnung überspannenden Bodens und im Bereich des Randes am Deckel (10, 12, 16) formschlüssig anliegt.
4. Verschlusseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (33) als Stülpdeckel ausgebildet ist, und dass die Membrane (38) mindestens im Kontaktbereich des Deckels (33) mit dem Gebinderumpf (39) in der Ebene der Gebindeöffnung formschlüssig am Deckel (33) anliegt.
5. Verschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (11, 38) auf der dem Deckel (10, 12, 16, 33) abgewendeten Seite mit einem, Schutzlack, einer Beschichtung, einem Film (31) oder einem Heissklebelack beschichtet ist, welcher Thermoplaste wie z. B. carboxylsäuremodifizierte Polypropylene, Polyäthylene, Propylene, Epoxyharze, Polyesterharze, Polyurethane, Polyamide, Polyvinylchloridcopolymere, Polyvinylacetat-, Mischpolymerisat-Dispersionskleber oder Mischungen solcher Polymere enthält.
6. Verschlusseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (11, 38) durch Adhäsion am Deckel (10,12,16, 33) haftet.
7. Verfahren zum Aufbringen einer aus einem wiederverwendbaren Deckel und einer Verschlussmembrane bestehenden Verschlusseinheit auf das offene Ende eines Blechgebindes gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10, 12, 16, 33) auf den Rumpf (9, 39) aufgesteckt und eine am Deckel (10, 12, 16, 33) haftenden Membrane (11, 38) unter Einwirkung von Druck und Temperatur beim Aufstecken auf den Rumpf (9, 39) mit diesem verbunden oder verschweisst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (11) durch Tiefziehen auf den Deckel (10, 12, 16) aufgebracht ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10, 12, 16) während des Tiefziehvorganges auf den Stempel (27) eines kongruenten Tiefziehwerkzeuges (28) aufgesteckt ist und als Tiefziehwerkzeug wirkt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung, bzw. Verschweissung zwischen dem auf der Membrane (11, 38) und/oder auf dem Rand des Rumpfes (9, 39) aufgetragenen Schutzlack oder der Beschichtung (31) und dem Rumpf (9, 39) erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissdruck zwischen dem Rand des Deckels (10, 12, 16, 33), der Membrane (11, 38) und dem Rumpf(9, 39) durch die Spannung des aufgesteckten Deckels (10, 12, 16, 33) auf den Rumpf (9, 39) erzeugt und aufrechterhalten wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissdruck anfänglich vom Werkzeug einer Aufdeckelmaschine aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verschweissung der Membrane (11, 38) mit dem Gebinderumpf (9, 39) notwendige Temperatur durch Erhitzen des Deckels (10, 12, 16) und/oder des Randes des Gebinderumpfes (9) nach dem Aufstecken des Deckels (10,
12, 16) auf den Gebinderumpf (9) erzeugt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verschweissung der Membrane (11, 38) mit dem Gebinderumpf (9, 39) notwendige Temperatur durch Erhitzen des Randes des Rumpfes (9, 39) unmittelbar vor dem Aufsetzen des Deckels (10, 12, 16, 33) auf den Rumpf (9,39) erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Erhitzen mit einer Induktions- oder einer Heissluftheizung erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10, 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand des Rumpfes (39) vor dem Aufbringen der Membrane (38) flachgedrückt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10, 14, 15,
16, dadurch gekennzeichnet, dass die-Kontakt- oder Schweissfläche der Membrane (38) mit dem Rumpf (39) nach dem Verschweissen nach unten umgestülpt wird.
18. Gebinde aus Blech mit einer Verschlusseinheit gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10, 12, 16, 33) im Kontaktbereich der Membrane (11, 38) mit dem Rumpf (9, 39) auf der Membrane (11, 38) aufliegt und einen permanenten Druck auf den Kontaktbereich ausübt.
19. Gebinde aus Blech mit einer Verschlusseinheit gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweissfläche der Membrane (38) mit dem Rand des Rumpfes (39) nach unten umgestülpt ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine einbaufertige Verschlusseinheit für ein Gebinde, ein Verfahren zum Aufbringen einer Verschlusseinheit auf einen Gebinderumpf sowie ein Gebinde.
Deckelverschlusseinheiten dieser Art finden allgemein Verwendung auf Gebinden, welche Produkte enthalten, die leicht verflüchtigen, z. B. Lacke, Kaffee, oder welche vor dem Zutritt von Sauerstoff, Feuchtigkeit etc. geschützt werden müssen sowie solche, bei welchen der Verbraucher feststellen können muss, ob das Gebinde tatsächlich nicht durch Unbefugte bereits einmal geöffnet worden ist. Man spricht in diesem Fall von einem Garantieverschluss.
Bekannte Verschlusseinheiten, wie sie heute allgemein gebräuchlich sind, bestehen aus drei Teilen und werden unter den Bezeichnungen 3-Stück-Garnitur oder Patentgarnitur gehandelt. Sie bestehen aus einem Haltering für die Membrane, der Membrane sowie einem in den Haltering einsteckbaren Deckel. Der Haltering und der Deckel sind normalerweise aus Weissblech, die Membrane aus Aluminiumfolie hergestellt. Die Aluminiummembrane wird bei der Herstellung der Einheit zum Rollbördel des Rings hochgezogen und dort mit der Gummierung eingelegt (z. B. DE-OS 2 357 216).
Die 3-teiligen Deckeleinheiten werden durch spezialisierte Unternehmen hergestellt und an die Verbraucher (Dosenhersteller oder Abfüller) als Halbfabrikate weiterverkauft.
Die Verbraucher montieren diese Verschlüsse anschliessend mit den herkömmlichen Verschlussmaschinen.
Diese bekannten Patentgarnituren sind aufwendig in der Herstellung, benötigen grosse Mengen an Blech (je eine Rondelle für den Ring und eine für den Deckel) und sind daher sehr teuer. Des weiteren lassen sich Gebinde, welche mit
einem solchen Verschluss versehen sind, nie ganz entleeren, weil durch den Ring der Öffnungsquerschnitt wesentlich kleiner als derjenige des Gebinderumpfes ist.
Zudem lässt sich die Membrane nur teilweise entfernen und es bleibt immer eine offene Schnittkante unter dem Ring zurück. Für die Verpackung von Tennisbällen müssen wegen des Ringes Dosen von grösserem Durchmesser als derjenige der Bälle verwendet werden.
Aus der englischen Patentanmeldung Nr. 072 131 ist eine Dose mit einer direkt auf einen Bördelrand der Dose aufgeklebten Verschlussmembrane bekannt. Der Bördel ist Teil eines eingezogenen Abschnittes des Dosenrumpfes und liegt sowohl radial wie axial in einem Abstand zu einem das Dosenende mit der Membrane umschliessenden Deckel. Die Membrane ist in herkömmlicher Weise mit dem Gebinde verschweisst, was zwei Arbeitsgänge notwendig macht. Der erste besteht aus dem Aufbringen der Membrane, der zweite aus dem Aufstecken des Deckels. Für das Aufschweissen der Membrane können herkömmliche Einrichtungen verwendet werden, doch sind diese beim Hersteller von Blechdosen üblicherweise nicht vorhanden.
Besonders nachteilig erweist sich die Herstellung von Dosen mit einem Membranverschluss in der bekannten Ausführung, weil die beiden Teile, Deckel und Membrane, nicht als Einheit von einer spezialisierten Firma hergestellt und an den Verbraucher weitergegeben werden können. Bei Füllgütern mit einem gewissen ueberdruck, z. B. Kaffee, ist die flach aufliegende, aufreissbar gestaltete Membrane ständig von innen belastet. Es besteht damit durchaus die Gefahr, dass sich die Membrane allmählich vom Dosenrand abschält, wenn diese nicht vom Deckel permanent festgeklemmt wird. Des weiteren kommt es häufig vor, dass die Membrane im Bereich der wulstartigen Schweissnaht, die auch bei den neuesten Schweissverfahren (Superwima) nicht frei von einem kantigen Absatz ist, eine Undichtigkeit auftreten kann.
Dieser Nachteil lässt sich allerdings durch Auftragen eines Nahtschutzlackes im Nahtbereich beheben. Bei pulverförmigen Füllgütern und bei Lacken, welche Dosen mit einem Membranverschluss erfordern, ist die Nahtabdeckung an sich nicht notwendig und führt zu einer Verteuerung des Gebindes, die der Verbraucher nicht zu zahlen gewillt ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Deckelverschlusseinheit, welche die Nachteile der bekannten vermeidet. Insbesondere soll diese Einheit einfach und billig sein und trotzdem alle Vorzüge der bekannten Deckelverschlüsse aufweisen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, dass der Schutzdeckel und die Membrane als Einheit hergestellt, an den Verbraucher geliefert und von diesem in einem Arbeitsgang auf den Dosenrumpf aufgesetzt werden kann.
Nach der Erfindung werden diese Aufgaben gemäss der Kennzeichen der Ansprüche 1, 7 und 18 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Die erfindungsgemässe Verschlusseinheit ist äusserst ein fach herzustellen und benötigt keine weiteren, nicht bereits bei jedem Gebindehersteller ohnehin vorhandenen Maschi nen zum Aufsetzen derselben auf einen Dosenrumpf. Die teuren Stanz- und Ziehwerkzeuge für die Herstellung des
Ringes entfallen, bzw. können zur Herstellung von Deckeln, bzw. zum Anbringen der Membrane im Deckel benutzt wer den.
Gegenüber der 3-teiligen Garnitur herkömmlicher Aus führung entfällt auch das Aufbringen einer Gummierung.
Die Verschlusseinheit kann für Gebinde von beliebiger
Querschnittsform vorgesehen werden. Auch kann der Dek kel der Verschlusseinheit als Steek- oder als Stülpdeckel aus geführt sein.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Verschlusseinheit ist darin zu sehen, dass die üblicherweise sehr dünne Membrane beim stapeln, transportieren und aufdeckeln nicht verletzt werden kann, da diese auf dem Deckelboden aufliegt und nicht wie bisher die Ringöffnung unter Einschluss von Luft überspannt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Verbindung der Membrane mit dem Gebinderumpf durch Verschweissen der ohnehin an der Membrane und allenfalls auch am Gebinderumpf vorhandenen Schutzlacke erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der für die Verschweissung notwendige Druck zwischen der Membrane und dem Gebinde allein durch den satt sitzenden Deckel erzeugt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Wahl des auf der Membrane aufgebrachten Schutzlackes die Verbindung lösbar, z. B. zum Aufreissen mit einer Aufreisslasche, oder unlösbar, z. B. zum Aufschneiden mit dem Messer, ausgeführt werden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Verbindung oder Verschweissung der Membrane mit dem Gebinderumpf im Durchlauf mit einer einfachen, dem Rand des Gebindes kurzfristig erwärmenden Wärmequelle erfolgen kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Deckel ohne Einfluss auf die Membrane zwecks guter Stapelbarkeit mit einem stufenförmigen Rand versehen sein kann.
Nachfolgend wird anhand einiger Ausführungsbeispiele die Erfindung näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt durch die noch nicht zusammengefügten Einzelteile einer bekannten 3-Stück-Garnitur,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine zusammengefügte bekannte 3-Stück-Garnitur,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die noch nicht zusammengefügten Teile eines erfindungsgemässen Deckelverschlusses,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäss Fig. 3 in zusammengefügter Anordnung,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Ausführungsform gemäss Fig. 4 eingeschweisst in einen Gebinderumpf,
Fig. 6/7 einen Längsschnitt durch je eine andere Ausführungsform,
Fig. 8/9 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform gemäss Fig. 5 mit abgenommenem Deckel und einer Aufreisslasche,
Fig. 10 einen Längsschnitt durch ein Ziehwerkzeug vor dem Ziehen,
Fig.
11 einen Längsschnitt durch das Ziehwerkzeug nach Fig. 10 nach dem Ziehen,
Fig. 12 bis 14je einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform mit einem Kunststoffdeckel,
Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform nach dem Verschweissen der Membrane und
Fig. 16 die Ausführungsform nach Fig. 15 nach dem Umstülpen der Schweissfläche.
In den Figuren 1 und 2 ist eine herkömmliche Deckelver schlusseinheit (3-Stück-Garnitur) ersichtlich. Diese setzt sich aus folgenden Teilen zusammen: einen Haltering 1 mit einer
Deckelöffnung 2 und einem Bördelrand 3, einem Einsteck deckel 4, einer Membrane 5 und der Gummierung 7.
Der Rand'8 des Deckels 4 passt genau in die Offnung 2 des Halterings 1. Die Gummierung 7 wird beim Zusammen fügen der Teile aufgespritzt und anschliessend im Durchlauf ofen getrocknet. Zum leichteren Verständnis ist jeweils in ge strichelter Darstellungsweise ein Gebinderumpf 9 in koaxia ler Lage zum Deckelverschluss angedeutet. Der Rumpf 9 kann innen mit einem Korrosionsschutzlack 29 beschichtet sein.
Die in den Figuren 3 bis 8 dargestellten Deckelverschlusseinheiten nach der vorliegenden Erfindung bestehen jeweils nur aus zwei Teilen, nämlich einem Deckel 10 und einer Membrane 11.
Der Deckel 10 (Fig. 3, 4, 5) weist einen Rand- oder Bunddurchmesser dl auf, welcher dem Innendurchmesser d2 des Rumpfes 9 entspricht. Eine mit einem Schutzlack 31 beschichtete Membrane 11 hat eine Dicke von ca. 0,05 bis 0,25 mm, vorzugsweise 0,1 mm, die Schutzlackschicht 31, eingeschlossen, und einen Durchmesser d3, der um etwa zweimal die Einstecktiefe des Deckels 10 grösser als der Durchmesser d1 ist.
In Figur 4 ist die Membrane 11 satt anliegend faltenfrei über den Boden und den Rand 30 des Deckels 10 gezogen und haftet an diesem zufolge Adhäsion. Nach dem Einstekken der Deckelverschlusseinheit in den Rumpf 9 liegt die Membrane 11 eingeklemmt zwischen dem Rand des Deckels 10 und dem Rumpf9 (Fig. 5).
Als Beschichtung 31 der Membrane 11 kann ein Thermoplast verwendet werden, der ein carboxylsäuremodifiziertes Polypropylen oder Polyäthylen und/oder ein Epoxyharz oder ein Polyesterharz oder ein Polyurethan oder ein Polyamid oder Mischungen solcher Polymere enthält. Die Beschichtung kann aber auch aus einem Ionomer (z. B. Surlyn von Du Pont) oder einem carboxylsäuremodifizierten Polyolefin, vorzugsweise gepfropfte Polyolefine wie z.B.
PEG, PPG oder einem biaxial orientierten (gestreckten) oder nichtorientierten Polypropylen- oder Polyäthylen-Film oder einem biaxial orientierten oder nicht orientierten Polyamid Film oder einem Ionomere-Film oder einem carboxylsäuremodifizierten Polyolefin-Film, vorzugsweise gepfropfte Polyolefin-Filme, wie z.B. PET-, PPG-Filme oder einem Polyvinylchloridcopolymer-Film oder Polyvinylacetat- oder Mischpolymerisat-Dispersionskleber oder Mischungen solcher Polymere bestehen.
Bei der Verwendung von Dispersionsklebern wird vorzugsweise der Rand des Gebindes (9) mit dem Kleber beschichtet.
In Figur 6 ist anstelle eines Einsteckdeckels 10 ein Stülpdeckel 12 vorgesehen. Eine umlaufende Sicke 13 im Rumpf 9 erleichtert das Ansetzen eines Schraubenziehers, einer Mün- ze oder eines Messers, zum Öffnen des Deckels 12; zudem gewährleistet ein stufenförmiger Absatz 14 im Deckelrand eine gute Abstapelbarkeit der Deckel 12 selbst. Einen nach innen umgelegten Rand 15 zeigt der Deckel 16 in Figur 7.
Dieser lässt sich ohne Werkzeuge von Hand öffnen.
Im Normalfall werden die Membranen 11 nach dem Abheben des Deckels 10, 12, 16 vom Verbraucher des Gebindeinhaltes entlang des Gebinderandes mit einem Messer herausgeschnitten. Selbstverständlich können auch Aufreisslaschen 17, die Teil der Membrane 11 sind (Fig. 8) oder Aufreisslaschen 18, die auf der Membrane 11 aufgeklebt sind (Fig. 9) vorgesehen werden, mit welchen die Membrane 11 leicht aus dem Rumpf 9 entfernt werden kann.
In den Figuren 10 und 11 ist eine mögliche Vorrichtung zum Anbringen der Membrane 11 am Deckel 10, 12,16 gezeigt. Um den Einschluss von Luft zwischen dem Deckel 10 und der Membrane 11 völlig zu vermeiden, wird der Deckel 10 auf einen Stempel 27 eines Tiefziehwerkzeuges 28 aufgesteckt. Die noch flache Membrane 11 wird zwischen einem Ziehring 19 und einer Matrize 20 festgeklemmt. Beim Aufsetzen des Deckels 10 auf der Membrane 11 kann die dazwischenliegende Luft seitlich entweichen. Beim nun folgenden Ziehvorgang schmiegt sich die Membrane 11 satt am Deckel 10 an. Mit einem Messer am Ziehwerkzeug kann die Membrane 11 ausgestanzt werden.
Selbstverständlich müssen der Stempel 27 und die Matrize 20 jeweils der Form des Deckels 10 angepasst werden. Sie unterliegen nur sehr geringem Verschleiss durch die dünne Membrane 11. Die Oberfläche des Stempels 27 ist zudem vom Deckel 10 geschützt, der über den Stempel 27 gestülpt, als Ziehwerkzeug fungiert.
Die beschriebenen Verschlusseinheiten eignen sich besonders für Füllgüter wie Lacke, Farben und dergleichen, welche starke Lösungsmittel enthalten.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung gemäss den Figuren 12 bis 16 für pulverförmige und pastöse Füllgüter erfolgt die Verbindung, bzw. Verschweissung der Membrane mit dem Rumpf statt am zylindrischen Teil des Rumpfes an einem gerollten, flanschartig abgeflachten Bördel. Als Werkstoff für den Deckel kann in dieser Ausführung Kunststoff verwendet werden. Der Kunststoff muss aber wegen der Heissversiegelung eine hohe Erweichungstemperatur aufweisen, weshalb sich am besten Polypropylen, PVC, Polycarbonat, Polyamid oder entsprechende Materialien eignen.
In den Figuren 12 und 13 ist der Rand des Rumpfes 39 in einen nach aussen gerichteten flachen Bördel 32, bzw. 34 verformt worden. In Figur 14 ist der Rumpf 39 zudem eingezogen und der die Auflagefläche oder Kontaktfläche für die Membrane 38 bildende Bördel 35 ist nach innen gerichtet.
Bei allen Ausbildungen der Bördel 32, 34 und 35 sind die Auflageflächen, bzw. Kontaktflächen mit der Membrane 38 derart ausgebildet, dass diese satt am Deckel 33 anzuliegen kommen. Die Herstellung des flachen Randes oder Bördels 32, bzw. 34 bzw. 35, bzw. 43 kann mit herkömmlichen Stauchbördelmaschinen erfolgen. In einem ersten Schritt wird ein Rollrand herkömmlicher Ausbildung erzeugt, in einem zweiten Schritt wird der Rollrand, der einen im wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweist, in der Stauchbördelmaschine flachgedrückt. Bei diesem Flachdrücken kann auch der Wulst der Schweissnaht an der Kontaktfläche für die Membrane 38 vollständig ausgeebnet werden. Es entsteht ein breiter, völlig planer flanschartiger Rand mit sauber abgerundeten Kanten.
Eine umlaufende Rippe 36 an der Unterseite 37 des Dekkels 33 umgreift den Bördel 32, bzw.34, bzw. 35 und spannt den Deckel 33 auf dem Rumpf 39 fest. Die von der Rippe 36 erzeugte Spannkraft drückt die Unterseite 37 des Deckels 33 im Kontaktbereich mit dem Flansch 32, bzw. 34, bzw. 35 satt an diesen und an der dazwischenliegenden Membrane 38 an.
Die Membrane 38 ist mindestens auf der dem Füllgut zugewendeten Seite mit einem heisssiegelfähigen Schutzlack oder einem Dispersionskleber 31 beschichtet, welcher nach dem Abbinden mit dem Bördel 32, bzw.34, bzw. 35 eine schälbare Verbindung zwischen der Membrane 38 und dem Rumpf 39 ergibt. Zum Aufreissen der Membrane 38 kann ein Aufreisslappen an der Membrane 38 vorgesehen sein (in den Figuren nicht sichtbar).
Analog zu den in den Figuren 3 bis 9 beschriebenen Einsteckdeckeln 10, 12, 16 mit am Boden und am Kragen des Deckels anliegender Membrane werden in den Ausführungen nach den Figuren 12 bis 14 die Membranen 38 ebenfalls am Deckel 33 angebracht und haften an dessen Unterseite 37 entweder zufolge Adhäsion oder dank partiell angebrachter schwacher lösbarer Klebstellen. Die Membranen 38 überspannen allerdings nur die Deckelunterseite 37 ohne am Rand hochgezogen zu werden.
Infolge der Verengung des Querschnittes an der Unterseite 37 durch die nach innen gerichtete Rippe 36 kann die Membrane 38, deren Durchmesser grösser als der Innendurchmesser der Rippe ist, auch nur lose eingelegt sein. Dies insbesondere bei Membranen 38 aus einem Verbund von Aluminium mit Papier und/oder Kunststoff.
Das Aufsetzen der Deckel 10, 12, 16, bzw. 33 mit den daran haftenden Membranen 11, 33, also die Verschlusseinheiten, erfolgt in herkömmlicher Weise mit einer Verschliessmaschine wie sie bisher schon zum Aufdeckeln von mit einer Membran verschlossener Rümpfe, z. B. Ovomaltinedosen, Verwendung gefunden hatte.
Das Verschweissen oder Verkleben der Membrane 11, 38 mit dem Rumpf 9, 39 kann auf verschiedene Arten erfolgen und hängt jeweils von den vorhandenen Mitteln und vom Werkstoff des Deckels 10, 12, 16, 33 bzw. der als Kleber wirkenden Beschichtung der Membrane 38 ab:
Die in den Figuren 3 bis 9 beschriebenen Verschlusseinheiten werden, nachdem sie auf den Rumpf 9 aufgesteckt worden sind, von einer Wärmequelle (Induktionsspule, Warmluft etc.) entweder von aussen (rumpfseitig) oder von oben (deckelseitig) kurzfristig im Kontaktbereich der Membrane 11 mit dem Deckel 10, 12, 16 und dem Rumpf 9 erhitzt. Diese Erwärmung und die vorhandene Spannung zwischen dem Rumpf9 und dem Deckel 10, 12, 16 genügen, die heisssiegelfähige Schutzlackschicht 31 auf der Membrane 11 mit dem Rumpf 9 zu verschweissen.
Bei den Verschlusseinheiten mit Deckel 33 aus Kunststoff und einer Kontaktfläche, die in der Ebene der Öffnung liegt, erfolgt die Erwärmung der Kontaktfläche vorzugsweise unmittelbar vor dem Aufstecken der Einheit, d. h. beim Einlauf in die Aufdeckelmaschine, jedoch ausserhalb derselben. Erwärmt werden muss dabei nur der Bereich des Bördels. Der zur sicheren Verschweissung notwendige Druck wird anfänglich vom Aufdeckelwerkzeug und anschliessend von der Spannkraft des Deckels 33 auf den Dosenrumpf 39 aufgebracht, bzw. permanent aufrechterhalten.
Bei der Verwendung eines Klebers auf Dispersionsbasis ist die Erwärmung der Klebefläche eher nebensächlich. Allerdings verkürzt eine Erwärmung selbstverständlich die Aushärtezeit des Klebers wesentlich.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in den Figuren 15 und 16 dargestellt. Diese Ausgestaltung weicht insofern etwas von den obenbeschriebenen ab, als dass die Membrane 38 nicht mehr zusammen mit dem Deckel 42 als Aufschweisswerkzeug angebracht werden kann, sondern dass die Membrane 38 mit einem einen Deckel simulierenden Werkzeug vorerst wie in den Figuren 12 und 13 gezeigt, auf den flachen Rand aufgesetzt und verschweisst wird. In einem zusätzlichen Arbeitsgang erfolgt dann das Umlegen oder Umstülpen des Randes 43 zusammen mit der aufgeschweissten Membrane nach unten, bis der Rand 43 im wesentlichen parallel zum Rumpf 39 verläuft, bzw. an diesen anliegt.
Bei Bedarf kann über die Membrane 38 ebenfalls ein Deckel 42 gesteckt werden.
Die in den Figuren 15 und 16 gezeigte Ausführung eignet sich im besonderen für Füllgüter, die einen Überdruck im Doseninnern erzeugen, und bei denen sich die Membrane 38 trotz aufliegendem Deckel im Bereich der Schweissstelle vom Rand abzuschälen droht. Am umgelegten Bördel 43 ist die Schweissstelle ausschliesslich auf Scherung belastet und demzufolge absolut sicher.
Als Beschichtung für die Membrane 38 und/oder den Rand des Rumpfes 39 eignen sich die gleichen Produkte wie sie zur Beschichtung der Membrane 11 in den Figuren 3 bis 11 beschrieben wurden.
In den beschriebenen Ausführungsformen nach den Figuren 12 bis 16 kann es vorteilhaft sein, die Membrane 38 mit einer in geringem Abstand parallel zum Rumpf verlaufenden Sicke 40 oder einem Absatz 41 zu versehen (in strichpunktierten Linien in den Figuren 12, 13 und 16 angedeutet).
Anstelle von beschichter Aluminiumfolie kann die Membrane 38 auch aus Kunststoff oder Papier oder einem Verbund aus diesen Materialien hergestellt sein, welche eine schöne Bedruckung und verschiedene Aufreissmöglichkeiten zulassen.
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PATENT CLAIMS
1.Ready-to-install closure unit for a sheet metal container, consisting of a tear-open or guarantee membrane made of lacquer-coated film and a reusable, attachable lid, characterized in that the lid (10, 12, 16, 33) on the areas facing the inside of the container with which the membrane ( 11, 38) film is coated.
2. Closure unit according to claim 1, characterized in that the areas facing the inside of the container from the part spanning the container opening, not coming into contact with the fuselage (9, 39) and coming against the container body (9, 39), between the lid (10, 12, 16, 33) and the body (9, 39) clamped part.
3. Closure unit according to claim 1, characterized in that the lid (10, 12, 16) is designed as a plug-in lid, and that the membrane (11) in the region of the bottom spanning the container opening and in the region of the edge on the lid (10, 12 , 16) fits positively.
4. Closure unit according to claim 1, characterized in that the lid (33) is designed as a slip lid, and that the membrane (38) at least in the contact region of the lid (33) with the container body (39) in the plane of the container opening in a form-fitting manner on the lid (33) is present.
5. Closure unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the membrane (11, 38) on the side facing away from the cover (10, 12, 16, 33) with a protective lacquer, a coating, a film (31) or a hot glue varnish is coated, which thermoplastics such. B. carboxylic acid-modified polypropylenes, polyethylenes, propylenes, epoxy resins, polyester resins, polyurethanes, polyamides, polyvinyl chloride copolymers, polyvinyl acetate, mixed polymer dispersion adhesives or mixtures of such polymers.
6. Closure unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the membrane (11, 38) adheres to the cover (10, 12, 16, 33) by adhesion.
7. A method of applying a closure unit consisting of a reusable cover and a closure membrane to the open end of a sheet metal container according to claim 1, characterized in that the cover (10, 12, 16, 33) is attached to the fuselage (9, 39) and a membrane (11, 38) adhering to the lid (10, 12, 16, 33) is connected or welded to the fuselage (9, 39) under the action of pressure and temperature when it is attached to the fuselage (9, 39).
8. The method according to claim 7, characterized in that the membrane (11) is applied to the lid (10, 12, 16) by deep drawing.
9. The method according to claim 8, characterized in that the lid (10, 12, 16) is attached to the stamp (27) of a congruent deep-drawing tool (28) during the deep-drawing process and acts as a deep-drawing tool.
10. The method according to claim 9, characterized in that the connection or welding between the on the membrane (11, 38) and / or on the edge of the fuselage (9, 39) applied protective lacquer or the coating (31) and the Hull (9, 39) takes place.
11. The method according to claim 9, characterized in that the welding pressure between the edge of the lid (10, 12, 16, 33), the membrane (11, 38) and the fuselage (9, 39) by the tension of the attached lid ( 10, 12, 16, 33) on the fuselage (9, 39) is generated and maintained.
12. The method according to claim 9, characterized in that the welding pressure is initially applied by the tool of a lidding machine.
13. The method according to claim 9, characterized in that the temperature required for welding the membrane (11, 38) to the container body (9, 39) by heating the cover (10, 12, 16) and / or the edge of the container body ( 9) after the cover (10,
12, 16) is generated on the container body (9).
14. The method according to claim 9, characterized in that the temperature required for welding the membrane (11, 38) to the container body (9, 39) by heating the edge of the body (9, 39) immediately before the lid (10 , 12, 16, 33) on the fuselage (9,39).
15. The method according to any one of claims 13 and 14, characterized in that the heating is carried out with an induction or hot air heating.
16. The method according to any one of claims 9, 10, 14, characterized in that the edge of the fuselage (39) is flattened before the membrane (38) is applied.
17. The method according to any one of claims 9, 10, 14, 15,
16, characterized in that the contact or welding surface of the membrane (38) with the fuselage (39) is turned inside out after the welding.
18. Container made of sheet metal with a closure unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the lid (10, 12, 16, 33) in the contact area of the membrane (11, 38) with the body (9, 39) on the Membrane (11, 38) rests and exerts permanent pressure on the contact area.
19. Container made of sheet metal with a closure unit according to claim 18, characterized in that the welding surface of the membrane (38) with the edge of the fuselage (39) is turned inside out.
The present invention relates to a ready-to-install closure unit for a container, a method for applying a closure unit to a container body and a container.
Lid closure units of this type are generally used on containers that contain products that volatilize easily, e.g. B. lacquers, coffee, or which must be protected against the entry of oxygen, moisture, etc., and those in which the consumer must be able to determine whether the container has actually not been opened by unauthorized persons. In this case one speaks of a guarantee closure.
Known closure units, as are commonly used today, consist of three parts and are sold under the names 3-piece set or patent set. They consist of a retaining ring for the membrane, the membrane and a cover that can be inserted into the retaining ring. The retaining ring and the cover are usually made of tinplate, the membrane of aluminum foil. The aluminum membrane is pulled up during the manufacture of the unit for the rolling flange of the ring and inserted there with the rubber coating (e.g. DE-OS 2 357 216).
The 3-part lid units are manufactured by specialized companies and sold on to consumers (can manufacturers or bottlers) as semi-finished products.
The consumers then assemble these closures with the conventional closure machines.
These known patent sets are complex to manufacture, require large amounts of sheet metal (one rondelle for the ring and one for the lid) and are therefore very expensive. Furthermore, containers can be used with
are provided with such a closure, never completely empty, because the opening cross-section is significantly smaller than that of the container body through the ring.
In addition, the membrane can only be partially removed and there is always an open cut edge under the ring. Because of the ring, cans with a larger diameter than that of the balls must be used for the packaging of tennis balls.
From the English patent application No. 072 131 a can is known with a sealing membrane glued directly onto a flanged edge of the can. The flange is part of a retracted section of the can body and lies both radially and axially at a distance from a lid which surrounds the can end with the membrane. The membrane is welded to the container in a conventional manner, which makes two operations necessary. The first consists of applying the membrane, the second consists of attaching the cover. Conventional devices can be used for welding the membrane, but these are usually not available from the manufacturer of tin cans.
The production of cans with a membrane closure in the known version proves to be particularly disadvantageous because the two parts, lid and membrane, cannot be produced as a unit by a specialized company and passed on to the consumer. For goods with a certain overpressure, e.g. B. coffee, the flat lying, tear-open membrane is constantly loaded from the inside. There is therefore a danger that the membrane will gradually peel off the edge of the can if it is not permanently clamped by the lid. Furthermore, it often happens that the membrane in the area of the bead-like weld seam, which is not free of an angular shoulder even in the latest welding processes (Superwima), can leak.
However, this disadvantage can be remedied by applying a seam protection varnish in the seam area. In the case of powdery filling goods and in the case of lacquers which require cans with a membrane closure, the seam cover is not in itself necessary and leads to an increase in the price of the container, which the consumer is unwilling to pay.
The object of the present invention is to provide a lid closure unit which avoids the disadvantages of the known. In particular, this unit should be simple and cheap and still have all the advantages of the known lid closures.
A further object of the invention is that the protective cover and the membrane can be produced as a unit, delivered to the consumer and can be placed by the consumer onto the can body in one operation.
According to the invention, these objects are achieved according to the characteristics of claims 1, 7 and 18. Further advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
The closure unit according to the invention is extremely easy to manufacture and does not require any further machines which are not already present in any container manufacturer for placing the same on a can body. The expensive punching and drawing tools for the production of the
Ring omitted, or can be used to manufacture lids or to attach the membrane in the lid.
Compared to the 3-piece set of conventional designs, there is also no need to apply a rubber coating.
The closure unit can be used for containers of any
Cross-sectional shape are provided. The Dek kel the closure unit can be performed as a plug or as a slip lid.
Another advantage of the closure unit according to the invention can be seen in the fact that the membrane, which is usually very thin, cannot be damaged when stacking, transporting and lidding, since it lies on the lid bottom and does not span the ring opening with the inclusion of air, as was previously the case. Another advantage is that the membrane can be connected to the container body by welding the protective lacquers already present on the membrane and possibly also on the container body.
Another advantage of the invention is that the pressure between the membrane and the container required for the welding can be generated solely by the tightly fitting lid.
Another advantage of the invention is that by the choice of the protective lacquer applied to the membrane, the connection is releasable, for. B. to tear with a tear tab, or insoluble, for. B. for cutting with the knife, can be performed.
Another advantage of the invention is that the membrane can be connected or welded to the container body in one pass with a simple heat source that briefly heats the edge of the container.
Another advantage is that the lid can be provided with a step-like edge without affecting the membrane for easy stacking.
The invention is described in more detail below with the aid of a few exemplary embodiments. Show it
1 shows a longitudinal section through the not yet assembled individual parts of a known 3-piece set,
2 shows a longitudinal section through an assembled known 3-piece set,
3 shows a longitudinal section through the parts of a lid closure according to the invention which have not yet been assembled,
4 shows a longitudinal section through the embodiment according to FIG. 3 in an assembled arrangement,
5 shows a longitudinal section through the embodiment according to FIG. 4 welded into a container body,
6/7 a longitudinal section through a different embodiment,
8/9 a longitudinal section through an embodiment according to FIG. 5 with the cover removed and a tear-open tab,
10 shows a longitudinal section through a drawing tool before drawing,
Fig.
11 shows a longitudinal section through the drawing tool according to FIG. 10 after the drawing,
12 to 14je a longitudinal section through an embodiment with a plastic cover,
15 shows a longitudinal section through a further embodiment after welding the membrane and
FIG. 16 shows the embodiment according to FIG. 15 after the welding surface has been turned inside out.
In Figures 1 and 2, a conventional Deckelver closure unit (3-piece set) can be seen. This consists of the following parts: a retaining ring 1 with a
Lid opening 2 and a flange 3, a plug-in lid 4, a membrane 5 and the rubber 7th
The edge 8 of the cover 4 fits exactly into the opening 2 of the retaining ring 1. The rubber coating 7 is sprayed on when the parts are joined together and then dried in a continuous oven. For easier understanding, a container body 9 is indicated in a coaxial position for the lid closure in each case in dashed lines. The fuselage 9 can be coated on the inside with a corrosion protection lacquer 29.
The lid closure units according to the present invention shown in FIGS. 3 to 8 each consist of only two parts, namely a lid 10 and a membrane 11.
The lid 10 (Fig. 3, 4, 5) has an edge or collar diameter dl, which corresponds to the inner diameter d2 of the fuselage 9. A membrane 11 coated with a protective lacquer 31 has a thickness of approximately 0.05 to 0.25 mm, preferably 0.1 mm, including the protective lacquer layer 31 and a diameter d3 which is approximately twice the insertion depth of the cover 10 than the diameter is d1.
In FIG. 4, the membrane 11 is drawn snugly over the bottom and the edge 30 of the cover 10 and adheres to it as a result of adhesion. After the cover closure unit has been inserted into the body 9, the membrane 11 is clamped between the edge of the cover 10 and the body 9 (FIG. 5).
A thermoplastic can be used as the coating 31 of the membrane 11, which contains a carboxylic acid-modified polypropylene or polyethylene and / or an epoxy resin or a polyester resin or a polyurethane or a polyamide or mixtures of such polymers. However, the coating can also be made from an ionomer (e.g. Surlyn from Du Pont) or a carboxylic acid-modified polyolefin, preferably grafted polyolefins such as e.g.
PEG, PPG or a biaxially oriented (stretched) or non-oriented polypropylene or polyethylene film or a biaxially oriented or non-oriented polyamide film or an ionomer film or a carboxylic acid-modified polyolefin film, preferably grafted polyolefin films, such as e.g. PET, PPG films or a polyvinyl chloride copolymer film or polyvinyl acetate or copolymer dispersion adhesive or mixtures of such polymers.
When using dispersion adhesives, the edge of the container (9) is preferably coated with the adhesive.
In Figure 6, a slip lid 12 is provided instead of a plug-in lid 10. A circumferential bead 13 in the fuselage 9 makes it easier to attach a screwdriver, a coin or a knife to open the cover 12; in addition, a step-shaped shoulder 14 in the edge of the cover ensures good stackability of the cover 12 itself. The cover 16 shows an inwardly folded edge 15 in FIG.
It can be opened by hand without tools.
Normally, the membranes 11 are cut out with a knife by the consumer of the contents of the container along the edge of the container after the cover 10, 12, 16 has been lifted off. Of course, tear tabs 17 which are part of the membrane 11 (FIG. 8) or tear tabs 18 which are glued to the membrane 11 (FIG. 9) can also be provided, with which the membrane 11 can be easily removed from the fuselage 9.
FIGS. 10 and 11 show a possible device for attaching the membrane 11 to the cover 10, 12, 16. In order to completely avoid the inclusion of air between the cover 10 and the membrane 11, the cover 10 is pushed onto a stamp 27 of a deep-drawing tool 28. The still flat membrane 11 is clamped between a drawing ring 19 and a die 20. When the cover 10 is placed on the membrane 11, the air in between can escape laterally. In the following pulling process, the membrane 11 snugly clings to the cover 10. The membrane 11 can be punched out with a knife on the drawing tool.
Of course, the stamp 27 and the die 20 must each be adapted to the shape of the cover 10. They are subject to very little wear due to the thin membrane 11. The surface of the stamp 27 is also protected by the cover 10, which is placed over the stamp 27 and acts as a drawing tool.
The closure units described are particularly suitable for filling goods such as lacquers, paints and the like, which contain strong solvents.
In the embodiments of the invention described below in accordance with FIGS. 12 to 16 for powdery and pasty fillings, the membrane is connected or welded to the fuselage instead of to the cylindrical part of the fuselage on a rolled, flattened flange. In this version, plastic can be used as the material for the cover. However, because of the heat sealing, the plastic must have a high softening temperature, which is why polypropylene, PVC, polycarbonate, polyamide or corresponding materials are best suited.
In FIGS. 12 and 13, the edge of the fuselage 39 has been deformed into a flat flange 32 or 34 directed outwards. In FIG. 14 the fuselage 39 is also retracted and the flange 35 forming the contact surface or contact surface for the membrane 38 is directed inwards.
In all designs of the flanges 32, 34 and 35, the contact surfaces or contact surfaces with the membrane 38 are designed such that they come to lie snugly against the cover 33. The flat edge or flange 32, or 34 or 35, or 43 can be produced with conventional edging flanging machines. In a first step, a rolled edge of conventional design is generated, in a second step the rolled edge, which has an essentially circular cross section, is flattened in the edging machine. With this flattening, the bead of the weld seam on the contact surface for the membrane 38 can also be completely flattened out. The result is a wide, completely flat flange-like edge with neatly rounded edges.
A circumferential rib 36 on the underside 37 of the cover 33 engages around the flange 32 or 34 or 35 and tightens the cover 33 on the body 39. The tensioning force generated by the rib 36 presses the underside 37 of the cover 33 in the contact area with the flange 32 or 34 or 35 against the latter and against the membrane 38 located therebetween.
The membrane 38 is coated at least on the side facing the filling material with a heat-sealable protective lacquer or a dispersion adhesive 31, which after binding with the flange 32 or 34 or 35 results in a peelable connection between the membrane 38 and the body 39. To tear open the membrane 38, a tear-open flap can be provided on the membrane 38 (not visible in the figures).
Analogous to the push-in lids 10, 12, 16 described in FIGS. 3 to 9, with the membrane resting on the bottom and collar of the lid, the membranes 38 are likewise attached to the lid 33 in the embodiments according to FIGS either as a result of adhesion or thanks to the weakly detachable bond points that are partially applied. However, the membranes 38 only span the underside of the lid 37 without being pulled up at the edge.
As a result of the narrowing of the cross section on the underside 37 by the inwardly directed rib 36, the membrane 38, the diameter of which is larger than the inside diameter of the rib, can also be inserted only loosely. This is particularly the case with membranes 38 made of a composite of aluminum with paper and / or plastic.
The lid 10, 12, 16 or 33 with the membranes 11, 33 adhering to it, that is to say the closure units, is placed in a conventional manner with a sealing machine, as was previously the case for uncovering hulls sealed with a membrane, e.g. B. ovaltine cans, had found use.
The membrane 11, 38 can be welded or glued to the fuselage 9, 39 in various ways and depends in each case on the means available and on the material of the cover 10, 12, 16, 33 or the coating of the membrane 38 which acts as an adhesive :
The closure units described in FIGS. 3 to 9 are, after they have been attached to the fuselage 9, from a heat source (induction coil, warm air etc.) either from the outside (fuselage side) or from above (cover side) in the contact area of the membrane 11 for a short time the lid 10, 12, 16 and the fuselage 9 heated. This heating and the existing tension between the fuselage 9 and the cover 10, 12, 16 are sufficient to weld the heat-sealable protective lacquer layer 31 to the fuselage 9 on the membrane 11.
In the case of the closure units with a plastic cover 33 and a contact surface which lies in the plane of the opening, the contact surface is preferably heated immediately before the unit is plugged on, i. H. when entering the lidding machine, but outside it. Only the area of the flare needs to be heated. The pressure required for secure welding is initially applied or permanently maintained by the lid tool and then by the clamping force of the lid 33 on the can body 39.
When using a dispersion-based adhesive, the heating of the adhesive surface is rather irrelevant. However, heating naturally shortens the curing time of the adhesive considerably.
Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 15 and 16. This configuration differs somewhat from the ones described above in that the membrane 38 can no longer be attached together with the cover 42 as a welding tool, but rather that the membrane 38 initially with a tool that simulates a cover, as shown in FIGS. 12 and 13 the flat edge is put on and welded. In an additional operation, the edge 43 is then folded over or turned inside out, together with the welded-on membrane, until the edge 43 runs essentially parallel to the fuselage 39, or bears against it.
If necessary, a cover 42 can also be placed over the membrane 38.
The embodiment shown in FIGS. 15 and 16 is particularly suitable for filling goods which produce an overpressure in the interior of the can and in which the membrane 38 threatens to peel off from the edge in the area of the welding point despite the cover being placed thereon. At the flanged flange 43, the welding point is subjected exclusively to shear and is therefore absolutely safe.
The same products as those described for coating the membrane 11 in FIGS. 3 to 11 are suitable as a coating for the membrane 38 and / or the edge of the fuselage 39.
In the described embodiments according to FIGS. 12 to 16, it may be advantageous to provide the diaphragm 38 with a bead 40 or a shoulder 41 running parallel to the fuselage at a short distance (indicated by dash-dotted lines in FIGS. 12, 13 and 16).
Instead of coated aluminum foil, the membrane 38 can also be made of plastic or paper or a composite of these materials, which allow beautiful printing and various tear-open options.