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Verfahren und Vorrichtung zum Verkapseln von Gefäßen, insbesondere
Konservengläsern, und Gefäßverschluß Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verkapseln von Gefäßen, insbesondere Konservengläsern
und einen entsprechenden Gefäßverschluß zu schaffen, welche die Sterilisierung des
Behälterinhaltes bei hohen Temperaturen, insbesondere über iao° C und entsprechend
hohen Drücken ermöglichen. Zum Verschließen von Marmeladen-gläsern werden vielfach
aus Weißblech bestehende Deckel benutzt, die aus zwei Teilen zusammengesetzt sind,
nämlich dem eigentlichen Deckel und einem schellenbandartigen aufklappbaren Ring,
welcher einen Rand des eigentlichen Deckels und den Behälterhals umgreift. Der Unterteil
dieses Ringes wird durch eine radialen Druck ausübende Verschließvorrichtung unter
die Unterkante eines vorspringenden Gefäßkragens gebördelt. Dieser Verschluß hat
den Nachteil, daß umlaufende Werkzeuge benutzt werden müssen, bei welchen ein Abwälzen
auf dem Flaschenhals stattfinden muß. Abgesehen davon, daß das Aufbringen solcher
Verschlüsse eine verhältnismäßig lange Zeit erfordert, ergibt sich als besonderer
Nachteil ein großer Verlust durch Glasbruch (womit gleichzeitig der Inhalt des Glases
wegen der auftretenden Splitter verloren ist). Bei derartigen Verschlüssen tritt
Glasbruch insbesondere dann auf, wenn der durch das umlaufende Verschließwerkzeug
ausgeübte radiale Druck infolge der bei der Herstellung der Gläser unvermeidlichen
Abweichungen des Behälterhalses von der kreisrunden Form zu groß wird. Für die Sterilisierung
bei hohen Temperaturen und entsprechenden Drücken sind
diese bekannten
Verschlüsse deswegen ungeeignet, weil sie bei diesen Verhältnissen nicht genügend
abdichten; insbesondere lassen diese Verschlüsse als Folge des im Behälter beim
Sterilisieren auftretenden Überdruckes mit der Luft auch einen Teil der Einkochflüssigkeit
entweichen.
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Um eine auch für die Sterilisierung bei hohen Temperaturen und entsprechenden
Drücken brauchbare Lösung zu erhalten, geht die Erfindung von einem bekannten Verfahren
aus, bei welchem ein einteiliger Metalldeckel sich mit seiner Stirnfläche unter
Zwischenschaltung einer Dichtung auf eine, gegebenenfalls gewellte, Stirnfläche
des Gefäßhalses auflegt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Metalldeckel mit
einem im wesentlichen ebenflächigen Randoberteil schließend um einen an der Unterseite
kantig abgesetzten Gefäßkragen herumgelegt, worauf der Unterteil des Deckelrandes
unter den Gefäßkragen gepreßt wird. Bei diesem Verfahren werden Deckel bzw. Kapsel
aus leicht verformbarem Werkstoff, wie Aluminium, Stanniol, Zinn usw. benutzt. Derartige
Verschlüsse sind für die Zwecke der Erfindung von vornherein nicht brauchbar; vielmehr
setzt die Erfindung die Verwendung von Deckeln voraus, die durch Wahl ihres Werkstoffes
bzw. der Wandstärke eine gewisse Steifigkeit besitzen. Aus diesem Grunde sind auch
die Einrichtungen und Verfahren zum Aufbringen der gekannten Kapseln für die Zwecke
der Erfindung nicht brauchbar. Bei aus leicht verformbarem Werkstoff bestehenden
Kapseln kann man den Randunterteil der Kapsel verhältnismäßig einfach, z. B. durch
fingerartige Werkzeuge, durch elastische Ringe o. dgl. unterbördeln. Bei aus steifem
Blech bestehenden Deckeln führen diese Verfahren und Werkzeuge zu keinem Erfolg,
weil der Deckelei zurückfedert. Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, daß der
mit einem an sich bekannten Aufreißlappen versehene Randunterteil des steif ausgebildeten
Deckels einen nach außen gerichteten, etwa in Höhe der Unterkante des Gefäßkragens
ansetzenden Flansch bildet, welcher bei der relativen Axialbewegung von Behälter
und Verschließkopf unter gleichzeitiger Zusammenpressung des Dichtungsringes durch
den Schließring nach einwärts unter die Unterkante des Gefäßkragens geschwenkt wird.
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Bei dem Aufbringen des Verschlusses nach der Erfindung werden nennenswerte
radiale Kräfte auf das Konservenglas selbst nicht ausgeübt, so daß damit die Bruchgefahr
auf ein Mindestmaß verringert wird. Weil erfindungsgemäß der Randunterteil (Bördelrand)
vor Aufbringen des Deckels einen nach außen gerichteten Flansch bildet, kann das
Unterbördeln ohne die Notwendigkeit radial verschieblicher Werkzeuge lediglich durch
eine relative Axialbewegung von Behälter und Verschließkopf erfolgen. Zunächst wird
nämlich durch den nach außen gerichteten Flansch des Randunterteils dem Verschließring
bei der relativen Axialbewegung überhaupt erst die Angriffsmöglichkeit für den Vorgang
des Unterbördelns gegeben. Dadurch wird bei der geschilderten Axialbewegung zunächst
unter Zusammenpressung des Dichtungsringes der Deckel insgesamt (und damit natürlich
auch die Linie, gemäß ,velcher der Deckelflansch nach außen angesetzt ist) um ein
gewisses Maß niedergezogen. Die weitere relative Axialbewegung von Behälter und
Verschließkopf führt zu einer Einwärtsschwenkung des Deckelflansches um die Unterkante
des Gefäßkragens. in dem nach außen gerichteten Deckelflansch ist infolge des sich
allmählich vergrößernden Durchmessers eine wesentlich größere Werkstoffoberfläche
untergebracht, als dem gestreckten Zustand, entsprechen würde.Infolgedessen muß
bei der beschriebenen Einwärtsschwenkung des Deckelflansches eine kräftige Einwärtsfaltung
des Flansches eintreten, derart, daß sich die Falten unter den Gefäßkragen pressen.
Die dabei auftretenden Verformungen sind so stark, daß ein Zurückfedern nicht eintreten
kann. Es ergibt sich auf diese Weise ein Verschluß, der auch bei hohen Sterilisierungstemperaturen
und entsprechenden Drücken dicht ist, so daß ein Entweichen von Füllflüssigkeit
nicht stattfinden kann.
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Bei dem beschriebenen Vorgang des Einschwenkens des Deckelflansches
wird gewissermaßen der vorspringende Gefäßkragen zangenartig zwischen der oberen
Deckelstirnfläche und dem den Gefäßkragen untergreifenden gefalteten Flansch elastisch
eingespannt, so daß die auftretenden Kräfte im wesentlichen axiale Richtung haben,
also keine nennenswerte Bruchgefahr für das Glas mit sich bringen.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn der flanschartige Randunterteil
des Deckels in der Weise vorgefaltet ist, wie dies bei den nach Art der Kronenverschlüsse
ausgebildeten Deckeln an sich bekannt ist. Diese Vorfaltung des Flansches hat den
Vorteil, daß sich eine gleichmäßigere Faltung des Deckels bei dem beschriebenen
Einschtvenkvorgang vollzieht.
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Bei den nach Art der Kronenverschlüsse hergestellten Metalldeckeln
(mit Kork- oder Pappeinlage) ist die Verwendung eines im Winkel nach außen gerichteten
Randes bekannt, so daß in der Verschließvorrichtung ein Einwärtsschwenken dieses
Randes stattfindet.
Die Wirkung des Verfahrens und des Verschlusses
nach der Erfindung -wird aber bei diesem Deckel deswegen nicht erreicht, weil die
Behälter nicht wie bei der Erfindung einen im wesentlichen ebenflächigen und an
der Unterseite kantig abgesetzten Gefäßkragen besitzen, sondern lediglich eine sich
auch über die Stirnfläche des Behälterhalses erstreckende runde Wulst geringer Höhe.
Diese runde Wulst des Behälterhalses ist bei diesen bekannten Verschlüssen notwendig,
um ein Entfernen des starkwandigen Metalldeckels mittels eines hebelartig wirkenden
Öffners zu ermöglichen. Da im Querschnitt gesehen -nur eine Punktberührung zwischen
der Wulst des Behälterhalses und dem Deckel vorhanden ist (und zwar an der Stelle,
an der der Behälterhals den -größten Außendurchmesser hat), ist dieser Verscbluß
hohen Druckbeanspruchungen nicht gewachsen. Der Hauptnachteil dieses kronenartig
ausgebildeten Verschlusses ist darin zu sehen, daß bei der Einwärtsschwenkung des
Randes starke radiale Kräfte auf den Behälterhals ausgeübt werden. Dieser Nachteil
steht. der Anwendung dieses Verschlusses auf vveithalsige Behälter von vornherein
entgegen, weil bei derartigen Behältern bei der Aufbringung des Verschlusses zu
viel Glasbruch auftreten würde.
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Im Gegensatz zu der Erfindung wird die Befestigung des Deckels bei
dem bekannten kronenartigen Verschluß nicht durch zangenartiges Erfassen eines vorspringenden
Gefäßkragens zwischen Deckelstirnfläche und einem Flansch herbeigeführt, sondern
im wesentlichen nur durch seitliches Anpressen des Randes an die Wölbung der Wulst.
Um hierbei ein Zurückfedern zu verhindern, müssen derartige Deckel von vornherein
verhältnismäßig starkwandig hergestellt werden, da nur dann eine dauernde Verformung
des Deckelrandes bei der Schwenkbewegung erreichbar. ist. Naturgemäß' werden durch
diese große Wandstärke des Deckels die schädlichen radialen Drücke auf den Flaschenhals
beim Anpreßvorgang weiterhin gesteigert. Aus all diesen Gründen kommt die Verwendung
derartiger nach Art der Kronenverschlüsse ausgebildeter Deckel zur Lösung der Aufgabe
nach der Erfindung nicht in Betracht.
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Die Erfindung bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß man mit wesentlich
geringerer Wandstärke, als sie bei den vorbekannten Deckeln benutzt wird, einen
festen und dichten Verschluß herbeiführen kann; trotzdem muß natürlich der Deckel
eine gewisse Steifigkeit besitzen, d. h. eine entsprechende Wandstärke erhalten
bzw. aus einem Werkstoff entsprechender Festigkeit bestehen. Bei Versuchen hat sich
ergeben,- daß es bei der Erfindung möglich- ist, auch bei weithalsigen Behältern
die Wandstärke des Deckels bis. auf etwa 0,15 mm bei Verwendung von Blech
zu verringern. Infolge der starken Unterbördelung des Randes wäre es nicht möglich,
die Entfernung des Deckels durch einen hebelartig wirkenden Schlüssel vorzunehmen,
d. h. in der Weise, wie dies bei nach Art von Kronenverschlüssen ausgebildeten Deckeln
üblich ist. Da ein einfaches Entfernen von Hand ebenfalls unmöglich ist, ist erfindungsgemäß
am Randunterteil ein Aufreißlappen vorgesehen, d. h. ein Lappen, der mittels eines
bekannten geschlitzten Dosenschlüssels das Aufrollen des Deckelrandes, wodurch der
Deckel natürlich zerstört wird, gestattet. Aufreißlappen sind bei Verschlüssen anderer
Art bekannt.
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Da im Gegensatz zu den Verhältnissen bei den eingangs beschriebenen,
aus zwei Teilen bestehenden Behälterverschlüssen umlaufende Verschließwerkzeuge
fortfallen, wird- der Schließvorgang vereinfacht und die Leistung der Verschließmaschine
wesentlich erhöht. Der Verschluß nach der Erfindung kann auch bei solchen Behältern
benutzt werden, die eine von der runden Form abweichende öffnung besitzen.
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Eine weitere Verbesserung, die vor allen Dingen verhindert, daß der
untere Deckelrand nach dem Unterbördeln als scharfe Kante vorsteht, wird dadurch
erzielt, daß der Randunterteil nach der Einwärtsschwenkung durch zusätzliche, lediglich
radial bewegliche Druckmittel gegen den Gefäßhals angedrückt -wird. Die Verwendung
radial wirkender Druckmittel zum Aufbringen von Behälterverschlüssen ist an sich
bekannt. Die radial einwärts verschieblichen Druckmittel zur weiteren Andrückung
des eingeschwenkten Deckelflansches können in verschiedener Weise ausgebildet sein.
Zweckmäßig ist es, wenn man von einer bekannten Vorrichtung ausgeht, bei welcher
der Behälter in axialer Richtung (insbesondere von unten nach oben) in einen Verschließkopf
hineingeführt wird. Hierbei kann nun erfindungsgemäß der Verschließkopf mit einem
in radialen Ebenen in Segmente unterteilten axial feststehenden Preßring versehen
-werden, dessen Segmente durch einen axial (z. B. mittels Hebels) verschieblichen
Druckring radial einwärts verschiebbar sind. Dabei werden zweckmäßig die Segmente
außen mit Keilflächen versehen, auf denen entsprechende Keilflächen des Druckringes
verschiebbar sind.
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Für die Sterilisierung bei besonders hohen Temperaturen ist es zweckmäßig,
wenn die Deckelstirnfläche eine oder mehrere nach einwärts gerichtete Eirnbeulungen
oder Wellen besitzt, die sich bei dem beim Sterilisieren im Innern des Behälters
einstellenden höheren
Druck nach außen durchbiegen, um dann später
beim Erkalten wieder in die Ausgangslage zurückzukehren. Diese an sich bekannten
Mittel wirken gewissermaßen als Sicherheitsventil. Sie bewirken, daß der Verschluß
nach der Erfindung von vornherein dichtend aufgebracht werden kann, ohne daß bei
eintretender Drucksteigerung die Gefahr einer Zerstörung des Behälters oder des
Deckels bzw. einer Beeinträchtigung der Dichtung vorhanden ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt im Aufriß den Beginn des Verschließvorganges.
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Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie A-B der Fig. i.
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Fig.3 zeigt im Aufriß das Ende des Schließvorgangs.
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Fig.4 zeigt den oberen Teil eines verschlossenen Behälters in Ansicht.
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Fig.5 zeigt eine ähnliche Ansicht und veranschaulicht das Öffnen mittels
eines Schlüssels.
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Der Hals des Gefäßes i besitzt eine wellige Stirnfläche 2, welche
einen Dichtungsring 3 aufnimmt. Der Deckel 4 besitzt einen eine große Höhe aufweisenden
glatten Randteil 5, der sich schließend um - einen entsprechenden Kragen 6 des Gefäßhalses
i legt. Der untere Randteil 7, der zweckmäßig kronenartig ausgebildet ist,
d. h. eine Vorfaltung besitzt, bildet einen nach außen gerichteten Flansch.
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Zum Aufbringen des Deckels wird das Gefäß in die in Fig. i bis 3 dargestellte
Verschließvorrichtung eingebracht, und zwar zunächst in die Stellung nach Fig. i.
Beim Aufwärtsverschieben des Gefäßes wird die durch die Feder 8 belastete Druckplatte
9, die mittels der Bolzen io in Schlitzen i i des Kopfes 12 geführt ist, nach aufwärts
verschoben und der untere Flansch 7 des Deckelrandes nach einwärts unter den Gefäßkragen
6 geschwenkt.
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Der Kopf 12 ist mit einem Druckring versehen, der aus Segmenten 13
besteht, die bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung zwischen sich ein Spiel x lassen.
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Diese auf dem Ring 14 radial nach einwärts verschiebbaren Segmente
13 besitzen auf der Außenseite Keilflächen 15. Wenn das Gefäß seine obere Endstellung
erreicht hat (vgl. Fig. 3), wird nun mittels eines nicht näher dargestellten Hebels
der Druckring 16 axial abwärts verschoben, wobei seine Keilflächen 17 auf den Keilflächen
15 der Segmente 13 gleiten und die Segmente nach einwärts verschieben. Dadurch wird
der untere Rand des Deckelflansches 7 gegen den Behälter angedrückt. Wie Fig.4 erkennen
läßt, besitzt der Deckel am unteren Rand einen Aufreißlappen 18, der, wie Fig. 5
veranschaulicht, mittels eines geschlitzten Schlüssels das Öffnen des Verschlusses
durch Aufrollen des Deckelrandes ermöglicht.