DE1924343B2 - Formstempel zum ausformen der dichtungseinlage von verschlusskappen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Formstempel zum Ausformen der Dichtungseinlage von Verschlußkappen mit einem ringförmigen Formabschnitt, der außen durch eine dem Verlauf des Kappenmantels etwa angepaßte Rotationsfläche und innen durch die Begrenzungsfläche einer Ausnehmung sowie durch eine beide verbindende ringförmige Stirnfläche begrenzt ist, die einen an die Rotationsfläche anschließenden, der ringförmigen Vertiefung des Kappenrandes zugeordneten, erhöhten Abschnitt aufweist, der über eine Schulter und einen ringförmigen Zwischenabschnitt in eine ringförmige Nut übergeht.

Beim Einbringen der Dichtungsmasse in eine Verschlußkappe läßt man die Dichtungsmasse zunächst nahe dem Kappenrand in eine ringförmige Vertiefung im Inneren des Kappenbodens einfließen, um sie anschließend mit dem Formstempel auszuformen. Nach der Ausformung kann die Dichtungseinlage die ganze Höhe des schürzenförmigen Mantels der Verschlußkappe bedecken. Bei der Ausformung der Dichtungsmasse e>o kommt es darauf an, die Überschußmasse der Dichtung sauber und zweckmäßig am Rande der Dichtung zu sammeln und gleichzeitig dafür zu sorgen, daß bei der Ausformung der Dichtungseinlage von der Dichtungsmasse eingeschlossene Luft nach außen abgeleitet wird. h^r> Falls bei der Ausformung¹ in der Dichtungseinlage Lufteinschlüsse und Blasen bleiben, ist die Verschlußkappe für die weitere Verwendung ungeeignet.

Zum sauberen Sammeln der Überschußmasse bei der Ausformung der Dichtungseinlage ist ein Formstempel bekannt, der einen ringförmigen Formabschnitt aufweist, der nach außen zu konisch abgeschrägt ist und in einem Randbereich endet, der dem Verlauf des an die Ringnut des Kappenbodens angrenzenden Kappenmantels etwa angepaßt ist. Der ringförmige Formabschnitt ist auf der radial inneren Seite durch die zylindrische Mantelfläche einer Ausnehmung begrenzt. Nahe dieser Mantelfläche ist in der ringförmigen Stirnfläche des Formabschnittes eine ringförmige Nut vorgesehen, die zum Sammeln der überschüssigen Dichtungsmasse dient. Der zwischen der Nut und der Ausnehmung liegende Bereich der Stirnfläche liegt bei voll eingefahrenem Formstempel satt auf der Innenfläche des Kappenbodens auf. Mit der zwischen der Stirnfläche des Formabschnittes und der Ringnut des Kappenbodens begrenzten und die Dichtungseinlage aufnehmenden Nut und der die Überschußmasse aufnehmenden ringförmigen Nut in der Stirnfläche bildet die ringförmige Stirnfläche des Formabschnittes im voll eingefahrenen Zustand mit der Innenfläche des Kappenbodens einen außerordentlich flachen und dünnen und sich zur ringförmigen Nut hin verjüngenden keilförmigen Spalt, der zu einer lippenförmigen Ausformung des Randes der Dichtungseinlage führt, wobei sich an die dünnste Stelle des lippenförmigen Randes die zu einem Wulst gesammelte Überschußmasse der Dichtung unmittelbar anschließt (vgl. US-PS 33 60 148 und BE-PS 6 88 457). Es hat sich jedoch gezeigt, daß mit diesem bekannten Formstempel zwar ein sauberes Sammeln der Überschußmasse, nicht immer jedoch ein zuverlässiges Ableiten der in der Überschußmasse eingeschlossenen Luft gewährleistet werden kann. Dies gilt insbesondere bei der Ausformung der Dichtungseinlage bei Verschlußkappen, bei denen die Dichtungseinlage den schürzenförmigen Mantel der Kappe auf der Innenseite über die ganze Mantelhöhe bedeckt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Formstempel der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß unter Gewährleistung eines sauberen Sammelns der Überschußmasse der Dichtung beim Ausformen alle zwischen dem Formstempel und dem Kappeninneren eingeschlossenen Luft zuverlässig ausreichende Möglichkeit findet, aus dem Dichtungsbereich zu entweichen, so daß nicht nur eine saubere, sondern vor allem eine ohne Lufteinschlüsse zuverlässig abdichtend wirkende Dichtungseinlage erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem zwischen der ringförmigen Nut und der Begrenzungsfläche der Ausnehmung liegenden Ringbereich der Stirnfläche des Formstempels ein Netzwerk aus mehreren Gruppen von radial verlaufenden Nutenabschnitten vorgesehen ist, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, einerseits an die ringförmige Nut und andererseits an die Ausnehmung angeschlossen und von Gruppe zu Gruppe über eine dazu parallele weitere Ringnut verbunden sind. Aufgrund dieser Ausbildung des Formstempels wird erreicht, daß die Überschußmasse der Dichtung während des Ausformens am radial innenliegenden Rand außerhalb des eigentlichen Dichtungsbereiches abwechselnd in Umfangsrichtung und in radialer Richtung nach innen umgelenkt wird, indem dem Ausfließen der Dichtungsmasse an bestimmten Stellen vorbestimmte Widerstände entgegengesetzt werden, so daß die in der Dichtungsmasse eingeschlossene Luft

ausreichende Möglichkeit findet, aus der Dichtungsmasse in radialer Richtung nach innen zu entweichen. Ein unkontrolliertes Abfließen der Überschußmasse kann aufgrund der Ausbildung jedoch nicht eintreten. Vielmehr wird die Dichtungsmasse in einem sauberen Muster zuverlässig gesammelt, so daß auch den ästhetischen Anforderungen an die Ausformung der Dichtungseinlage entsprechend Rechnung getragen ist.

Die neue Ausbildung erfüllt somit auf einfache Weise einen Doppelzweck. So wird einmal die saubere Sammlung der Überschußmasse in einer ansprechenden Form gewährleistet Zum anderen wird die Funktionsfähigkeit der Dichtungseinlage durch sicheres Abführen von eingeschlossener Luft verbessert, und zwar insbesondere aucn dann, wenn die Dichtungseinlage nicht nur die Nut im Kappenboden und die angrenzenden Bereiche, sondern auch den schürzenförmigen Mantel der Verschlußkappe über die ganze Höhe bedeckt.

Dichtungseinlagen in Form von mehreren konzentrisehen ringförmigen Rippen, die durch radiale Stege miteinander verbunden sind, sind seit langem bekannt (vgl. DT-GM 17 63 262 und 18 98 233). Hierbei handelt es sich jedoch um Spezialdichtungseinlagen, bei denen die Rippen die eigentliche Dichtung übernehmen und mit den miteinander abdichtend zusammenwirkenden Flächen von flaschenförmigen Behältern und Verschlußkappen zusammenwirken. Die Stege dienen dabei im wesentlichen nur als ein den scheibenförmigen Dichtungskörper stabilisierendes Element. Außerdem ist diese Dichtungseinlage vorgefertigt und wird erst nach Fertigstellung in die kronenförmige Kappe eingelegt.

Vorteilhafterweise ist die Anordnung so getroffen, daß die Tiefe der radialen Nutenabschnitte in Richtung nach innen von Gruppe zu Gruppe zunimmt. Dabei können die von der Ausnehmung, die in dieser mündenden Nutenabschnitte und die angrenzende Ringnut begrenzten Bereiche der Stirnfläche des Formstempels gegenüber den zwischen den Ringnuten und den diesen verbindenden Nutenabschnitten liegenden Bereiche in axialer Richtung vorspringen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigt:

F i g. 1 eine Verschlußkappe im senkrechten Schnitt und mit eingebrachter Dichtungsmasse vor der Ausformung der Dichtungseinlage,

F i g. 2 die Kappe nach F i g. 1 in Ansicht auf die Innenseite,

F i g. 3 eine Teilansicht im größeren Maßstabe der Kappe und des Formstempels im Schnitt entlang der Schnittlinie 3-3,

Fig.4 in ähnlicher Darstellung wie Fig.3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie 4-4 der F i g. 2 und

F i g. 5 im Ausschnitt die Stirnfläche des Formstempels.

Bei dem dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Verschlußkappe für Glasbehälter, insbesondere Behäl- wi ter für Kleinkindernahrung.

Die in den Figuren gezeigte Verschlußkappe 20 weist einen aus mehreren Abschnitten bestehenden Kappenboden 22 und einen an diesen anschließenden schürzenförmigen Kappenmantel 34 auf, der an sHnem in Rand eine Inneneinrollung 36 aufweist. Der Kappenboden 22 besteht aus einem zentralen domförmigen Teil 28, an den sich über eine Schräge ein in das Innere der Kappe vorspringender ringförmiger Flächenteil 26 anschließt. Zwischen dem schürzenförmigen Kappenmantel 34 und der Ringfläche 26 des Kappenbodens 22 ist ein ringförmiger Kanal 30 vorgesehen, der mit einer oder mehreren ringförmigen Sicken 32 am Kanalboden versehen sein kann. Zu der Ringfläche 26 des Kappenbodens 22 hin ist der Kanal durch eine schrägansteigende Schulter 38 begrenzt.

Die Dichtungsmasse wird in die Kappe etwa in der aus F i g. 1 ersichtlichen Form eingebracht und bildet einen ringförmigen wulstartigen Dichtungsmassenkörper 24. Bei der Dichtungsmasse 24 kann es sich um ein nicht ausgehärtetes Plastisol oder einen anderen fließfähigen Dichtungswerkstoff handeln, der mittels einer Düse bei rotierender Kappe in diese eingeführt werden kann.

Nach dem Einbringen des Dichtungswerkstoffes wird dieser mit Hilfe eines Formstempels ausgeformt. Der Formstempel 40 weist eine äußere Umfangsfläche 42 auf, deren Durchmesser im Bereich der eigentlichen Formfläche unter Bildung einer gekrümmten Stufe 44 bei 46 eingeschnürt ist. Der Umfangsbereich 44,46 ist im wesentlichen dem Verlauf des Kappenmantels angepaßt und verjüngt sich zum freien Ende hin schwach. An diesen konischen Bereich schließt sich über einen Radius 48 ein ringförmiger Formabschnitt an, der radial innen durch eine Ausnehmung 66 und eine die Ausnehmung bestimmende, annähernd zylindrische Begrenzungsfläche 64 begrenzt ist. Die den ringförmigen Formabschnitt bildende Stirnfläche ist abgestuft ausgebildet und weist einen radial äußeren, dem Kanal im Kappenboden gegenüberliegenden, axial vorspringenden, flachen ringförmigen Abschnitt 50 auf, an den sich im Bereich der radial inneren Begrenzung des Kanals eine ringförmige Schulter 52 anschließt, welche in einen entsprechend zurückversetzten ringförmigen Flächenabschnitt 54 überleitet. Dieser ringförmige Zwischenabschnitt 54 grenzt radial außen an eine ringförmige Nut 56 an. Im radialen Abstand innerhalb der ringförmigen Nut 56 verläuft konzentrisch zu diesem eine zweite ringförmige Nut 60, die mit der äußeren Ringnut über einen flachen ringförmigen Zwischenabschnitt 58 in Verbindung steht. Die radial innere Nut 60 weist von der Begrenzungsfläche 64 der Ausnehmung 66 einen radialen Abstand auf, der durch einen weiteren ringförmigen Zwischenabschnitt 62 bestimmt wird, der jedoch in axialer Richtung weiter vorspringt als die Zwischenabschnitte 54 und 58.

In dem zwischen der ringförmigen Nut 56 und der Begrenzungsfläche 64 der Ausnehmung 66 liegenden ringförmigen Zwischenbereich zwischen Abschnitten der Stirnfläche des Formstempels 40 ist ein Netzwerk aus mehreren Gruppen von radial verlaufenden Nutenabschnitten 68 und 70 vorgesehen, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet sind. Diese Nutenabschnitte sind einerseits an die ringförmigen Nuten 56 und 60 und andererseits an die Ausnehmung 66 angeschlossen. Man erkennt aus F i g. 5, daß die radial verlaufenden Nutenabschnitte 68 und 70 zwei Gruppen bilden. Die Nutenabschnitte 68 der ersten Gruppe sind jeweils an die beiden ringförmigen Nuten 56 und 60 angeschlossen, während die Nutenabschnitte 70 Her zweiten Gruppe an die radial innere ringförmige Nut 60 und an die Ausnehmung 66 angeschlossen und gegenüber den Nutenabschnitten 68 der ersten Gruppe in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

Von radial innen nach außen gesehen, nimmt die Tiefe der radialen Nutenabschnitte von Gruppe zu Gruppe

ab. Dies ist deutlich aus F i g. 3 zu ersehen, welche einen abgestuften radialen Schnitt längs der radialen Nutenabschnitte beider Gruppen wiedergibt. Aus Fig.4 ist ersichtlich, daß der axiale Abstand in der Formendstellung zwischen den verschiedenen Zwischenabschnitien und dem Boden der Verschlußkappe von radial innen nach außen geringfügig zunimmt.

Beim Ausformen der gemäß Fig. 1 in die Kappe eingebrachten Dichtungsmasse 24 wandert die Dichtungsmasse scfwohl in radialer Richtung nach innen über Bereiche des Kappenbodens als auch in axialer Richtung aufsteigend entlang der Innenfläche des schürzenförmigen Mantels 34 der Kappe. So bildet sich auf der Innenfläche des Mantels 34 eine gleichförmige Schicht 72 aus dem Dichtungswerkstoff, wobei der etwaig überschüssige Werkstoff in dem Bereich der Randeinrollung des Mantels sich sammeln kann. Im Bereich des ringförmigen Kanals des Kappenmantels bildet sich eine relativ dicke, mit der Stirnfläche des Glasbehälters abdichtend zusammenwirkende Schicht 74 aus Dichtwerkstoff aus, die sich an der radial inneren Grenze des Kanals radial nach innen jenseits der Begrenzungsschulter 38 bei 76 verjüngt. Der überschüssige Werkstoff sammelt sich dabei in der an diesem lippenförmig ausgezogenen Abschnitt 76 der Dichtungseinlage anschließend radial äußeren ringförmigen Nut 56 des Formstempels. Beim Ausformen kann der Dichtungswerkstoff dabei in Umfangsrichtung in der Nut 56 wandern. Aus der Nut kann der Dichtungswerkstoff entlang den radial verlaufenden Nutenabschnitten 68 in die zweite Ringnut 60 übertreten, um da einen zweiten Dichtungswerkstoffwulst 82 zu bilden. In dem Bereich des Zwischenabschnittes 58 bildet sich eine nur sehr dünne Dichtmassenschicht 80, die in Umfangsrichtung durch die dickeren Dichtmassenstege 84 in den radialen Nutenabschnitten 68 und in radialer Richtung durch die beiden Wülste 78 und 82 in den beiden Ringnuten 56 und 60 begrenzt ist. Die dünnen Dichtungsabschnitte 76 und 80 in den Zwischenabschnitten 54 und 58 weisen eine Dicke zwischen 0,025 und 0,125 mm, vorzugsweise von 0,05 mm auf. Die wulstartigen Stege 84 und 86 der Dichtungseinlage im Bereich der radialen Nutenabschnitte 68 und 70 können eine Dicke zwischen etwa 0,25 bis 0,75 mm aufweisen. Der Formstempel ist so ausgebildet, daß der radial innere ringförmige Zwischenabschnitt 62 der Stirnfläche des Formstempels im voll eingefahrenen Zustand des Stempels entweder den Boden der Kappe berührt oder von diesem höchstens einen Abstand von 0,05 mm aufweist. Das überschüssige Material kann durch diesen Bereich entlang der radialen Nutenabschnitte 86 nach innen wandern, wobei diese Nutenabschnitte so groß gewählt sind, daß normalerweise die Dichtungsmasse nicht durch den Spalt zwischen Kappenboden und Zwischenabschnitt 62 hindurchtritt. Wie Fig. 2 andeutet, heißt das, daß sich der ringförmige Wulst 82 und die Stegabschnitte 86 der Dichtungsmasse nur dann und dort ausbilden, wo genügend überschüssige Dichtungsmasse zur Verfügung steht.

Die Ausformung der Dichtungsmasse zur Bildung der Dichtungseinlage erfolgt unter relativ hohem Druck Unter diesem Druck vermag die Dichtungsmasse entsprechend den Freiräumen zwischen Innenwandung der Kappe und Außenfläche des Formstempels auszuweichen. Das Ausweichen erfolgt gegen relativ hohen Widerstand, da es sich bei der Dichtungsmasse um ein relativ hochviskoses Material handelt. Es läßt sich dabei nicht vermeiden, daß hierbei auch Luft aus den Freiräumen zwischen Kappe und Formstempel mit eingeschlossen wird. Diese Luft kann jedoch aufgrund der Ausbildung des Formstempels frei radial nach innen in Richtung auf die Ausnehmung 66 hin entweichen und abströmen. Die Bemessung des Netzwerkes aus mehreren Gruppen von radial verlaufenden Nutenabschnitten setzt jedoch der Dichtungsmasse einen erheblichen Fließwiderstand entgegen, so daß eine vollständige und zuverlässige Ausformung der für die Abdichtung maßgeblichen Bereiche der Dichtungseinlage gewährleistet ist. Die Fließbewegung des Überschußmaterials erfolgt dabei mit entsprechend stark begrenzter Geschwindigkeit, die erst bei Eintritt der Überschußmasse in die Ringnut größer wird, so daß sich die Überschußmasse vornehmlich zunächst in Umfangsrichtung in der Ringnut 56 verteilt, bevor es den merklich engeren radialen Nutenabschnitten 68 erfolgt Das gleiche gilt bei Eintritt der Dichtungsmasse auch in die ringförmige Nut 60.

Auf diese Weise erfolgt eine genaue Steuerung der Fließbewegung und damit auch der Verteilung dei Dichtungsmasse während des Ausformens der Dichtungseinlage. Man erhält damit nicht nur eine vollständig ausgeformte Dichtungseiniage, sondern im fertigen Zustand auch ein ästhetisch ansprechendes Muster, das selbst bei nicht ganz symmetrischer Ausformung die Verwendbarkeit der Verschlußkappe sicherstellt. Vor allem wird durch die gesteuerte Fließbewegung der Überschußmasse gewährleistet, daß alle Luft zuverlässig aus den Hohlräumen entweichen kann, so daß keine Gefahr besteht, daß sich Luftblasen in der Dichtungseinlage bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Formstempel zum Ausformen der Dichtungseinlage von Verschlußkappen mit einem ringförmi- "> gen Formabschnitt, der außen durch eine dem Verlauf des Kappenmantels etwa angepaßte Rotationsfläche und innen durch die Begrenzungsfläche einer Ausnehmung sowie durch eine beide verbindende ringförmige Stirnfläche begrenzt ist, die einen an die Rotationsfläche anschließenden, der ringförmigen Vertiefung des Kappenrandes zugeordneten, erhöhten Abschnitt aufweist, der über eine Schulter und einen ringförmigen Zwischenabschnitt in eine ringförmige Nut übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen der ringförmigen Nut (56) und der Begrenzungsfläche (64) liegenden Ringbereich der Stirnfläche des Formstempels (40) ein Netzwerk aus mehreren Gruppen von radial verlaufenden Nutenabschnitten (68, 70) vorgesehen ist, die in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt angeordnet, einerseits an die ringförmige Nut (56) und andererseits an die Ausnehmung (66) angeschlossen und von Gruppe zu Gruppe über eine dazu parallele weitere Ringnut (60) verbunden sind.

2. Formstempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der radialen Nutenabschnitte in radialer Richtung nach innen von Gruppe zu Gruppe zunimmt.

3. Formstempel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Ausnehmung (66), die in dieser mündende Nutenabschnitte (70) und die angrenzende Ringnut (60) begrenzten Bereiche (62) der Stirnfläche des Formstempels gegenüber den zwischen den Ringnuten (56 und 60) und den diesen verbindenden Nutenabschnitten (68) liegenden Bereichen (48) in axialer Richtung vorspringen.