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Verfahren und Vorrichtung zum Abdichten lösbarer Verschlüsse an Gefäßen
aller Art, insbesondere an Konservengefäßen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Abdichten lösbarer Verschlüsse an Gefäßen aller Art, insbesondere
an Konservengefäßen, gegen das Eindringen von Außenluft oder Keimen.
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Abdichtungen für genannte Zwecke sind bekannt.
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Der dichte Abschluß erfolgt bei einer Art in der Weise, daß die einander
gegenüberliegenden starren Dichtungsflächen von Gefäß und Deckel unter Zwischenschaltung
eines elastischen Dichtungsmediums, z. B. aus vulkanisiertem Gummi, mit relativ
starkem Druck aufeinandergepreßt werden.
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Dieser Druck wird erzeugt, entweder durch den äußeren Luftdruck auf
die Deckeifläche, z. B. bei Konservengläsern, oder durch mechanisches Aufeinanderpressen
mittels Vorrichtungen, Schraubzwinge oder Hebel, z. B. bei Konservendosen.
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Nachteile des genannten Verfahrens bei Gläsern sind: bei Gasentwicklung
des Konservengutes, z. B.
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Hülsenfrüchte, Aufhebung des äußeren Luftüberdruckes und damit Aufgehen
der Gläser, Notwendigkeit vollkommen planer Dichtungsflächen (geschliffene Flächen
bei sogenannten Massivrandgläsern) oder sehr schwieriges Offenen mit Vorrichtung
bei Rillengläsern; Nachteile bei Dosen sind: sehr hoher Anpressungsdruck, für den
der äußere Luftdruck nicht mehr ausreicht, deshalb Vorrichtungen zur Erzeugung und
Beibehaltung des Anpressungsdruckes erforderlich, teure Herstellungskosten.
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Man hat auch schon versucht, den Spalt zwischen den Dichtungsflächen
mit Vergußmassen (Harze, Siegellack) auszufüllen. Derartige Massen mußten verhältnismäßig
hoch erhitzt werden, damit sie
dünuflüssig und vergießbar wurden,
denn wenig unterhalb der Sterilisierungstemperatur mußte die Masse hart und fest
sein, damit sie beim Abkühlen nicht ins Gefäßinnere abgesaugt wurde. Sie konnte
auch nur bei nach oben liegendem D1chtungsspalt angewandt werden. Das Verfahren
hat sich deshalb in der Praxis nicht eingeführt.
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Demgegenüber ist es mit dem Abdichtungsverfahren nach der Erfindung
möglich, Gefäße jeder Art, auch mit unel,enen Abdichtflächen, leicht und lösbar
und ohne daß im Gefäßinnern unbedingt ein Unterdruck herrschen muß, luftdicht zu
verschließen.
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Das Verfahren besteht darin, daß eine plastische bzw. vorzugsweise
plastisch-elastische Dichtungsmasse durch einen besonderen Teil, ein Druckband,
gegen die Abdichtflächen des Gefäßes gedrückt wird. Die Wirkungsweise des Verfahrens
sei an Hand der in Fig. 1 beispielsweise dargestellten Vorrichtung erläutert. In
der Figur ist a das Gefäß, b der Gefäß deckel, c das Druckband, d die Dichtungsmasse,
e das Konservierungsgut, f die Abdichtflächen, g der Abdichtspalt zwischen Deckel
und Gefäß und h die Haube.
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Die Abdichtung erfolgt durch die Dichtungsmasse d, die auf den Abdichtflächen
fliegt und von dem Druckband c gegen die Abdichtfiächen gedrückt wird. Infolge des
Anpreßdruckes fließt die plastische Dichtungsmasse und gleicht so die Unebenheiten
der Abdichtflächen vollkommen aus. Zum Teil fließt sie auch in den Abdichtspalt
g und erhöht dadurch die Sicherheit der Abdichtung. Verstärkt wird dieser Vorgang
durch die Erhöhung der Plastizität und des Fließvermögens infolge des Temperaturanstieges
beim Sterilisieren. Der Anpreßdruck wird teilweise durch Anspannung des Bandes erzeugt,
teilweise, während und nach der Abkühlung des Gefäßes, in erheblichem Maße durch
den äußeren Luftüberdruck. Das letztere wird durch eine besondere Ausbildung des
Druckbandes erreicht, die zusammen mit der Unplastizität des Bandes ein Absaugen
bzw. ein stellenweises Durchsaugen der Dichtungsmasse durch den Abdichtspalt verhindert.
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Durch die Anspannung hält das Druckband die Dichtungsmasse an ihrem
Lageort fest und verhindert auch bei Zunahme der Plastizität und bei senkrechten
Flächen ein Ablaufen der Masse. Sie kann deshalb auch an senkrechten Abdichtflächen
angebracht werden.
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Dadurch, daß die Masse sich vorzugsweise zwischen Abdichtfläche und
Druckband befindet, kann man nebeneinanderliegende Dichtflächen verwenden.
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Man kann also Mantelflächen von Deckel und Gefäß als Dichtflächen
benutzen. Die Dichtflächen können hierbei sehr breit gehalten werden, was für die
Sicherheit der Abdichtung vorteilhaft ist.
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Infolge der Plastizität der Dichtungsmasse ist kein hoher spezifischer
Anpressungsdruck erforderlich, der Anpressungsdruck des Druckbandes genügt. Es ist
also nicht unbedingt ein äußerer Luftüberdruck erforderlich. Gasbildung im Innern
führt deshalb nicht zum Undichtwerden der Abdichtung. Die Abdichtung wirkt wie ein
Lippenventil. Die bei Erhitzung sich im Gefäß innern ausdehnende Luft kann leicht
entweichen, der nachher entstehende äußere Luftüberdruck wirkt im Sinne des Anpressungsdruckes
des Druckbandes, also verstärkend.
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Bleibt das Druckband auch während der Lagerzeit am Gefäß, dann werden
Schwund- oder Lageänderungen infolge des auch bei tiefer Temperatur bestehenden
Flusses der plastischen Nasse während dieser Zeit ausgeglichen.
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Um das Gefäß zu öffnen, hebt man Massestreifen und Druckband von
der Abdichtfläche ab. Dadurch. daß der innere Unterdruck nur auf einer sehr schmalen
Fläche des Dichtungsspaltes wirksam wird und das Abheben stellenweise vor sich geht.
z. B. durch Abrollen, ist selbst bei innerem Unter druck ein spielend leichtes Offnen
möglich.
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Eine Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens ist in den Fig. I bis
5 beispielsweise dargestellt.
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Das Druckband c kann entweder ein geschlossenes Ringband oder ein
offenes Band mit geeigneter Verbindung (Klebung, Spannschloß od. dgl.) sein.
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Der Anpressungsdruck kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das
Band mit Vorspannung aufgelegt wird, z. B. durch Dehnung eines ganz oder teilweise
aus elastischem Material bestehenden Bandes. Bei einem endlosen Band wählt man vorteilhaft
ein Material hoher Dehnungsfähigkeit und geringer Strammheit, wie z. B. Gummi, um
das Ringband leicht von Hand dehnen und über das Gefäß ziehen zu können. Das Druckband
ist zweckmäßigerweise flexibel und von geringer Stärke, z. B. 0,2 mm, so daß es
sich leicht und gut der Gefäßoberfläche anschmiegt und der Verformung der Dichtungsmasse
folgt.
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Damit die Masse nicht ins Doseninnereabgesaugt wird, sollen das Druckband
erfindungsgemäß entweder ganz luftundurchlässig oder die Poren, z. B. bei einem
Textilband, so klein sein, daß der durch die einzelnen Pore auf die Masse wirkende
Luftdruck die Kohäsionskraft der Dichtungsmasse nicht übersteigt.
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Als Abdichtflächen f dienen vorzugsweise die nebeneinanderliegenden
Mantelflächen von Deckel und Gefäß. Dadurch kann man besonders breite Dichtungsflächen
erhalten.
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Das Dichtungsmedium soll eine vorzugsweise plastisch-elastische Masse
sein, d. h. sie soll eine plastische und eine elastische Komponente besitzen, wobei
wie bei den meisten derartigen Massen mit steigender Temperatur die Plastizität
zunimmt und die Elastizität abnimmt. Ihre physikalischen Werte werden zweckmäßigerweise
so gewählt, daß I. bei Sterilisierungstemperatur (I00°) ein leichtes plastisches
Fließen unter dem Einfluß des Anpressungsdruckes des Druckbandes eintritt, ohne
jedoch in einen dünnflüssigen Zustand überzugehen (teigartiger Zustand), 2. bei
Zimmertemperatur (200) eine plastische bzw. plastisch-elastische Dehnung um etwa
IO bis 50 ovo möglich ist, um gegebenenfalls die Dichtungsmasse in Form eines geschlossenen
Ringbandes
ohne Reißen über das Gefäß ziehen zu können, 3. bei Lagertemperatur, z. B. 50, die
elastische Komponente noch besteht, so daß kleine Lageänderungen der Dichtflächen,
z. B. durch Stoß, elastisch aufgefangen werden.
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Die Dichtungsmasse kann klebend sein in bezug auf die Abdichtfläche,
wobei jedoch bei Zimmertemperatur die Adhäsion zweckmäßig kleiner ist als die Kohäsion,
so daß beim Öffnen des Gefäßes Druckband + Dichtungsmasse = Dichtungsring ohne Beschädigung
des Massestreifens abgezogen und wieder verwendet werden können.
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Geeignete Dichtungsmassen der vorbeschriebenen Art sind z. B. Kunststoffe.
Thermoplaste oder unvulkanisierte bzw. unvulkanisierbare Kautschukmischungen, bei
denen durch geeignete Dosierung von Kunststoff oder Kautschuk, Füllstoffen, Weichmachern
und Klebrigmachern jede der genannten Eigenschaften in gewünschtem Maße erzielt
werden kann.
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Zur Erhöhung der Sicherheit gegen das Eindringen von Keimen kann
man das Druckband oder die Dichtungsmasse mit einer keimtötenden Substanz überziehen
oder imprägnieren.
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Die Schichtdicke der plastischen Nasse ist entsprechend dem Unebenheitsgrad
der Abdichtflächen zu wählen; sie muß mindestens so groß sein, daß durch Fließen
alle Unebenheiten ausgefüllt werden können, z. B. zwischen O,I bis I,O mm.
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Die Dichtungsmasse kann als selbständiger Streifen auf die Abdichtflächen
aufgebracht werden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, die Masse auf einem besonderen
Trägerband aus Textilstoff, Papier od. dgl. aufzubringen zwecks bequemerer Handhabung.
Bei dieser Ausführung wird das Druckband gesondert aufgebracht und abgenommen; man
kann also das Druckband nach beendigter Sterilisierung und Erkalten der Masse abnehmen
und bei anderen Gefäßen verwenden.
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Besonders zweckmäßig ist es, die plastische Dichtungsmasse mit dem
Druckband zu vereinigen. z. B. durch Verkleben, und beide gemeinsam als einheitlichen
plastischen Dichtungsring zu verwenden.
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Das Druckband verhindert gleichzeitig auch das Ablaufen der Dichtungsmasse.
Um diesen Effekt zu verstärken, kann man z. B. das Druckband breiter wählen als
den Dichtungsstreifen. wobei sich die Ränder des elastischen Druckbandes um den
Streifen herum auf die Abdichtflächen auflegen (Fig. 1). Oder man kann den Randdruck
größer wählen, z. B. dadurch, daß man die Randzone verstärkt, z. B. mit einem wulst
versieht. NIan kann auch Gefäß und Deckel mit Rippen oder Sicken (Fig. 2) oder einer
Hohlkehle versehen, zwischen denen sich die Dichtungsmasse befindet.
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Auf diese Weise kann auch die richtige Lage des Dichtungsringes bester
erreicht werden.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungen braucht man einen Deckel
und hat zwei Abdichtflächen (Gefäß und Deckel). Ergänzt man das Druckband zu einer
geschlossenen Haube h (Fig. 3), so hat man nur noch eine Dichtfläche. Wählt maii
für die Haube ein geschmack- und geruchloses und ungiftiger Material, so kann der
Deckel ganz in Fortfall kommen (Fig. 3). Der Erfindungsgedanke bleibt unverändert,
wenn man an Stelle des starren Blech- oder Glasdeckels eine nachgiebige Haube aus
Kunststoff od. dgl. wählt. In diesem Falle kann die plastische Masse d zwischen
dem Innenrand der nachgiebigen Deckelhaube und der Abdichtfläche,, angebracht sein
und das Druckband c auf der äußeren Deckelfläche aufliegen (Fig. 4).
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Es ist zweckmäßig, den Gefäßdeckel mit dem Gefäß zu verbinden oder
zu verriegeln, um ein Abdrücken des Deckels während der Sterilisierperiode zu verhindern,
z. B. durch an sich bekannte Spannbügel, Verschraubung, Bajonettverschluß od. dgl.
(Fig. 2).
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zum Abdichten lösbarer Verschlüsse
an Gefäßen aller Art, insbesondere an Konservengefäßen, dadurch gekennzeichnet,
daß eine plastische Dichtungsmasse durch ein Druckband gegen die Abdichtflächen
von Gefäß und Deckel gedrückt und zum Fließen gebracht wird und daß der Anpressungsdruck
des Druckbandes sowohl durch Anspannung des Bandes als auch durch den äußeren Luftüberdruck
erfolgt.