DE102014104316A1

DE102014104316A1 - Kronkorkenverschluss und Verschlussvorrichtung

Info

Publication number: DE102014104316A1
Application number: DE102014104316.2A
Authority: DE
Inventors: Auf Teilnichtnennung Antrag; Heinz HILLMANN; Andreas Krieg
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2015-10-01
Also published as: US20170081088A1; WO2015144709A1; US10150594B2; EP3122646A1

Abstract

Die Erfindung umfasst eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschluss von Behältern mit einem kappenartigen Verschlusssystem, bei welchen ein zusätzlicher Sicherungsring unterhalb des Verschlusses angeordnet wird.

Description

Die Erfindung umfasst einen Kronkorkenverschluss für Behälter, insbesondere für Flaschen (Glasflaschen), wobei ein Versschlusssystem gem. Oberbegriff des Anspruch 1 vorgesehen ist.
Kronkorken sind als Verschlüsse für Behälter, insbesondere für Getränkeflaschen aus Glas sehr üblich und bekannt, insb. für Bier- und Softdrinkflaschen. Dabei bestehen diese aus einem kreisförmigen Blechstück mit kronenförmig gebogenen Rand und einer Einlage dichtenden Einlage. Dies war anfänglich aus Kork, das als kompressibles Zwischenstück zwischen Flaschenhals und Blech für die nötige Dichtigkeit sorgte. Üblich sind heute Polyvinylchlorid (PVC) oder Polyethylen (PE). Weiterhin sind aus Korrosionsschutzgründen Kronkorken in der Regel mit Schutzlacken überzogen.
Der gebräuchlichste Kronkorken hat 21 Zacken, wobei der Vorteil der ungeraden Zackenzahl darin besteht, dass sich diese nicht direkt gegenüber stehen und somit ein Verkanten in den Zuführungsaggregaten verhindert wird.
Kronkorken werden mittels Verschließmaschine auf die Behälter aufgesetzt, die mit Hilfe bspw. eines magnetischen Stempels zugeführte Kronkorken führt und diese auf den Flaschenhals drückt. Gleichzeitig senkt sich ein zylindrischer Bereich um den Kronkorken, der dafür sorgt, dass der Zackenrand umgebogen wird oder um den Mündungsbereich des Behälters umgebördelt wird.
Die DE4018121 A1 offenbart ein solches Verfahren zum Verschließen von Behältern, bei dem auf das Mündungsende eines Behälters Kronkorken unter Bildung eines Dichtungspreßsitzes zwischen Verschlusselement und Behälter verschlossen werden, wobei in einer ersten Verschließphase eine vorläufige Klemmverbindung und in einer nachfolgenden Verschließphase der endgültige Dichtungspreßsitz hergestellt wird. Dabei wird die vorläufige Klemmverbindung des Verschlusselementes mit dem Behälter durch plastisches Verformen des Kronkorkens hergestellt. Der Verschlussvorgang gemäß der DE 1018121 A1 ist dabei mehrstufig, mit unterschiedlichen, d.h. ansteigenden Verschlusskräften. Ein weiterer Kronkorkenverschließer wird in der DE 4036306A1 offenbart, bei welchem ein Heftkopf vorgesehen ist, der vorstehende, zum Umbördeln des Kronenkorkenrandes bewegbare Stiftelemente aufweist. Dabei ist eine pneumatische Antriebseinrichtung zur Erzeugung einer Vorschubbewegung für den Heftkopf vorgesehen.
Eine besonders hygienische Vorrichtung wird in der DE 35 15 334 A1 offenbart, wobei hier der Verschluss des Behälters in einem Sterilraum erfolgt, der mittels eines Schutzgases erzeugt wird.
Auch wenn das Verfahren und die hierfür üblichen Vorrichtungen weite Verwendung finden, besteht ein Problem darin, dass die Behältermündung beim Füllvorgang, direkt vor dem Verschließer, häufig mit Produkt benetzt wird, welches dann in dem Hohlraum, der sich unterhalb der angelegten und gebördelten Kronkorkenzähne ergibt, verderben kann, indem Schimmelbildung erfolgt. Auf jeden Fall bilden die Räume unterhalb des Kronkorkens einen teilweise offenen Hohlraum, in dem eine Verschmutzung nicht vermeidbar ist und mit welchem der Verbraucher mit den Lippen in Kontakt kommt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen Kronkorkenverschluss zur Verfügung zu stellen, der verbesserte hygienische Eigenschaften aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Kronkorkensystem nach Anspruch 1 gelöst, wobei das Verschließen mit einem Verfahren nach Anspruch 11 und mittels einer Vorrichtung nach Anspruch 15 gelöst wird.
Dabei umfasst dieses kappenartige Verschlusssystem für Behälter einen eine Vielzahl von zacken- oder zahnartigen Formenden aufweisenden Kronkorken, der mindestens teilweise aus einem metallischen und/oder aluminiumhaltigen Werkstoff gebildet ist, wobei der Kronkorken derart geformt ist, dass die Formenden nach bestimmungsgemäßer und den Behälter verschließenden Verformung einen oder mehrere Hohlräume zwischen der äußeren Behälteroberfläche und den Formenden ausbilden. Dabei wird in axialer Richtung unterhalb des Kronkorkens ein Ring oder ringartiges Element vorstehen, welches eine untere Begrenzungswand der Hohlräume darstellt. Dieser Ring stellt weiterhin einen Sicherungsring dar, der bei der Verformung der Kronkorken im Moment der Öffnung verformt und/oder zerbrochen wird.
Der Ring kann dabei aus jedem geeigneten Kunststoff oder Cellulosewerkstoff sein, insbesondere ist er aber aus einem Kunststoff gebildet, wie bspw. Polyethylen-Terephthalat (PET), Polyethylen in einer hohen Dichte oder dergleichen. In einer verbesserten Ausführungsform weist der Ring Sollbruchstellen auf und/oder ist segmentiert bzw. ist aus Segmenten gebildet.
Wenn der Ring aus Segmenten gebildet ist, sind mindestens zwei der Segmente mittels unlösbarer Verbindungen ineinander verrastbar oder formschlüssig verbindbar. Dabei kann zwischen zwei oder mehreren Segmenten des Rings ein scharnierartiger Übergangsbereich ausgebildet sein. Auch in einem solchen Aufführungsfall kann weiterhin mindestens ein unlösbar verrastbarer Verschluss vorgesehen werden. Ein solcher (Rast-)Verschluss wird idealerweise aus den freien Enden von zwei aneinander angrenzenden Segmenten gebildet.
Der geschlossene Ring weist dabei vorteilhafterweise mindestens einen ersten inneren Bereich auf, der im geschlossenen Zustand dieselbe Neigung aufweist, wie die von der freien Unterkante der Formenden aufgespannte Ringfläche/-ebene. Dabei besteht eine Verbesserung darin, dass sich an den ersten inneren Bereich ein zweier ringartiger Bereich anschließt, der dieselbe oder ein zum ersten Bereich stärkere Neigung oder Wölbung aufweist. Bedarfsweise können vertikale Bohrungen oder Öffnungen im Ring vorgesehen werden, damit Flüssigkeit, wie bspw. Kondenswasser oder Produkt, leicht nach unten abgeleitet werden.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn der geschlossene Ring eine Kontur aufweist, die eine in Richtung der Behälterachse des stehenden Behälters nach unten geneigte Schräge oder Wölbung aufweist, um das Ablaufen von Flüssigkeiten zu begünstigen.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Ring ein integraler Teil des Kronkorkens, indem der Ring aus Segmenten geformt wird. Diese können im Zusammenwirken mit den zum Verschluss verformten Formenden des Grundkörpers einen geschlossenen Ring formen oder sind alternativ mittels Tragstegen in den Formenden des Kronkorken gelagert und positioniert, so dass dieses sich bei der Verformung der Formenden zum Behälterverschluss zu einem geschlossenen Ring zusammenfügen, d.h. alleinig und nicht im Zusammenwirken mit den Formenden.
Zur maschinenseitigen Realisierung der vorgenannten Ausführungsformen sind die entsprechenden Aggregate, wie Zuleitungen der Kronkorken (Grundkörper), Ringe oder Ringsegmente, Greifer usw. vorgesehen, die an geeigneter Weise angeordnet sind.
Die sonstigen bekannten Prozessschritte vor und nach dem Verschließer, sind entsprechend in analoger Weise nach Bedarf kombinierbar. Dies sind geeignete Inspektions- und Kontrolleinheiten vor und/oder nach dem Verschließer, Reinigungs- und Hygienisierungseinheiten, um die Verunreinigungen abzusaugen und ggf. eine Entkeimung der Verschlüsse vorzunehmen. Insbesondere ist vorteilhafterweise nach dem Verschließer eine Verschlussinspektion vorzusehen, die die ordnungsgemäße Verschlussqualität und das Vorhandensein des Kronkorkens und ggf. erzeugte Sicherungsringe unterhalb des Kronkorkens überprüft
Als Zuführsysteme dienen bekannte Einheiten, welche die Verschlüsse zum Verschließer transportieren und dabei die Ausrichtung und Lage berücksichtigen und festlegen. Die gewünschte Richtungsorientierung wird in derartigen Transporteinheiten beibehalten. Weiterhin erfolgt der Übergang der Kronkorken zum Verschließer über Pick & Place Station(en), über Einblasvorrichtung oder sonstige geeignete Elemente.
Bedarfsweise kann eine Mündungsdusche vor dem eigentlichen Verschließschritt vorgesehen werden, um bspw. Schaumreste wegzuspülen.
Der Verschließer selbst weist bekannte Verschließköpfe auf, die den beschriebenen Kronkorken applizieren können. Der Verschließer ist vorteilhafterweise ein Verschließer in umlaufender Bauweise mit einer Mehrzahl von Verschließerstationen, die mindestens je ein Verschlusswerkzeug umfassen.
Dabei ist vorteilhafterweise nach der Verschließerposition oder -einheit eine Aushärt- und/oder Versprödungseinheit vorgesehen, diese kann aber auch ein integraler Bestandteil der Verschließerstation sein, die bedarfsweise aktiviert, d.h. zugeschaltet werden kann.
Bei einer verbesserten Variante wird der Ring in zwei oder mehr Teilsegmenten an den Behälter herangeführt. Dazu wird bspw. ein erstes Segment an einem ersten Applikationsort des Förderwegs angebracht und nachfolgend das zweite, fehlende Segment, an einem zweiten Applikationsort angebracht.
Bspw. kann ein erstes Ringsegment, das mehr als 180° des Anlagebereiches überdeckt, im Bereich eines Förderelementes stromaufwärts des Verschließers appliziert werden, bspw. im Einlaufstern zum Verschließer. Der oder die weiteren Ringsegmente können dann auf den Verschließer zugeleitet und dort den Gesamtring verschließend vor oder nach dem Verschließen der Behälter eingefügt werden.
Dabei sind als Applikations- oder Transferwerkzeuge Greifer oder Klipps vorteilhaft, bei denen die Ringsegmente in der Flanke der Greifarme oder -zangen einlegbar sind, indem die Flanken der Greifarme oder -zangen nut -oder rinnenartig in einer zum Ring oder Ringsegment analogen Gegenkontur (Negativ) ausgeformt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4018121 A1 [0005]
DE 1018121 A1 [0005]
DE 4036306 A1 [0005]
DE 3515334 A1 [0006]

Claims

Kappenartiges Verschlusssystem für Behälter, umfassend einen eine Vielzahl von zacken- oder zahnartigen Formenden aufweisenden Kronkorken ,der mindestens teilweise aus einem metallischen und/oder aluminiumhaltigen Werkstoff gebildet ist, wobei der Kronkorken derart geformt ist, dass die Formenden nach bestimmungsgemäßer und den Behälter verschließenden Verformung einen oder mehrere Hohlräume zwischen der äußeren Behälteroberfläche und den Formenden bilden, dadurch gekennzeichnet, dass in axiale Richtung unterhalb des Kronkorkens ein Ring oder ringartiges Element vorstehen ist, welches eine untere Begrenzungswand der Hohlräume darstellt.
Kappenartiges Verschlusssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring aus einem Kunststoff gebildet ist, insb. aus Polyethylen-Terephthalat (PET)
Kappenartiges Verschlusssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring Sollbruchstellen aufweist.
Kappenartiges Verschlusssystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring aus Segmenten gebildet ist.
Kappenartiges Verschlusssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring aus mindestens zwei unlösbar ineinander verrastbaren Segmenten gebildet ist.
Kappenartiges Verschlusssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Segmenten des Rings mindestens ein scharnierartiger Übergangsbereich ausgebildet ist und weiterhin mindestens ein unlösbar verrastbarer oder verklemmbarer Verschluss vorgesehen ist, wobei der Verschluss bspw. aus den freien Enden von zwei aneinander angrenzenden Segmenten gebildet wird.
Kappenartiges Verschlusselement nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Ring mindestens einen ersten inneren Bereich aufweist, der im geschlossenen Zustand die selbe Neigung aufweist, wie die von der freien Unterkante der Formenden aufgespannte Ringfläche.
Kappenartiges Verschlusselement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den ersten inneren Bereich ein zweiter ringartiger Bereich anschließt, der dieselbe oder eine zum ersten Bereich stärkere Neigung oder Wölbung aufweist.
Kappenartiges Verschlusselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der geschlossene Ring eine Kontur aufweist, die eine in Richtung der Behälterachse des stehenden Behälters nach unten geneigte Schräge oder Wölbung aufweist.
Kappenartiges Verschlusselement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring einen integralen Teil des Kronkorkens bildet, indem der Ring aus Segmenten geformt wird, die mittel Tragstegen in den Formenden des Kronkorken gelagert und positioniert sind und welche sich bei der Verformung der Formenden zum Behälterverschluss zu einem geschlossenen Ring zusammenfügen.
Verfahren zum Verschluss von Behältern mit einem kappenartigen Verschlusssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Behälter und die Kronkorken der Verschließvorrichtung zugeführt werden dadurch gekennzeichnet, dass – in einem ersten Schritt der Ring der Verschließervorrichtung zugeführt wird, – in einem weiteren Schritt der Ring auf oder an dem Mündungsbereich des Behälters angeordnet wird und – in einem nachfolgenden Schritt zeitgleich bei oder nach dem Schritt der Verformung der Formenden des Kronkorkens ein Verschluss- und Verrastungsschritt des Rings erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Formenden bei der Verformung auf dem Ring zur Anlage kommen und diesen um eine definierte Wegstrecke in Richtung der Behälterachse nach unten verschieben und damit spannen und dieser sich kraftschlüssig um die Behältermündung presst.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring unabhängig von dem Kronkorken zugeleitet und auf oder an der Behältermündung befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring segmentweise zugeführt wird.
Vorrichtung zum Verschluss von Behältern mit einem kappenartigen Verschlusssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend einen Behältereinlauf, mindestens ein Verschlusswerkzeug und mindestens eine Kronkorkenzuführung, sowie eine Behälterausleitung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine (separate) Ringzuleitung und Ring-Überleitelement, insb. eine Greif- oder Abstreifelement für den Ring.
Vorrichtung nach Anspruch 15, umfassend mindestens eine Inspektionsvorrichtung zur Erfassung des Rings oder der Segmente des Rings hinsichtlich des Vorhandenseins, der Lage und/oder Vollständigkeit.