DE19957744A1

DE19957744A1 - Vorrichtung zum Abdichten des Stirnrandes eines Behälterhalses

Info

Publication number: DE19957744A1
Application number: DE1999157744
Authority: DE
Inventors: Udo Jandewerth; Hans-Peter Kabisch
Original assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: TETRA LAVAL HOLDINGS and FINANCE PULLY SA; Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2001-06-07
Also published as: WO2001040072A1; AU2508101A

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zum Abdichten des Stirnrandes an einem aus Kunststoff bestehenden Ausgießhals (2) eines Behälters (1) während eines Behandlungsprozesses der inneren Oberfläche (7) des Behälters (1). DOLLAR A Damit mittels technisch einfachen Mitteln der Stirnrand des Ausgießhalses (2) auf seiner Oberfläche oder Behandlung oder Beeinflussung verbleibt, selbst wenn während der Behandlung der inneren Oberfläche (7) des Behälters (1) eine Druckdifferenz zwischen Behälterinnerem und Außenraum besteht, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Abdeckring (5a) aus elastischem Material mit einer konsusförmigen (oder gegebenenfalls ebenen) Abdichtlippe von einer koaxial zu diesem angeordneten Ringaufnahme (6) derart gehaltert ist, daß der Stirnrand gegen die Abdichtlippe unter Verformung derselben drückbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abdichten des Stirnrandes an einem aus Kunststoff bestehenden Ausgießhals eines Behälters während eines Behandlungsprozesses der inneren Oberfläche des Behälters.

Es sind Behälter mit einem aus Kunststoff bestehenden Ausgießhals bekannt. Der Hals weist ein Außengewinde auf, auf das eine Kappe geschraubt werden kann. Es gibt auch mit sterilem Gut verpackte Behälter dieser Art, bei welchen, um die Sterilität im Behälterinneren zu bewahren, auf dem Stirnrand des Ausgießhalses eine die Behälteröffnung verschließende, mit Kunststoff be schichtete Aluminiumfolie aufgeschweißt ist. Über diese wird dann die Kunststoffkappe aufge schraubt, was einen ausreichenden mechanischen Schutz für diese Folie zu ergibt.

Zur Verbesserung der Barriereeigenschaften ist es weiterhin bekannt, Behälter innen oder außen mit einer Schicht zu überziehen, wobei der Beschichtungsprozeß mit Hilfe eines Plasmas erfolgt. Dieser, in einer Behandlungskammer stattfindende chemische Prozeß ermöglicht zum Beispiel einen Auftrag aus der Gasphase (CVD, Chemical Vapor Deposition). Ein Prozeßgas, zum Bei spiel ein Gemisch einer siliziumorganischen Verbindung, eines Oxidationsmittels und eines Trä gergases wie Argon, wird in den ganz aus Kunststoff bestehenden Behälter, zum Beispiel eine PET-Flasche, eingeführt. Elektromagnetische Energie wird eingestrahlt und zündet das Plasma innerhalb des Behälters. Bei diesem Behandlungsprozeß wird ein glasartiges Siliziumoxid auf jene Teile des Behälterinneren aufgetragen, welche dem brennenden Plasma ausgesetzt sind.

Nach dem Füllen der beschichteten Kunststoffbehälter, zum Beispiel mit flüssigen Nahrungsmit teln, müssen die Behälter abgedichtet werden. Dies erfolgt in üblicher Weise durch Aufsiegeln einer mit Kunststoff beschichteten Aluminiumfolie auf den Stirnrand des Ausgießhalses. Wenn dieser Stirnrand aber mit der glasartigen Siliziumoxidschicht beschichtet ist, ist das herkömmli che Wärmesiegeln der Aluminiumfolien nicht möglich, weil der Schmelzpunkt des Glases sehr viel höher liegt als der des Kunststoffes.

Bei dem vorstehend beschriebenen Beschichtungsprozeß, gegebenenfalls aber auch bei ande ren Behandlungsprozessen, muß man daher die Oberfläche des Stirnrandes an dem Ausgieß hals behandlungs- und vorzugsweise beschichtungsfrei halten, damit insbesondere bei einem sterilen Verpacken von Nahrungsmitteln das Aufsiegeln der mit Kunststoff beschichteten Alumi niumfolie möglich ist. Bei sehr vielen Anwendungsfällen, bei welchen flüssige Nahrungsmittel in den hier beschriebenen Behältern verpackt werden sollen, reicht die Dichtwirkung einer Schraubkappe wie im Falle einer Mineralwasserflasche nicht aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit deren Hilfe mit technisch einfachen Mitteln der Stirnrand des Ausgießhalses auf seiner Oberfläche ohne Behandlung oder Beeinflussung verbleibt, selbst wenn während der Be handlung der inneren Oberfläche des Behälters eine Druckdifferenz zwischen Behälterinnerem und Außenraum besteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Abdeckring aus elastischem Ma terial mit einer konusförmigen oder ebenen Abdichtlippe von einer koaxial zu diesem angeord neten Ringaufnahme derart gehaltert ist, daß der Stirnrand gegen die Abdichtlippe unter Verfor mung derselben drückbar ist. Die Abdichtvorrichtung erhält Ringform, weil Behandlungs- und insbesondere Beschichtungsmaterialien in das Innere des Behälters transportiert werden müs sen. Die Abdichtvorrichtung muß also eine Öffnung aufweisen, durch welche diese Materialien transportiert werden. Es bietet sich an, den ringförmigen Stirnrand des Ausgießhalses einfach dadurch zum Abdichten zu verwenden, daß der Stirnrand gegen eine entsprechend gestaltete Abdichtlippe gedrückt wird. Günstig ist es dabei, wenn die Abdichtlippe die Form eines Kegel stumpfes oder eines Konus hat, wobei der Abdeckring mit der Abdichtlippe aus elastischem Material bestehen sollte. Wenn zum Beispiel die Hauptvorrichtungen und Zuführeinrichtungen für Beschichtungs- oder Behandlungsstoffe unterhalb der Ringaufnahme angeordnet sind, bietet sich für die Anordnung der Abdichtvorrichtung gemäß der Erfindung an, den Behälter mit seinem Ausgießhals nach unten, der Ringaufnahme zugewandt, so anzuordnen, daß der Stirnrand ge gen die dann oberhalb der Ringaufnahme befindliche Abdichtlippe angedrückt werden kann. Das elastische Material begünstigt das Verformen der Abdichtlippe und dieses wiederum eine ein wandfreie Abdichtfunktion zwischen dem Raum im Inneren des Ausgießhalses und damit auch des Behälters einerseits und der Umgebung außerhalb des Behälters und außerhalb der Ringaufnahme andererseits. Dabei kann man sich vorstellen, daß relativ zu der werkzeugseiti gen Ringaufnahme eine obere Halterung für den Behälter angetrieben vorgesehen ist mit der Folge, daß dieser Antrieb für das Andrücken des Stirnrandes gegen die Abdichtlippe sorgt. Bei ausreichendem Druck erfolgt nicht nur die Abdichtung längs des runden Stirnrandes, sondern auch die Verformung der Abdichtlippe, die nach Abschluß des Behandlungsprozesses und Auf hebung des Andruckes wieder aufgehoben wird. Das elastische Material des Abdeckringes er laubt eine Verformung des Abdeckringes durch dieses Aufdrücken über viele Betriebszyklen mit langer Lebensdauer. Durch dieses Aufdrücken und Verformen der Abdichtlippe legt sich diese so auf den Stirnrand des Ausgießhalses, daß er ohne Behandlung oder Beeinflussung bleibt und auch bei Beschichtungsprozessen unbeschichtet bleibt. Wenn danach die übliche Aufsiegelung einer Folie gewünscht ist, dann ist dies entgegen den bisher bekannten Problemen ohne weite res möglich.

Durch die Dichtfunktion infolge des Aufdrückens des Stirnrandes auf die Abdichtlippe ist es auch möglich, vor, während oder nach der Behandlung den Druck im Inneren des Behälters anders zu wählen als außerhalb desselben.

Zu den hier betrachteten Behältern gehören solche Verpackungen, die aus beschichtetem Pa pier, aus Karton oder Kunststoff bestehen. Es kann sich hierbei um Kunststoffflaschen handeln, bei denen der Flaschenhals einstückig mit dem Hauptkörper aus Kunststoff gefertigt ist. Denkbar sind aber auch solche Behälter, die teilweise aus Papier bestehen, bei denen teilweise der Hauptkörper Papier oder ein ähnliches Material aufweist, und die dennoch einen Ausgießhals aus Kunststoff haben.

Vorteilhaft ist es, wenn erfindungsgemäß das elastische Material des Abdeckringes Kautschuk, Gummi, vorzugsweise Neoprenkautschuk, Silikonkautschuk oder Naturkautschuk ist. Kautschu ke sind hochpolymere, vorwiegend elastische Stoffe, zu denen die erwähnten Naturkautschuke, Silikonkautschuke, aber auch Polyurethan-Kautschuke und dergleichen gezählt werden. Unter Kautschuk versteht man im allgemeinen das unvulkanisierte Rohprodukt, während man mit Gummi das fertig ausvulkanisierte Produkt meint. Es ist bekannt, daß man den Naturkautschuk aus dem weißen, milchigen Saft (Latex) gewinnt, der nach Anritzen aus den Stämmen der Wolfsmilchgewächse herausfließt. Ein günstiger Neoprenkautschuk ist unter dem Handelsnamen Viton bekannt. Es handelt sich hier um wärme- und chemikalienbeständige vulkanisierbare Fluo relastomere auf der Basis von Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymerisaten, die sich gut als Dichtungen einsetzten lassen.

Die Abdichtvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckring ein durch jeweils eine etwa zylindermantelförmige radial innere und radial äußere Oberfläche begrenztes unteres Stützteil und die an diesem befestigte Abdichtlippe aufweist. Es ist zweckmäßig, die Durchmesser der Löcher zum Beispiel der freien Kante der Abdichtlippe oder auch des Innenloches in dem Stützteil zu beachten. Diese meist kreisscheibenförmigen Löcher müssen für einige Behandlungsprozesse, zum Beispiel den eingangs erläuterten Be schichtungsprozeß, möglichst groß ausgestaltet sein, um das Prozeßgas durch die inneren Lö cher hindurchzuführen oder auch nach der Beschichtung das verbrauchte Prozeßgas wieder herauszuführen.

Das untere Stützteil dient dem Abstützen und Haltern des Abdeckringes, während die äußere Oberfläche der Abdichtlippe letztlich die funktionelle Dichtfläche bildet, die zusammen mit dem Stirnrand des Ausgießhalses die Funktion der Abdichtvorrichtung sicherstellt. Für eine beson ders günstige Halterung wird das Stützteil durch eine radial innere und eine radial äußere Ober fläche begrenzt, die bei einer speziellen und bevorzugten Ausführungsform etwa zylinderman telförmig sind. Bei einer solchen Ausgestaltung kann das Stützteil an einer einfach herstellbaren Ringaufnahme angeordnet und befestigt werden.

Während es durchaus denkbar ist, den Kegel der Abdichtlippe sich nach außen hin erweitern zu lassen, also von der Mittelachse des Abdeckringes abgewandt, hat man bei dieser Ausfüh rungsform doch festgestellt, daß für ein gutes Bedecken des Stirnrandes des Ausgießhalses Mindestdrücke erforderlich sind, um nämlich die Abdichtlippe aus der kegelstumpfförmigen schrägen Anstellung gegenüber der gedachten horizontalen Ebene im unteren Stützteil in eine dazu parallele und ebenfalls horizontale Ebene umzubiegen. Vor dem Umbiegen bei der ersten Berührung des Stirnrandes mit der Abdichtlippe ist nämlich nur die Außenkante des Stirnrandes mit der Abdichtlippe in Berührung, während der überwiegende Teil der horizontalen, ringförmigen Oberfläche des Stirnrandes noch mit dem Innenraum des Ausgießhalses und des Behälters in Verbindung steht. Ist dieser Innenraum mit Beschichtungsgasen gefüllt, dann können sich diese auf dem Stirnrand absetzen. Erst ein höherer Druck des Stirnrandes gegen die Abdichtlippe und erst die ausreichende Verformung der Abdichtlippe sorgen dann für ein vollständiges Abdecken, des Stirnrandes, so daß dieser auch während des Behandlungsprozesses nicht beeinflußt wird. Es gibt einige Anwendungsfälle, bei welchen die Abdichtlippe nicht ausreichend verformt wird.

Auch diese Spezialfälle lassen sich durch die Erfindung überraschend dadurch beherrschen, daß der axial höhere Teil der kegelstumpfförmigen Abdichtlippe der Mittelachse des Abdeckringes zugewandt ist. Der axial höhere Teil der Abdichtlippe ist der von dem unteren Stützteil abge wandte Teil, in welchem die freie Kante der Abdichtlippe liegt. In dieser wird auch das oben er wähnte Loch, ein Durchtrittsloch für Prozeßgas, liegen. Dieses Durchtrittsloch sollte möglichst groß sein, um die Behandlungsprozesse zu begünstigen. Der Vorteil dieser Ausführungsform mit der "nach innen angestellten" Abdichtlippe hat gegenüber der sich nach außen erweiternden Abdichtlippe den Vorteil, daß vor dem Umbiegen der Abdichtlippe bei der ersten Berührung des Stirnrandes nicht die Außen- sondern die Innenkante des Stirnrandes zuerst mit der Abdichtlippe in Berührung kommt. Der überwiegende horizontale Teil des ebenen Stirnrandes liegt also auch vor dem Verformen der Abdichtlippe außerhalb dieser Berührungslinie zwischen Stirnrand und Abdichtlinie und damit außerhalb der Abdichtlinie, die nach dem Umbiegen und Verformen zu einer Abdichtfläche wird. Kein Teil des Stirnrades steht bei dieser Ausführungsform mit dem In nenraum des Ausgießhalses in Verbindung, so daß ein Beschichten des Stirnrandes bei dieser Ausführungsform mit noch größerer Sicherheit und unter nahezu allen Umständen ausgeschlos sen ist.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Durchmesser des Durchtrittsloches am freien Ende der Ab dichtlippe kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Stützteiles ist, weil dann die Gaszu fuhr- und auch die Gasabfuhrmechanik beim Durchleiten von Gasen durch den Abdeckring opti mal funktioniert. Der Durchmesserunterschied liegt bei bevorzugten Ausführungsformen zwi schen 1 und 3 mm.

Bei der anderen Ausführungsform, bei welcher sich der Kegel der Abdichtlippe nach außen hin erweitert, liegen die Verhältnisse umgekehrt. In diesem Falle bedingt die Gestaltung, daß der Durchmesser des Durchtrittsloches am freien Ende der Abdichtlippe nicht nur größer als der Innendurchmesser des Stützteiles, sondern sogar größer oder etwa gleich dem Außendurch messer des Abdeckringes ist. Der Innendurchmesser des Stützteiles gibt bei dieser Ausfüh rungsform den minimalen Durchtrittsquerschnitt für die zu transportierenden Gase vor.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Außendurchmesser des Abdeckrin ges um x mm größer als der Außendurchmesser des Ausgießhalses des Behälters, mit 2 ≦ × ≦ 10 und vorzugsweise 3 ≦ x ≦ 7. Beachtet der Fachmann diese Lehre, dann stellt er fest, daß das Abdichten des Stirnrandes am Behälterhals mit besonders einfachen Mitteln möglich ist und nicht nur in der Toleranz liegende Abweichungen eines Typs von Behälterhals, sondern sogar unterschiedliche Arten von Ausgießhälsen mit unterschiedlichem Durchmesser ein und demsel ben Abdeckring zugeordnet werden können. Mit anderen Worten steht dann in radialer Richtung dem jeweiligen Stirnrand eine ausreichende Länge (im Querschnitt gesehen) der Abdichtlippe zur Verfügung, so daß größere und auch kleinere Hälse (in gewisser Bandbreite) gegen ein und denselben Abdeckring angedrückt werden können. Dies vereinfacht die Abdichtvorrichtung er heblich, weil ein und dieselbe Ringaufnahme mit Abdeckring (in gewisser Bandbreite) mit unter schiedlichen Behältertypen in Verbindung gebracht werden können.

Wenn erfindungsgemäß zwischen dem Stützteil und der Abdichtlippe des Abdeckringes eine Ringnut angeordnet ist, kann man bei ausgewählten Materialien für den Abdeckring die Härte vergrößern, weil sich dann zwischen der Unterseite der Abdichtlippe und dem Stützteil ein freier Raum ergibt, in welchen die Abdichtlippe sich leichter hineinbewegen und damit leichter verfor men kann.

Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die die funktio nelle Dichtfläche bildende Oberfläche der Abdichtlippe derart glatt und weich ist, daß Verletzun gen des Stirnrandes des Ausgießhalses ausgeschlossen sind. Zwar würde die Abdichtfunktion gemäß der Erfindung bei nicht ausreichend glatten und weichen Ausgestaltungen der in Rede stehenden Oberfläche nicht beeinträchtigt werden, bei der Entstehung von Riefen, Kerben oder Rillen auf dem ebenen Stirnrand des Behälterhalses ist dessen steriler Abschluß durch Aufsie geln der mit Kunststoff beschichteten Aluminiumfolie aber nicht immer einwandfrei gewährleistet mit der Folge von Undichtigkeiten und Unsterilität.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn zwischen dem Stützteil des Abdeckringes und der Abdichtlippe ein Balg angebracht ist. Man hat nämlich festgestellt, daß bei dieser Ausführungsform die funktio nelle Dichtfläche von dem Stützteil des Abdeckringes während der Funktion getrennt wird. Der Balg dient als federnder Teil dieser Trennung. Es kann sich hier vorzugsweise um einen einteili gen Balg handeln, bei welchem im Hinblick auf die Gestalt zwei kegelstumpfförmige Flächen so gegeneinander gesetzt und miteinander verbunden bzw. diese Kegelstümpfe einstückig mitein ander geformt sind, daß sich an dem jeweiligen engeren Ende auf der einen Seite die Dichtflä che befindet, während gegenüber das Stützteil angebracht oder auch einstückig angeformt ist.

Bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform wurde die Abdichtlippe und damit die funktionelle Dichtfläche außen, oben verformt, indem die Höhe des gesamten Abdeckringes verringert wur de. Bei der zuletzt beschriebenen weiteren Ausführungsform braucht die funktionelle Dichtfläche nicht mehr verformt zu werden und braucht nicht zu federn. Vielmehr kann die Abdichtlippe bei der zuletzt erwähnten Ausführungsform in einer Ebene vorgesehen, gegebenenfalls geformt werden, wobei die durch diese Abdichtlippe gelegte Ebene im Abstand und parallel zu derjeni gen, im allgemeinen horizontalen Ebene liegt, weiche durch das Stützteil gelegt zu denken ist. Unabhängig von der Bewegung der nunmehr ebenen Abdichtlippe kann das ebene Stützteil in seiner Position bezüglich der Ringaufnahme verbleiben, selbst wenn die Ebene in der Abdicht lippe gekippt würde.

Es ergibt sich ferner der Vorteil, daß bei der Balg-Ausführungsform etwaige Faltenbildungen beim Andrücken des Stirnrandes des Behälterhalses gegen den Abdeckring und gegen die Ringaufnahme allein von dem Balg aufgenommen werden. Bei der vorstehend genannten Aus führungsform mit der sich nach innen und oben verengenden, kegelstumpfförmigen Abdichtlippe müßten bei sehr starken Andrückungen und Verformungen kleinere Falten von der verformten Abdichtlippe aufgenommen werden. Durch entsprechende Weichheit des Abdichtringes ist zwar die Dichtfunktion auszugleichen, man braucht aber bei der Version mit dem Balg weniger Rand bedingungen zu berücksichtigen, um die gestellte Aufgabe einwandfrei zu lösen.

Schließlich kann man bei der Balg-Ausführungsform auch eine radial größere Breite der funktio nellen Dichtfläche erreichen, weil an diese aus den besagten Gründen größere Anforderungen gestellt werden können. Damit wiederum kann man eine größere Durchmesser-Spannbreite für unterschiedliche Stirnränder mit ein und demselben Abdeckring beherrschen. Dies hat den Vor teil, daß im zeitlichen Mittel weniger Umrüstvorgänge anfallen werden, da eine größere Anzahl unterschiedlich geformter Ausgießhälse mit dem gleichen Abdeckring bearbeitet werden können.

Bei allen Ausführungsformen ist es möglich, kleine Winkelabweichungen der Längsmittelachse des jeweiligen Behälters bzw. seines Ausgießhalses einerseits und der Mittelachse der Ringauf nahme und des Abdeckringes andererseits auszugleichen. Mit den Abdeckringen gemäß der Erfindung kann man bei entsprechender Ausgestaltung der Durchmesser Behälter mit den gro ßen Ausgießhälsen von 38 mm, mit kleineren Ausgießhälsen von 28 mm und solche mit noch kleineren Durchmessern abdichten, die bei Kronenkorken vorgesehen sind. Durch den einfachen Aufbau der Abdichtvorrichtung gemäß der Erfindung hat man eine große Spannweite.

Durch die Abdichtvorrichtung gemäß der Erfindung wird die Beschichtung des Stirnrandes, wel cher später eine Siegel- und Dichtfläche bildet und den Rand des Ausgießhalses umgibt, mit Zuverlässigkeit und vollständig verhindert. Ohne aufwendige Mechanik gelingt mit technisch einfachen Mitteln ein gutes Abdecken des Stirnrandes. Die Abdichtwirkung und der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind sowohl bei Normaldruck als auch bei Vakuum gewährlei stet, denn es sind keine Hohlräume oder offene Aufbauten erforderlich, welche das Aufbauen von Vakuum verhindern würden. Sogar das Verfahren der Plasmaabscheidung und Beschich tung von Hohlkörpern innen ist mit der neuen Vorrichtung möglich, weil diese mit leichten Mitteln chemisch robust aufgebaut werden kann. Durch den verhältnismäßig weichen Abdeckring kom men keine Metallteile mit dem Stirnrand des Ausgießhalses in Verbindung, der damit vor Verlet zungen und späteren Undichtigkeiten bewahrt wird.

Besonders Silikonkautschuk hat sich als günstig erwiesen, denn er ist chemisch stabil und sieht gleichwohl einen weichen und elastischen Abdeckring vor.

Das Umrüsten bei der Verarbeitung anderer Arten von Ausgießhälsen bzw. Behältern gelingt sehr einfach und schnell durch die neue Ringaufnahme gemäß der Erfindung. Bei allen hier be schriebenen Ausführungsformen ist es zweckmäßig, daß die Erfindung weiterhin dadurch aus gestaltet ist, daß der Abdeckring radial von einem Kragen und axial von einer Ringschulter der Ringaufnahme abstützbar ist. Bei der zuerst erwähnten Ausführungsform, bei welcher sich der Kegelstumpf der Abdichtlippe nach außen und oben erweitert, liegt das Stützteil außen um den Kragen der Ringaufnahme und wird dadurch radial sicher abgestützt, während dies axial von der Ringschulter der Ringaufnahme gewährleistet wird. Bei der anderen Ausführungsform mit der sich nach oben und innen erweiternden kegelstumpfförmigen Abdichtlippe liegt der Abdeckring innerhalb des Kragens der Ringaufnahme. Dadurch ist die Verformung des Abdeckringes bei Andrücken des Stirnrandes an den Abdeckring besonders begünstigt. Dieses Umgreifen des Kragens der Ringaufnahme stellt auch für die Ausführungsform mit dem Balg die optimale Ab stützung dar.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen. Bei diesen zeigen:

Fig. 1 im Querschnitt einen gegen eine Abdichtvorrichtung mit dem Ausgießhals nach un ten gerichteten Behälter mit unten dargestellter Ringaufnahme,

Fig. 2 verkleinert eine perspektivische Seitenansicht des Aufbaues der Fig. 1 von schräg oben,

Fig. 3 im Querschnitt abgebrochen eine Teildarstellung gemäß der Einzelheit III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Querschnittsansicht ähnlich Fig. 1, wobei jedoch eine andere Ausführungsform von Abdeckring eingesetzt ist,

Fig. 5 eine abgebrochene Querschnittsansicht der in Fig. 4 mit V bezeichneten Einzelheit,

Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie Fig. 5, wobei jedoch ein Abdeckring ohne Nut (andere Ausführungsform) dargestellt ist,

Fig. 7 die Ausführungsform des Abdeckringes der Fig. 4 und 5 im Querschnitt ohne Ringaufnahme,

Fig. 8 den Abdeckring der Fig. 7 in perspektivischer Ansicht von schräg oben,

Fig. 9 im Querschnitt eine andere Ausführungsform eines Abdeckringes mit Balg und

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des Abdeckringes der Fig. 9 von schräg unten. Der in den Figuren kopfüber nach unten angeordnet dargestellte Behälter 1 hat einen seinem Boden gegenüberliegenden und hier unten angeordnet dargestellten Ausgießhals 2 mit einem Außengewinde, welches in bekannter Weise dargestellt und hier nicht näher beschrieben ist. Der Ausgießhals 2 ist nach unten offen und wird an seinem äußeren offenen, unteren Ende durch einen Stirnrand 3 abgeschlossen, welcher in einer Ebene liegt, die bei der Darstellung der Zeichnungen horizontal angenommen wird. Senkrecht dazu in der Vertikalen ist die Längsmittel achse des Behälters 1 zu denken, welche mit der Mittelachse 4 eines Abdeckringes 5a, 5b, 5c, 5d zusammenfällt. Der Abdeckring 5a, . . ., 5d wird von einer Ringaufnahme 6 gehaltert, die über Befestigungsschrauben an einer hier nur beispielsweise dargestellten Ringplatte angebracht ist. Diese nicht bezeichnete Ringplatte kann auch eine Hauptplatte einer Maschine darstellen, in welcher je nach der Anzahl der Behandlungsstationen entsprechend viele Löcher vorgesehen sind, die gleich groß und in Flucht zu dem zylinderförmigen Durchgang in der Ringaufnahme 6 angeordnet sind. Der Innendurchmesser des Durchganges in der Ringaufnahme 6 ist etwa so groß und bei genauerer Betrachtung hier zum Beispiel etwas kleiner als der Innendurchmesser des Ausgießhalses 2 des jeweiligen Behälters und gibt den Durchtrittsquerschnitt für Fließmittel vor, welche in das Innere des Behälters 1 von unten nach oben eingeführt und umgekehrt nach unten herausgeführt werden, wobei zum Beispiel im Falle der Plasmabeschichtung die innere Oberfläche 7 des Behälters 1 mit einer Schicht überzogen wird.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform eines Abdeckringes 5a aus Silikonkau tschuk gezeigt. Dieser Abdeckring 5a weist eine konusförmige oder kegelstumpfförmige Abdicht lippe 8a im freien, oberen, dem Ausgießhals 2 zugewandten Bereich und ein Stützteil 9a auf, welches sich in dem entgegengesetzten unteren, der Ringaufnahme 6 zugewandten Bereich befindet. Zwischen dem Stützteil 9a und der Abdichtlippe 8a des Abdeckringes 5a ist eine Ring nut 10a angeordnet, welche durch die Gestaltung ihrer Hinterschneidung ein Verformen der Ab dichtlippe 8a ermöglicht.

Nicht dargestellt sind eine Halteeinrichtung für den Ausgießhals 2 und/oder den Behälter 1 und Antriebsmittel, um den Behälter 1 mit seinem Ausgießhals 2 bezüglich der stationär angenom menen Ringaufnahme 6 in vertikaler Richtung, d. h. in Richtung der Mittelachse 4 so zu bewe gen, daß der Stirnrand 3 vor der Berührung des Abdeckringes 5a nach unten in Berührung mit der Abdichtlippe 8a gemäß Darstellung der Fig. 3 bewegt werden kann; danach weiter auf die Ringaufnahme 6 zu derart verfahren werden kann, daß die Abdichtlippe 8a gedehnt, erweitert und aus der schräg angestellten Kegelstumpffläche in Richtung auf die Horizontale verformt wird, bis der ganze Stirnrand 3 ganzflächig von der Abdichtlippe 8a bedeckt ist; und umgekehrt nach oben lotrecht auch wieder von der Ringaufnahme 6 fort. Diese Bewegung des Behälters 1 nach unten zur Ringaufnahme 6 hin und zurück nach oben gilt für alle Ausführungsformen.

Bei den Fig. 1 bis 3 ist derjenige Zustand gezeigt, wo der Stirnrand 3 gerade eine Ringlinien berührung mit der Abdichtlippe 8a bekommen hat. Durch die Nut 10a, welche bei dieser Ausfüh rungsform radial nach außen offen ist, kann die Abdichtlippe 8a bei Erhöhung des Druckes des Stirnrandes 3 gegen den Abdeckring 5a verformt und schließlich in die Horizontale gebogen werden.

Bei allen Ausführungsformen wird der Abdeckring 5 radial von einem Kragen 11 und axial von einer Ringschulter 12 der Ringaufnahme 6 abgestützt.

In den Fig. 4, 5, 7 und 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Abdeckringes 5b gezeigt. Dieser hat wieder in seinem unteren Bereich das Stützteil 9b und in seinem oberen Bereich die Abdichtlippe 8b, welche zwar hier ebenfalls kegelstumpfförmig ist, sich aber zur Mittelachse 4 des Abdeckringes 5b hin nach oben verengt.

Das Stützteil 9b hat bei dieser wie auch bei den anderen Ausführungsformen eine etwa zylin dermantelförmige radiale innere Oberfläche 13 sowie eine radial äußere Oberfläche 14. Diese begrenzen das jeweilige Abstützteil 9a bis 9d.

Auf der dem Stützteil 9a bis 9d diametral (in Richtung der Mittelachse 4) gegenüberliegenden Ende des Abdeckringes 5a bis 5d liegt die obere, äußere Oberfläche 15 der jeweiligen Abdicht lippe und stellt die funktionelle Dichtfläche 15 dar. Diese die Dichtfläche 15 bildende Oberfläche der Abdichtlippe 8a bis 8d ist glatt, und das Material des Abdeckringes 5a bis 5d ist so weich, daß Verletzungen des Stirnrandes 3 des Ausgießhalses 2 bei allen Ausführungsformen von Be hältern 1 ausgeschlossen sind.

Die Ausführungsform der Fig. 4, 5, 7 und 8 des Abdeckringes 5b unterscheidet sich von der des Abdeckringes 5c der Fig. 6 nur dadurch, daß der Abdeckring 5b eine Ringnut 10b zwischen der Abdichtlippe 8b und dem Stützteil 9b hat, während diese Ringnut bei der Ausführungsform des Abdeckringes 5c der Fig. 6 entfallen ist. Dadurch kann der radiale Abstand zwischen der inneren Oberfläche 13 und der äußeren Oberfläche 14 des Stützteils 9c geringer ausgeführt werden. Bei entsprechend weich ausgebildetem Material des Abdeckringes 5c kann auch hier die Abdichtlippe 8c in gewünschter Weise verformbar sein. Die Ausführungsform mit dem Balg 16 ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Der Abdeckring 5d wird hier aus zwei kegelstumpfför migen Teilen gebildet, die in der besonders in Fig. 9 dargestellten Art so gegeneinander gesetzt sind, daß ihre engen Enden auf der einen, unteren Seite mit dem unteren Stützteil 9d bzw. auf der oberen, anderen Seite mit der im wesentlichen horizontal in einer Ebene liegenden Abdicht lippe 5d verbunden sind. Die funktionelle Dichtfläche 15 der Abdichtlippe 8d liegt hier in einer Ebene, und durch die Weichheit und flexible Ankopplung des Stützteils 9d über den Balg 16 kann die Abdichtlippe 8d bewegt und auch winkelig gegenüber dem stationär zu denkenden Stützteil 9d angestellt werden, ohne daß die geringste Faltenbildung auf der Dichtfläche 15 zu befürchten wäre. Bei der Ausführungsform der Fig. 4 bis 10 ist vorzugsweise der Durchmes ser D₃ des Durchtrittsloches 17 am freien Ende der Abdichtlippe 8b, 8c oder 8d kleiner oder gleich dem Innendurchmesser D₄ des Stützteiles 9b bis 9d.

Bezugszeichenliste

1

Behälter

2

Ausgießhals

3

Stirnrand

4

Mittelachse des Abdeckringes

5

a-d Abdeckring

6

Ringaufnahme

7

innere Oberfläche des Behälters

8

a-d Abdichtlippe

9

a-d Stützteil

10

Ringnut

11

Kragen

12

Ringschulter

13

innere Oberfläche

14

äußere Oberfläche

15

Dichtfläche

16

Balg

17

Durchtrittsloch
D₁

Außendurchmesser des Ausgießhalses
D₂

Außendurchmesser des Abdeckringes
D₃

Durchmesser des Durchtrittsloches
D₄

Innendurchmesser des Stützteiles

Claims

1. Vorrichtung zum Abdichten des Stirnrandes (3) an einem aus Kunststoff bestehenden Ausgießhals (2) eines Behälters (1) während eines Behandlungsprozesses der inneren Oberfläche (7) des Behälters (1), dadurch gekennzeichnet, daß ein Abdeckring (5a, 5b, 5c, 5d) aus elastischem Material mit einer konusförmigen (8a, 8b, 8c) oder ebenen Ab dichtlippe (8d) von einer koaxial zu diesem angeordneten Ringaufnahme (6) derart ge haltert ist, daß der Stirnrand (3) gegen die Abdichtlippe (8a-8d) unter Verformung der selben drückbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material des Abdeckringes (5a-5d) Kautschuk, Gummi, vorzugsweise Neoprenkautschuk, Silikon kautschuk oder Naturkautschuk ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdeckring (5a-5d) ein durch jeweils eine etwa zylindermantelförmige radial innere (13) und radial äuße re (14) Oberfläche begrenztes unteres Stützteil (9a-9d) und die an diesem befestigte Abdichtlippe (8a-8d) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axial höhere Teil der kegelstumpfförmigen Abdichtlippe (8b, 8c) der Mittelachse (4) des Ab deckringes (5b, 5c) zugewandt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Au ßendurchmesser (D₂) des Abdeckringes (5b-5d) um x Millimeter größer ist als der Au ßendurchmesser (D₁) des Ausgießhalses (2) des Behälters (1) mit 2 ≦ × ≦ 10 und vor zugsweise 3 ≦ x ≦ 7.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützteil (9a, 9b, 9d) und der Abdichtlippe (8a, 5b, 8d) des Abdeckringes (5a, 5b, 5d) eine Ringnut (10a, 10b, 10d) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die funktionelle Dichtfläche (15) bildende Oberfläche (15) der Abdichtlippe (8a-8d) derart glatt und weich ist, daß Verletzungen des Stirnrandes (3) des Ausgießhalses (2) ausge schlossen sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stützteil (9d) des Abdichtringes (5d) und der Abdichtlippe (8d) ein Balg (16) ange bracht ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ab deckring (5a-5d) radial von einem Kragen (11) und axial von einer Ringschulter (12) der Ringaufnahme (6) abstützbar ist.