DE3642998C1 - Tiefgezogener Drehverschluss aus Aluminium fuer unter Innendruck stehende Glasflaschen sowie Tiefziehvorrichtung fuer einen Verschliesskopf zum Herstellen derartiger Drehverschluesse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen tiefgezogenen Dreh­ verschluß aus Aluminium für unter Innendruck ste­ hende Glasflaschen mit einer oberen Abschlußfläche, einer seitlichen Gewindefläche sowie gegebenenfalls einem Sicherungsring, wobei auf der Innenseite der Abschlußfläche, insbesondere nahe am Übergang zur Gewindefläche, eine Dichtmasse angeordnet ist, mit­ tels der beim fertig verformten Verschluß eine Ab­ dichtung entlang des Mündungsrandes einer Glasfla­ sche erfolgt. Ferner betrifft die Erfindung eine Tiefziehvorrichtung für einen Verschließkopf zum Herstellen von Drehverschlüssen aus Aluminium für unter Innendruck stehende Glasflaschen mit einer von oben auf einen Rohling aufsteckbaren Matrize mit mehreren konzentrischen, von außen nach innen kleiner werdenden Ausnehmungen, wobei sich die erste Ausnehmung kontinuierlich von außen nach innen bis etwa auf den größten Außendurchmesser des Dreh­ verschlusses verjüngt, sich daran eine zweite Aus­ nehmung mit konstantem Durchmesser anschließt und darauf schließlich eine dritte Ausnehmung mit einem kleineren Durchmesser folgt, welche dem Tiefziehen des Rohlings bis auf den seitlichen Mündungsrand einer Glasflasche dient.

Bei der Verschlußtechnik von Glasflaschen mit einem Außengewinde an der Mündung sind grundsätzlich zwei Arten von Drehverschlüssen zu unterscheiden, nämlich zum einen flüssigkeitsdichte Drehverschlüsse, im all­ gemeinen als sogenannte Pilferproof-Verschlüsse oder unter der Abkühlung PP-Verschlüsse bekannt, und zum anderen Gasdichte Drehverschlüsse, auch als GD-Ver­ schlüsse in der Praxis bekannt. Die erstgenannten Verschlüsse kommen bei sogenannten stillen Getränken, wie beispielsweise Spirituosen zur Anwendung. Bei dieser Art Verschluß erfolgt die Abdichtung zwi­ schen der oberen Abschlußfläche des Drehverschlus­ ses, welche regemäßig die Dichtung trägt, und dem oberen Mündungsrad der Glasflasche. Durch das wirk­ same Gewinde, das ist das Außengewinde der Glas­ flasche in Verbindung mit der durch Anrollen er­ zeugten Gewindefläche des Drehverschlusses, kann ein ausreichender Anpreßdruck aufrechterhalten wer­ den. Allerdings kommt es nicht zu einem gasdichten Abschluß, vielmehr ist jenes System lediglich als flüssigkeitsdicht einzustufen.

Solche Verschlüsse sind deshalb ungeeignet für koh­ lensäurehaltige Getränke. Diese werden in der Regel unter einem Druck von mehreren bar, z. B. 4-6 bar, abgefüllt. Hierfür bedarf es dann der gasdichten Drehverschlüsse, bei denen durch Tiefziehen des Über­ gangsbereichs zwischen der oberen Abschlußfläche und der seitlichen Gewindefläche des Drehverschlusses auf den seitlichen Mündungsrand der Glasflasche eine zusätzliche Abdichtung erfolgt. Dieses System kann als äußerst dicht und druckbeständig bezeichnet wer­ den. Angesichts der zahlreichen kohlensäurehaltigen Getränke, welche so abgefüllt werden, und der grund­ sätzlichen Eignung, auch Fruchtsäfte nach diesem System abzufüllen, das heißt zu verschließen, wendet man aus Gründen der Wirtschaftlichkeit (zur Vermei­ dung weiterer Werzeugkosten und Umrüstarbeiten) die­ se Technik meist unverändert auch bei Fruchtsäften an.

Wie ersichtlich, kommen jedenfalls gasdichte Dreh­ verschlüsse in ganz erheblichen Stückzahlen zur An­ wendung. Dabei können - wenn auch nur vereinzelt - folgenschwere Störfälle auftreten. Je nach Entlee­ rungsgrad einer mit einem kohlensäurehaltigen Getränk abgefüllten Glasflasche und der augenblicklichen Tem­ peratureinwirkung können sich leicht Innendrücke auf­ bauen, welche den Innendruck beim Abfüllen um ein Mehr­ faches übersteigen. Das kann dazu führen, daß sich der Drehverschluß abhebt und die Glasflasche "abbläst". Das Abheben des Drehverschlusses kann äußerst verhement, ja geschoßartig, erfolgen und ist deshalb recht gefährlich. Trotzdem muß man es noch als das kleinere Übel bezeich­ nen. Nicht immer stellt nämlich der Drehverschluß in solchen Fällen die schwächste Stelle dar, vielmehr hält bisweilen auch die Glasflasche selbst solchem Innendruck nicht mehr stand. Es kommt dann meist zu einer explosionsartigen Zerstörung der Glasflasche, was zu äußerst gefährlichen Verletzungen führen kann, falls Menschen zugegen sind. Darüber wurde schon wiederholt in der Presse berichtet.

Aber auch mit gasdichten Drehverschlüssen versehene Fruchtsaftflaschen stellen eine ernstzunehmende Gefah­ renquelle dar. Zwar werden Fruchsäfte in der Regel heiß abgefüllt und führen zunächst zu einem Vakuum; bei Fruchtsäften kann sich jedoch durch eintretende Gärung umgekehrt auch ein Innendruck aufbauen. Dies ist um so beachtlicher, als für Fruchtsäfte vielfach Glasflaschen geringerer Wandstärke gewählt werden. Es besteht also auch dort eine erhebliche Verletzungs­ gefahr. - Speziell für Fruchtsäfte sind zwar auch andere Drehverschlüsse bekannt, nämlich mit einer kreisförmigen Stanzung inmitten der oberen Abschluß­ fläche, welche der so begrenzten Mittelfläche erlaubt, sich einerseits bei Vakuum als Indikator nach unten durchzubiegen und andererseits bei einem unzulässig hohen Innendruck entlang der Stanzlinie (als Sollbruch­ stelle) abzubersten. Diese Möglichkeiten greifen jedoch nicht, wenn in der Praxis - wie bereits gesagt, aus Kostengründen - kohlensäurehaltige Getränke und Frucht­ säfte gleich behandelt werden, d. h. ohne Veränderungen mit denselben Automaten abgefüllt werden.

Angesichts dieser Praxis und der damit verbun­ denen Nachteile und insbesondere Gefahren hat sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt, einen Drehver­ schluß der eingangs genannten Art so weiterzubil­ den, daß bei Überschreiten höherer Innendrücke die Dichtwirkung mit Sicherheit verlorengeht. Es sollen sich dadurch keine unzulässigen Innendrücke mehr aufbauen können. Dies soll auch für Drehver­ schlüsse mit den heute üblichen Sicherungsringen gelten, welche bei noch ungeöffneten Glasflaschen ein Verharren des Drehverschlusses und damit einen unzulässigen Druckaufbau bisher noch begünstigen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß mindestens ein Teilbereich am Übergang von der Abschlußfläche zur Gewindefläche nicht bis auf den seitlichen Mündungsrand tiefgezogen ist, vielmehr von einer derartigen Verformung ausgenommen ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Tiefziehen des Übergangsbereiches zwischen oberer Abschlußfläche und seitlicher Gewindefläche sicher­ lich einen hohen Zuwachs an Dichtigkeit erbringt. Die dafür übliche Verformung läßt jedoch den Dreh­ verschluß nur noch als einheitliches Dichtelement wirken. Demgegenüber schafft die Erfindung mit ihrer abweichenden Formgebung jetzt einen lokalen Bereich relativ geringen Widerstandes und damit geringerer Dichtigkeit, dem im Bedarfsfalle die gewünschte Si­ cherheitsfunktion zukommt. Angesichts der örtlich be­ grenzten Veränderungen und Wirkungen könnte man auch sagen, daß es sich um eine Sicherheitsfunktion ähn­ lich einem Sicherheitsventil handelt. Hat das Gas einmal die im unverformten Teilbereich verminder­ te Dichtstrecke überwunden, kann es ungehindert über die im übrigen durchlässigen Gewindegänge wie auch den Sicherungsring aus dem Drehverschluß aus­ treten. Es spielt dabei keine Rolle mehr, ob der Drehverschluß überhaupt mit einem Sicherungsring versehen ist oder nicht.

Wie ersichtlich, schlägt die Erfindung also eine neue Formgebung vor, welche an definierter Stelle ein Abblasen erlaubt, ohne daß es zu einem Abheben des Drehverschlusses insgesamt oder einer Verformung größerer Bereiche desselben mehr kommen muß. Je größ­ er der unverformte Teilbereich gewählt wird, desto eher kann mit einem Abblasen gerechnet werden. Da jedoch in der Regel nicht nur die Bedingung eines sicheren Abblasens zu erfüllen ist, sondern zunächst einmal einer ausreichenden Dichtwirkung, bleibt das Verhältnis von dem vorgeschlagenen unverformten Teil­ bereich zu dem übrigen in bekannter Weise verformten Bereich je nach Glasstärke, Füllgut wie auch son­ stigen Kriterien individuell zu bestimmen. Geeig­ nete Werte lassen sich leicht und zuverlässig em­ pirisch ermitteln.

Besser, als einen einzigen längeren unverformten Teil­ bereich vorzusehen, ist es, gegebenenfalls mehrere entsprechend kürzere Teilbereiche zu wählen. Die Län­ ge der Teilbereiche sollte dabei nach Millimetern zäh­ len, beispielsweise zwischen 3 und 7 mm liegen. Auch ist es von Vorteil, wenn die Teilbereiche in gleich­ mäßiger Verteilung entlang dem seitlichen Mündungs­ rand angeordnet sind. Mit den vorgenannten Maßnahmen lassen sich die in gewisser Weise entgegengesetzten Forderungen nach hoher Dichtigkeit und rechtzeitigem Abblasen verläßlich aufeinander abstimmen.

Für eine Tiefziehvorrichtung der eingangs genann­ ten Art schlägt die Erfindung vor, daß die dritte Ausnehmung mindestens eine parallel zur Mittel­ achse ausgerichtete partielle Erweiterung bis etwa zum Durchmesser der zweiten Ausnehmung aufweist. Ferner sollen mehrere Erweiterungen vorgesehen und die Erweiterungen gleichmäßig um die Mittelachse verteilt angeordnet sein. Schließlich ist eine vor­ teilhafte Weiterbildung dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen in Draufsicht einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt mit abgerundeten Aus­ laufbereichen aufweisen.

Die vorgeschlagene Tiefziehvorrichtung läßt sich ohne weiteres anstelle bekannter Tiefziehvorrich­ tungen in den Verschließköpfen bestehender Automa­ ten verwenden. Sie erlaubt eine rasche und kraft­ schonende Herstellung der gewünschten Drehverschlüs­ se. Es versteht sich, daß dabei in der dritten Aus­ nehmung ein entgegen einer Feder o. dgl. eindrück­ barer Anschlag (Widerlager) Verwendung finden kann, insbesondere auch ein mit einem zusätzichen Tast­ stift versehener Anschlag, entsprechend den bekann­ ten sogenannten Sicherheits-Plungern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung für bevorzugte Ausführungsbeispiele weiter beschrie­ ben. Darin zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Drehverschluß in Drauf­ sicht,

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 ohne Riffelung im Schnitt entlang der Linie II-II sowie, darin eingeblendet, die Mündung einer Glasflasche mit ihrem Außengewinde in Seitenansicht,

Fig. 3 den unteren Teil einer erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung im Längsschnitt und

Fig. 4 den Gegenstand von Fig. 3 in Unteransicht.

Nach den Fig. 1 und 2 weist ein Drehverschluß aus Aluminium eine obere Abschlußfläche 1, eine seit­ liche Gewindefläche 2 sowie einen Sicherungsring 3 auf. Die obere Abschlußfläche 1 ist dabei im we­ sentlichen flach und unverformt, die seitliche Ge­ windefläche 2 entspricht dem Außengewinde 4 an der Mündung der zu verschließenden Glasflasche, wobei sie durch Anrollen in diese Form gebracht ist, und der Sicherungsring 3 ist als eine Art Kragen nach innen gebördelt. An ihrer Innenseite weist die Ab­ schlußfläche 1 eine Dichtmasse 5 auf, welche sich bis zur Innenseite der Gewindefläche 2 erstreckt.

Wie ersichtlich, ist zunächst eine Abdichtung zwi­ schen der Abschlußfläche 1 und dem oberen Mündungs­ rand 6 der Glasflasche gegeben. Soweit der Über­ gangsbereich zwischen oberer Abschlußfläche 1 und seitlicher Gewindefläche 2 mit Anpreßdruck in Rich­ tung auf den seitlichen Mündungsrand 7 der Glas­ flasche tiefgezogen ist, besteht dort eine zusätz­ liche Dichtwirkung. Dies ist jedoch dort unter­ brochen, wo Teilbereiche 8 nach dem Vorschlag der Erfindung unverformt geblieben sind. Im vorliegen­ den Falle handelt es sich um vier Teilbereiche, wel­ che gleichmäßig über den Umfang des Drehverschlusses verteilt sind und in natura jeweils unter 1 cm an Länge messen. Bestimmungsgemäß kommt es in einem oder mehreren dieser Bereiche zum Gasaustritt und Druckabbau, falls der Innendruck in der Glasflasche auf gefährliche Werte anwachsen sollte. So kann einer unkontrollierten Zerstörung mit Sach- und vor allem Gesundheitsschäden rechtzeitig entgegengewirkt werden.

Wie aus den Fig. 3 und 4 weiter ersichtlich, be­ sitzt eine Tiefziehvorrichtung eine Matrize 9 mit Ausnehmungen 10, 11 und 12, welche konzentrisch um eine Mittelachse 13 angeordnet sind und von außen nach innen kleiner werden. So verjüngt sich die erste Ausnehmung 10 kontinuierlich bis etwa auf den größten Außendurchmesser des herzustellenden Dreh­ verschlusses. Daran schließt sich unmittelbar die zweite Ausnehmung 11 mit etwa konstantem Durchmes­ ser an. Dagegen ist die dritte Ausnehmung 12 abge­ stuft, d. h. sie besitzt einen kleineren Durchmesser, der aber auch im wesentlichen konstant ist.

Erfindungsgemäß weist die dritte Ausnehmung 12 pa­ rallel zur Mittelachse 13 ausgerichtete partielle Erweiterungen 14 auf. Diese reichen bis etwa zum Durchmesser der zweiten Ausnehmung 11. Im vorlie­ genden Ausführungsbeispiel sind vier Erweiterungen 14 gleichmäßig um die Mittelachse 13 verteilt ange­ ordnet. In Draufsicht besitzen sie einen etwa halb­ kreisförmigen Querschnitt mit abgerundeten Auslauf­ bereichen 15. Im Innern der dritten Ausnehmung 12 ist im übrigen ein Anschlag (Widerlager) 16 ver­ schieblich gehalten, welcher entgegen der Kraft einer Druckfeder 17 ins Innere der Matrize 9 ein­ gedrückt werden kann.

Die vorbeschriebene Tiefziehvorrichtung kann in üb­ lichen Verschließköpfen von Abfüllautomaten Verwen­ dung finden. Sie wird dabei von oben auf einen Ver­ schluß-Rohling aufgefahren und bewirkt eine Verfor­ mung des Übergangsbereiches zwischen oberer Abschluß­ fläche und seitlicher Gewindefläche unter Aussparung von kurzen Teilbereichen, welche unverformt bleiben, entsprechend den Erweiterungen 14.

• Bezugszeichenliste  1 Abschlußfläche
   2 Gewindefläche
   3 Sicherungsring
   4 Außengewinde
   5 Dichtmasse
   6 oberer Mündungsrand
   7 seitlicher Mündungsrand
   8 unverformter Teilbereich
   9 Matrize
  10 Ausnehmung
  11 Ausnehmung
  12 Ausnehmung
  13 Mittelachse
  14 Erweiterung
  15 Auslaufbereich
  16 Anschlag
  17 Druckfeder

Claims (7)

1. Tiefgezogener Drehverschluß aus Aluminium für unter Innendruck stehende Gasflaschen mit einer oberen Abschlußfläche, einer seitlichen Gewinde­ fläche sowie gegebenenfalls einem Sicherungsring, wobei auf der Innenseite der Abschlußfläche, ins­ besondere nahe am Übergang zur Gewindefläche, ei­ ne Dichtmasse angeordnet ist, mittels der beim fertig verformten Verschluß eine Abdichtung entlang des Mündungsrandes einer Glasflasche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilbereich (8) am Übergang von der Ab­ schlußfläche (1) zur Gewindefläche (2) nicht bis auf den seitlichen Mündungsrand (7) tiefgezogen ist, vielmehr von einer derartigen Verformung ausgenommen ist.

2. Drehverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere unverformte Teilbereiche (8) entlang dem seitlichen Mündungsrand (7) einer Glasflasche vorgesehen sind.

3. Drehverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die unverformten Teilbereiche (8) in gleichmäßiger Verteilung entlang dem seitli­ chen Mündungsrand (7) angeordnet sind.

4. Tiefziehvorrichtung für einen Verschließkopf zum Herstellen von Drehverschlüssen aus Aluminium für unter Innendruck stehende Glasflaschen mit einer von oben auf einen Rohling aufsteckbaren Matrize mit mehreren konzentrischen, von außen nach innen kleiner werdenden Ausnehmungen, wobei sich die erste Ausnehmung kontinuierlich von außen nach innen bis etwa auf den größten Außendurchmesser des Drehverschlusses verjüngt, sich daran eine zweite Ausnehmung mit konstantem Durchmesser an­ schließt und darauf schließlich eine dritte Aus­ nehmung mit einem kleineren Durchmesser folgt, welche dem Tiefziehen des Rohlings bis auf den seitlichen Mündungsrand einer Glasflasche dient, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Ausnehmung (12) mindestens eine parallel zur Mittelachse (13) ausgerichtete partielle Erweiterung (14) bis etwa zum Durchmesser der zweiten Ausnehmung (11) aufweist.

5. Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Erweiterungen (14) vorgesehen sind.

6. Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erweiterungen (14) gleich­ mäßig um die Mittelachse (13) verteilt angeord­ net sind.

7. Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweite­ rungen (14) in Draufsicht einen etwa halbkreis­ förmigen Querschnitt mit abgerundeten Auslaufbe­ reichen (15) aufweisen.