DE602004004401T2

DE602004004401T2 - Verschliesseinheit zum schliessen von behältern mit jeweiligen kappen

Info

Publication number: DE602004004401T2
Application number: DE602004004401T
Authority: DE
Inventors: Enrico Galimberti; Stefano Cavallari
Original assignee: Azionaria Costruzioni Macchine Automatiche ACMA SpA
Current assignee: Azionaria Costruzioni Macchine Automatiche ACMA SpA
Priority date: 2003-07-17
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2024-07-16
Also published as: US7251921B2; EP1646579B1; US20060272284A1; EP1646579B9; ITBO20030432A1; WO2005007556A1; EP1646579A1; DE602004004401D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verschließeinheit zum Schließen von Behältern mit jeweiligen Kappen. Im Einzelnen findet die Erfindung bei Systemen zum Füllen von Behältern, die dazu dienen, Substanzen oder Produkte zu enthalten, die aus Flüssigkeiten, zähe Flüssigkeiten, Kremes, Gels und/oder Puder bestehen, Anwendung.
Der vorherige Stand der Technik umfasst solche Verschließeinheiten, die automatisch Kappen auf die jeweiligen Behälter aufbringen, und die im Allgemeinen aus einer gewissen Anzahl an Verschließgruppen bestehen, die auf einem Karussell, das um eine Vertikalachse herum drehbar ist, in Bewegung gesetzt werden. Das Patent der Vereinigten Staaten US 4,535,583 A1 legt eine Verschließeinheit nach der Einleitung des Patentanspruchs 1 offen.
Zum Beispiel legt das Europäische Patent EP 0636573 , das im Besitz des Patentanmelders der vorliegenden Erfindung ist, eine Einheit offen, bei der jede Verschließgruppe durch eine entsprechende Welle in Drehung um eine entsprechende Achse versetzt wird, die parallel zur Rotationsachse des Ka russells steht. Diese Welle ist imstande zu einer axialen Bewegung in Bezug auf das Karussell, so dass die Gruppe zu einem entsprechenden Behälter, der sich auf dem Karussell dreht, hin und davon weg verschoben werden kann.
Jede Verschließgruppe ist mit einem entsprechenden Mechanismus wie zum Beispiel einem Greifer ausgestattet, durch den die Kappe ergriffen und auf den Gewindehals eines entsprechenden Behälters aufgeschraubt wird, indem die oben genannte Welle in Drehung versetzt wird.
Das Karussell besteht im Wesentlichen aus einem Rahmen, der eine vertikale Haupttrommel trägt und eine Plattform oben auf der Trommel. Der Rahmen dient auch dazu, die Behälter zu tragen, die jeweils einzeln unter einer entsprechenden Verschließgruppe ausgerichtet sind.
Die Wellen der einzelnen Verschließgruppen werden von einem Gehäuse gestützt, das mit der oberen Plattform verknüpft ist und innen mit einer fest stehenden Trommelkurve ausgestattet ist, die die Haupttrommel des Karussells überragt.
Die Trommelkurve hat eine Seitenwand, die ringförmige Kurvenrillenprofile bietet, durch die nachlaufende Rollen geführt werden, die mit den Wellen der einzelnen Verschließgruppen verbunden sind, wodurch sie vertikal bewegt werden, sowie auch einen Zahnkranz, der in die Außenfläche, die von der Seitenwand der Trommelkurve geboten wird, integriert ist. Jede der Wellen, die eine Verschließgruppe stützt, trägt ein Ritzel, das in den Zahnkranz der Trommelkruve greift.
Wenn die Trommel um ihre Drehachse herum in Bewegung versetzt wird, führt die Interaktion jedes Ritzels mit dem festen Zahnkranz der Trommelkurve daher dazu, dass sich die Verschließgruppe um ihre eigene Achse dreht. Die Vertikal- und die Drehbewegung, die auf die Wellen der Verschließgruppen übertragen werden, und die Bewegung der damit verknüpften Greifer sind alle so miteinander synchronisiert, dass die nächsten Kappen von den Greifern ergriffen werden und auf die entsprechenden Behälter aufgeschraubt werden können.
Die Kappe wird unter Anwendung eines vorbestimmten Anzugsmoments auf den Behälter aufgeschraubt. Wird dieser Anzugsdrehmoment überschritten, beginnt eine Vorrichtung zur Anzugsbegrenzung, zum Beispiel eine einstellbare Kupplung, die mit jeder Gruppe verknüpft ist, zu schlüpfen und ermöglicht es so den Greifern, zu sperren und den Schritt des Anschraubens der Kappe auf den Hals abzuschließen.
Verschließeinheiten der oben beschriebenen Art sind wirksam, weisen aber dennoch bedeutende Nachteile auf.
Während die oben erwähnten Verschließeinheiten nämlich dazu imstande sind, die Kappe sicher auf dem Behälter zu schließen, findet der Patentanmelder in Wahrheit, dass gewisse Unzulänglichkeiten in Bezug auf die Vielseitigkeit solcher Einheiten bestehen, und zwar in Hinsicht auf das Aus maß, in dem sie bei Behältern unterschiedlicher Größen angewendet werden können.
Genauer gesagt, muss festgestellt werden, dass der vertikale Weg jeder Verschließgruppe vom Profil der Rille abhängt, die von der Trommelkurve dargeboten wird und das jede Verschließgruppe auf eine bestimmte Höhe positioniert und es dadurch dem Greifer ermöglicht, die Kappe zu erfassen.
Das bedeutet, dass die Trommelkurve nicht verwendet werden kann, wenn Behälter unterschiedlicher Höhe auf das Karussell zugeführt werden, da es nicht mehr möglich ist, die Greifer auf der Höhe des neuen Behälters zu positionieren. Generell gesagt, wird für die Verschließeinheit ein Karussell verwendet werden, das auf die Größe eines bestimmten Behälters abgestimmt ist, mit einem Kurvenprofil, das es dem Greifer ermöglicht, auf der richtigen Höhe positioniert zu werden.
Infolgedessen muss die Herstellungslinie mit einer Anzahl von Einheiten ausgestattet werden, von denen jede einzelne für eine bestimmte Behältergröße vorgesehen ist, was zu erhöhten Kosten führt und zusätzlichen Platz erfordert, an dem die verschiedenen, unterschiedlichen Einheiten untergebracht werden müssen.
Ein weiterer Nachteil entsteht durch die Baukosten und die Gesamtabmessungen der einzelnen, entsprechenden Verschließeinheiten.
Dieser Nachteil ist auf die Verwendung von mechanischen Komponenten zurückzuführen, mit denen jede der einzelnen Verschließgruppen in Drehung versetzt wird; abgesehen davon, dass sie sperrig und schwerfällig sind, sind die betreffenden Komponenten auch besonders teuer und erfordern häufige Wartung.
Tatsächlich handelt es sich bei den fraglichen mechanischen Komponenten um Präzisionsteile, bei deren Zusammenbau besondere Achtsamkeit nötig ist, um sicher zu stellen, dass jede Kappe ordnungsgemäß am Behälter geschlossen wird. Ein typischer Fall dafür ist zum Beispiel die verstellbare Kupplung, die nicht nur bei jedem einzelnen Herstellungsdurchlauf auf die Art des Behälters und der Kappe eingestellt werden muss, sondern auch nach extrem hohen Spezifikationsanforderungen hergestellt wird und daher empfindlich teuer ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme, die mit dem vorherigen Stand der Technik verbunden sind, zu überwinden, indem eine Verschließeinheit zum Schließen von Behältern mit jeweiligen Kappen geboten wird, die vielseitig und zum Gebrauch für jede Art von Behälter geeignet ist, unabhängig von der Größe.
Im Besonderen ist ein wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Verschließeinheit bekannt zu machen, die leicht an jede Art von Behälter, der bei der Herstellung verwendet wird, anzupassen ist, unabhängig von den Abmessungen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine besonders günstige und kompakte Verschließeinheit zu bieten, ohne jedoch auf die funktionellen Vorteile zu verzichten, die typisch für den vorherigen Stand der Technik sind.
Diese Ziele und weitere, die klarer aus der folgenden Spezifikation hervorgehen, sind bei einer Verschließeinheit nach Patentanspruch 1 im Wesentlichen erfüllt.
Die Erfindung wird nun im Detail beschrieben, und zwar durch ein Beispiel und mithilfe der beiliegenden Zeichnungen, die Folgendes darstellen:
1 ist eine schematische Planansicht der Verschließeinheit nach der vorliegenden Erfindung, eingebaut in eine Produktionslinie zum Befüllen von Behältern.
2 zeigt die Verschließeinheit in der Perspektive, wobei bestimmte Teile ausgelassen sind, um andere besser hervorzuheben.
3 ist eine erhöhte Ansicht der in 2 gezeigten Verschließeinheit.
4 ist eine erhöhte Ansicht, die ein Detail der Verschließeinheit in einem entsprechenden ersten Betriebszustand zeigt.
5 ist eine erhöhte Ansicht, in der das Detail der 4 in einem entsprechenden zweiten Betriebszustand gezeigt wird.
6 ist das Blockdiagramm der Verschließeinheit.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ist mit 1 in ihrer Gesamtheit eine Verschließeinheit nach der Erfindung zum Schließen von Behältern 2 mit jeweiligen Kappen 3 bezeichnet.
Jeder Behälter 2 umfasst einen Körper, der einen Hals 4 mit einem Außengewinde hat, und eine Kappe 3, die ihrerseits ein Innengewinde hat und dadurch abnehmbar am Hals 4 des Körpers befestigt werden kann. Bei den Behältern 2 kann es sich um Behälter jeder beliebigen Art handeln, so wie Flakons oder Flaschen, oder sogar Kartons, die aus Papiermaterial hergestellt und mit einem angeschweißten Hals, der mit einer entsprechenden Kunststoffkappe geschlossen wird, ausgestattet sind.
Unter Bezugnahme auf die 1, in der die Verschließeinheit 1 in eine Herstellungslinie eingebaut gezeigt wird, umfasst die Einheit 1 eine Träger- und Förderkomponente 5, die solcherart montiert ist, dass sie sich im Uhrzeigersinn um eine vertikale Primärachse 5a dreht, wie man in der 1 sehen kann. Die Trägerkomponente 5 nimmt von einem Zuführungsdrehförderer 100, der in einer ersten Übertragungsstation arbeitet, eine Folge von Behältern 2 und eine davon getrennte Folge von Kappen 3 entgegen.
Der Zuführungsförderer 100 wird in Drehung versetzt und dreht sich, wie man in 1 sehen kann, gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse, die parallel zur Primärachse 5a liegt und empfängt dabei eine Reihe von Behältern 2, die in einer ersten Zuführstation 101 aus einem horizontalen Kanal aufgenommen werden, der mit einer Schneckenzuführung 102 ausgestattet ist, durch die die Behälter in gleichmäßigen Abständen in die Station 101 geleitet werden.
Ebenfalls auf den Zuführungsförderer 100 wird in einer zweiten Zuführstation 103 eine Folge von Kappen 3 geleitet, die durch einen horizontalen Kanal 104 einlaufen, der sich senkrecht zur Schneckenzuführung 102 erstreckt.
Die Trägerkomponente 5 ist solcherart angeordnet und konfiguriert, dass die Montage der Kappen 3 an den entsprechenden Behältern 2 durchgeführt wird und dass jeder Behälter 2, auf dem eine entsprechende Kappe 3 angebracht ist, in einer zweiten Übertragungsstation 106 auf einen Ausgabedrehförderer 105 geleitet wird.
Wie in der 2 besser zu erkennen ist, wird die Komponente 5, die die Behälter 2 trägt und fördert, durch einen entsprechenden Motor 6 bekannter Ausführung, der in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, in Bewegung versetzt.
Genauer gesagt, ist die Trägerkomponente 5 wie ein Karussell 7 ausgefühtt, das eine Trommel 8 von zylinderförmiger Geometrie enthält, die mit dem oben erwähnten Motor 6 verknüpft ist und daher um die Primärachse 5a drehbar ist.
Ebenfalls Teil des Karussells 7 ist ein Grundgestell 19, das unter der Trommel 8 angeordnet ist und von dem die Behälter 2 gestützt werden, wenn sie, angeordnet in einer einzelnen Reihe, jeder mit dem entsprechenden Hals 4 nach oben gerichtet, vorlaufen.
Genauer gesagt, hat das Grundgestell 9 ein im Wesentlichen kreisförmiges Erscheinungsbild und weist eine ringförmige Trägerfläche 9a auf, die quer zur Längsabmessung der Trommel 8 angeordnet ist und zur Trommel selbst gerichtet ist. Die Außenkante der ringförmigen Fläche 9a weist eine gewisse Anzahl von Aufnahmen 9b auf, die jeweils dazu bestimmt sind, dass in ihnen ein entsprechender Behälter 2 untergebracht wird und dass sie diesen in einer vertikalen Position halten.
Das Karussell 7 umfasst weiterhin eine Plattform 10, die mit der Decke der Trommel 8 verknüpft und so positioniert ist, dass sie gegenüber vom Grundgestell 9 liegt.
In einer bevorzugten Ausführung hat die Plattform 10 ebenfalls ein kreisförmiges Erscheinungsbild und weist eine erste ringförmige Oberfläche 10a auf, die parallel zum und gegenüber vom Grundgestell 9 angeordnet ist, und eine zweite ringförmige Oberfläche 10b, die in der entgegengesetzten Richtung zur ersten Oberfläche 10a gegenüberliegt.
Die Verschließeinheit 1 umfasst auch eine gewisse Anzahl von Verschließgruppen 11, die mit der Trägerkomponente 5 verknüpft sind und von denen jede über einem entsprechenden Behälter 2 angebracht ist. Jede Verschließgruppe 11 ist zu einer Vertikalbewegung, deren Art und Weise zu gegebenem Zeitpunkt erklärt wird, zwischen einer ersten Position, von dem entsprechenden Behälter 2 entfernt, und einer zweiten Position, in der sie den Behälter 2 aktiv erfasst, imstande. Ungeachtet der Tatsache, dass in 2 nur eine Verschließgruppe 11 gezeigt wird, die mit der Trägerkomponente 5 verknüpft ist, muss deutlich gemacht werden, dass es von Vorteil ist, wenn die Verschließgruppen 11 in gleicher Anzahl vorhanden sind wie die Behälter 2, die auf dem Grundgestell 9 stehen und um die gesamte Außenlänge der Plattform 10 herum verteilt sind.
Detaillierter gesehen, weist jede Verschließgruppe 11 eine Stange 12 auf, die verschiebbar in einer Führung 13 angebracht ist, die von der Plattform 10 geboten wird.
Die Stange 12 erstreckt sich in der Längsrichtung parallel zur Primärachse 5a der Einheit 1 und weist ein erstes, unteres Ende 12a auf, das sich zwischen der ersten Oberfläche 10a der Plattform 10 und der ringförmigen Fläche 9a des Grundgestells 9 befindet, sowie ein zweites, oberes Ende 12b, das gegenüber vom ersten Ende 12a liegt und sich über der zweiten Oberfläche 10b der Plattform 10 befindet.
Die zweiten Enden 12b der Stangen 12 sind mit ersten Antriebsmitteln 14 verbunden, durch welche die einzelnen Verschließgruppen 11 jeweils unabhängig voneinander vertikal in Bewegung versetzt werden können.
Es ist von Vorteil, wenn solche ersten Antriebsmittel 14 eine gewisse Anzahl von primären Elektromotoren 14a enthalten, von denen jeder mit einer jeweiligen Stange 12 verknüpft ist.
Im Einzelnen ist jeder primäre Elektromotor 14a mit dem zweiten Ende 12b der jeweiligen Stange 12 verknüpft und über der zweiten Oberfläche 10b der Plattform 10 positioniert.
Noch genauer, und wie besser in der 3 dargestellt, weist der primäre Elektromotor 14a eine Welle 15 auf, die um eine Achse drehbar ist, die sich senkrecht zur Primärachse 5a erstreckt, und ein Getriebe 15a, das mit eben dieser Welle 15 verkeilt ist.
In dieser Stellung ist das Getriebe 15a dazu imstande, in ein Gestell 16 zu greifen, das seitlich vom zweiten Ende 12b der Stange 12 dargeboten wird.
Wenn das Getriebe 15a in Drehung versetzt wird, führt es vorteilhafterweise dazu, dass die Stange 12 vertikal zum Behälter 2 hin- und davon weggleitet.
Ebenfalls verbunden mit jeder Verschließgruppe 11 ist ein Greifmechanismus 17, der dazu dient, eine entsprechende Kappe 3 zu erfassen, wenn besagte Gruppe 11 die zweite Position einnimmt. Der Greifmechanismus 17 ist um eine jeweilige Sekundärachse 17a parallel zur Primärachse 5a drehbar, wie in Kürze detaillierter beschrieben wird, so dass er die Kappe 3 auf den Gewindehals 4 des jeweiligen Behälters 2 aufschraubt.
Genauer gesagt, ist der einzelne Greifmechanismus 17 mit dem ersten Ende 12a der Stange 12 verbunden und mit zweiten Antriebsmitteln mit der Nummer 18 gekoppelt, durch die er unabhängig von anderen Greifmechanismen 17 in Drehung versetzt werden kann.
In der Tat umfassen die zweiten Antriebsmittel 18 eine gewisse Anzahl von sekundären Elektromotoren 18a, von denen jeder mit einem entsprechenden Greifmechanismus 17 verknüpft ist.
Im Einzelnen ist jeder sekundäre Elektromotor 18a zwischen dem ersten Ende 12a der jeweiligen Stange 12 und dem Greifmechanismus 17 angekoppelt und weist eine Welle 19 auf, die koaxial zur Stange 12 ausgerichtet ist und um die jeweilige Sekundärachse 17a drehbar ist.
Dementsprechend kann der Greifmechanismus 17 in Drehung versetzt werden, indem man den sekundären Elektromotor 18a aktiviert, so dass er die jeweilige Welle 19 dreht. Noch detaillierter gesehen, weist der Greifmechanismus 17 einen Greifer 20 auf, der an der Welle 19 des jeweiligen sekundären Elektromotors 18a befestigt ist und zur Bewegung zwischen einem offenen Zustand (4), in dem die entsprechende Verschließgruppe 11 in der ersten Position ist, und einem geschlossenen Zustand (5), in dem die entsprechende Verschließgruppe 11 in der zweiten Position ist und der Greifer selbst die entsprechende Kappe 3 erfasst, imstande ist. Aus Gründen größerer Klarheit ist die Kappe 3 in den 4 und 5 nicht gezeigt.
Der Greifer 20 weist ein Trägerelement 21 mit einem im Wesentlichen zylinderförmigen Erscheinungsbild auf, das in ko axialer Ausrichtung mit der Welle 19 des sekundären Elektromotors 18a verknüpft ist.
Das Trägerelement 21 seinerseits weist eine Außenfläche auf, an der eine gewisse Anzahl von Klemmbacken 22 klappbar befestigt werden kann.
Drei solcher Klemmbacken 22 sind im Beispiel der Zeichnungen gezeigt; sie sind vorzugsweise in gleichem Abstand voneinander auf 120° angebracht, obgleich der Greifer alternativ mit einer höheren Anzahl von Klemmbacken ausgestattet sein könnte, je nach den Anforderungen durch die Art des Prozesses und in Übereinstimmung mit der Struktur und der Größe der einzelnen Kappe 3.
Die Klemmbacken 22 sind klappbar am Trägerelement 21 befestigt und können sich daher um entsprechende Achsen drehen, die quer zur Sekundärachse 17a liegen, zwischen einer Position, in der sie zueinander hingezogen sind, was dem geschlossenen Zustand des Greifers 20 entspricht, und einer Position, in der sie voneinander abgespreizt sind, was dem offenen Zustand des Greifers 20 entspricht.
Im Einzelnen erscheint jede Klemmbacke 22 als längliche und gebogene Platte, die ein erstes Ende 22a, ein zweites Ende 22b, das vom ersten entfernt ist, und einen Zwischenabschnitt 22c, der sich zwischen dem ersten Ende 22a und dem zweiten Ende 22b befindet, aufweist.
Wie in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt, ist der Zwischabschnitt 22c vorzugsweise so angeordnet, dass er mit einem vertieften Abschnitt der Klemmbacke 22 übereinstimmt.
Außerdem ist der Zwischenabschnitt 22c durch einen Verankerungsdrehzapfen an dem Trägerelement 21 befestigt, der weder beschrieben noch dargestellt ist, da seine Ausführung geläufig ist, und an dem die entsprechende Klemmbacke 22 vor- und zurückschwingen kann.
Das erste Ende 22a trägt eine nachlaufende Rolle 23, die drehbar mit der Klemmbacke 22 verknüpft ist und eine Außenfläche hat, die über den Erstreckungsbereich der Klemmbacke selbst hinausragt.
Das zweite Ende 22b der Klemmbacke 22 weist ein Kontaktelement 24 auf, das vorzugsweise solch einen Umriss hat, dass es zu einem Seitenabschnitt der Kappe 3 passt und dass es zusammen mit denen der weiteren Klemmbacken 22, die mit dem Trägerelement 21 verknüpft sind, die Kappe 3 ergreift und somit für den Aufschraubsschritt bereit ist.
Der Greifmechanismus 17 umfasst weiterhin einen Stellantrieb 25, vorzugweise linearen Typs, durch den der Greifer 20 dazu veranlasst wird, zwischen dem offenen Zustand und dem geschlossenen Zustand abzuwechseln.
In einer bevorzugten Ausführung besteht der lineare Stellantrieb 25 aus einem vertikalen, elektrischen oder pneumatischen Hubkolben 26, der mit einem Montagerahmen 27 verknüpft ist.
Noch detaillierter, wie besser in den 4 und 5 gezeigt, ist der sekundäre Elektromotor 18a vorzugsweise über den oben erwähnten Rahmen 27 mit der Stange 12 verriegelt.
Der Rahmen 27 besteht vorzugsweise aus vier Senkrechtstäben 28, die den Sekundärmotor 18a umgeben und sich parallel zur Sekundärachse 17a erstrecken. Die oberen Enden der vier Senkrechtstäbe 28 sind mit einer Kupplung 29 verbunden, durch die das erste Ende 12a der Stange 12 und der Sekundärmotor 18a starr miteinander verknüpft sind.
Die unteren Enden der Senkrechtstäbe 28 sind mit einer Platte 30 verbunden, die quer zur Sekundärachse 17a angeordnet ist, vorzugsweise mit einer Bohrung, die dazu dient, die Welle 19, die den Greifer 20 trägt, aufzunehmen.
Diese selbe Platte 30 trägt auch den linearen Stellantrieb 25, der außerhalb des Rahmens 27 positioniert ist, um die Hubbewegung des Kolbens 26 zu ermöglichen.
Ebenfalls mit dem Greifmechanismus 17 ist eine Übertragungskomponente 31 verbunden, die zwischen dem Greifer 20 und dem Stellantrieb 25 liegt und durch die die Bewegung des Kolbens 26 an die Klemmbacken 22 weitergegeben wird. Genauer gesagt, besteht die Übertragungskomponente 31 aus einem Plungerkolben 32, und ein mechanisches Gestänge 33 ist starr mit dem Plungerkolben 32 verbunden.
Detaillierter gesehen, hat der Plungerkolben 32 ein im Wesentlichen kegelstumpfförmiges Erscheinungsbild und ist ko axial mit der Welle 19 des Sekundärmotors 18a verbunden. Die Welle 19 des Sekundärmotors 18a wird somit in eine Durchgangsbohrung des Plungerkolbens 32 eingefügt und gleitet darin frei hin und her.
Zusätzlich dazu befindet sich der Plungerkolben 32 zwischen dem Sekundärmotor 18a und dem Greifer 20 und weist ein oberes Ende 32a auf, das mit der Platte 30 gekoppelt ist, sowie ein unteres Ende 32b, das zum Trägerelement 21 hinzeigt. Das obere Ende 32a und das untere Ende 32b sind miteinander durch eine sich nach unten verengende Außenfläche 32c verbunden, gegen die die Rollbewegung der nachlaufenden Rollen 23 der einzelnen Klemmbacken 22 erfolgt.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 4 und 5 ist die Rolle 23 jeder Klemmbacke 22 dazu bestimmt, vertikal gegen die Außenfläche 32c des Plungerkolbens 32 zu rollen. Die Rollbewegung führt zu dem Ergebnis, dass die Klemmbacke 22 an dem oben erwähnten Drehpunkt zwischen der entsprechenden offenen und geschlossenen Position schwingt.
Das mechanische Gestänge 33 weist einen Hebel 34 von im Wesentlichen rechteckigem Umriss auf, der mit dem oben erwähnten Rahmen 27 verknüpft ist. Genauer gesagt, weist der Hebel 34 einen ersten Abschnitt 35 an einem Ende auf, der klappbar am Kolben 26 des Stellantriebs 25 verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt 36 am gegenüber liegenden Ende, der klappbar mit der Platte 30 verbunden ist. Der erste und der zweite Abschnitt 35 und 36 sind durch zwei Führungsabschnitte 37, die jeweils an jeder Seite des Rahmens 27 positioniert sind, starr miteinander verbunden.
Es ist ebenfalls erkennbar, dass jeder Führungsabschnitt 37 eine Öffnung 37a aufweist, die sich in Längsrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt 35 und 36 erstreckt und in der ein entsprechender Stift 38 angebracht ist. Der betreffende Stift 38 ist an einem entsprechenden Kreuzstab 38a montiert und vertikal an den Senkrechtstäben 28 des Rahmens verschiebbar. Im Einzelnen weist der Kreuzstab 38a vertikale Abschnitte 38b auf, die so positioniert sind, dass sie mit den Senkrechtstäben 28 übereinstimmen und an die nachlaufenden Rollen 38c angepasst sind, die dem ersten Ende 32a des Plungerkolbens 32 dargeboten werden.
In dieser Situation dient der Stift 38 als Drehpunkt, um den sich der Führungsabschnitt 37 drehen kann, wie zu gegebener Zeit beschrieben werden wird.
Die Verschließeinheit 1 umfasst außerdem eine elektronische Steuerung 40, die den Betrieb jedes primären Elektromotors 14a und sekundären Elektromotors 18a lenkt, wie schematisch in der 6 dargestellt.
Vorzugsweise besteht die elektronische Steuerung 40 aus einem elektronischen Verarbeitungsgerät herkömmlicher Art und ist daher weder dargestellt noch wird sie hier weiter unten im Detail beschrieben.
Die elektronische Steuerung 40 umfasst einen Verarbeitungsblock 41, der dazu dient, die Betriebsparameter des primären Elektromotors 14a und des sekundären Elektromotors 18a jeder Verschließgruppe 11 zu variieren.
Genauer gesagt, wird ein Signal S1 vom Verarbeitungsblock 41 an den primären Elektromotor 14a gesendet, das den Abstand angibt, der von der Stange 12 zurückgelegt werden muss, um den jeweiligen Behälter 2 zu erreichen. Das Signal S1 wird aufgrund der Höhe des Behälters 2 verarbeitet und kann sich von einer Verschließgruppe 11, das heißt einem Primärmotor 14a, zu einer anderen ändern.
Gleichermaßen wird ein Signal S2 vom Verarbeitungsblock 41 an den zweiten Elektromotor 18a gesendet, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der besagte Motor 18a aktiviert wird. Dieses zweite Signal S2 wird vom Verarbeitungsblock 41 gesendet, wenn sich die Verschließgruppe 11 in der jeweiligen zweiten Betriebsposition befindet.
Vorzugsweise ist der Verarbeitungsblock 41 auch mit dem linearen Stellantrieb 25 verbunden, an den er ein drittes Signal S3 senden kann, das den Zeitpunkt angibt, zu dem der Kolben 26 aktiviert wird.
Der Betrieb der Einheit 1, der bis dato vorrangig in struktureller Hinsicht beschrieben wurde, läuft folgendermaßen ab. Eine geordnete Reihenfolge von Behältern 2 wird durch den Zuführungsdrehförderer 100 auf die Trägerkomponente 5 geleitet, jeder mit einer entsprechenden Kappe 3 auf dem Hals 4 positioniert. Genauer gesagt, befindet sich jeder Behälter 2 in einer entsprechenden Aufnahme 9b des Grundgestells 9, mit dem Hals 4 nach oben gerichtet.
Während sich die Trägerkomponente 5 dreht und die Behälter 2 zu dem Ausgabedrehförderer 105 führt, werden vom Verarbeitungsblock 41 die Signale S1, S2 und S3 an jede Verschließgruppe 11 gesendet. Die betreffenden Signale werden von einem Bediener auf der Grundlage der Betriebsspezifikationen der Trägerkomponente 5 und der Größe der Behälter 2 voreingestellt.
Wenn als Beispiel nur eine einzelne Verschließgruppe 11 angenommen wird, setzt ein erstes Signal S1 den primären Elektromotor 14a in Betrieb, mit dem Ergebnis, dass das entsprechende Getriebe 15a in Drehung versetzt wird und dass die Stange 12 in eine vertikale Bewegung versetzt wird.
Infolgedessen wird der Greifmechanismus 17 in eine Position bewegt, die sich ganz in der Nähe der Kappe 3 des jeweiligen Behälters 2 befindet (und die der zweiten Position der Verschließgruppe 11 entspricht).
Nun wird vom Verarbeitungsblock 41 ein Signal S3 an den linearen Stellantrieb 25 gesendet, das dazu führt, dass sich der Greifer 20 um die Kappe 3 schließt. Genauer gesagt, bewegt sich der Kolben 26 abwärts und zwingt das erste Ende 35 des Hebels 34 ebenfalls nach unten und das zweite Ende 35 des Hebels 34 nach oben.
Indem der Hebel 34 infolgedessen am Stift 38 kippt, zwingt er den Kreuzstab 38a nach unten, so dass der entsprechende vertikale Abschnitt 38b auf den Plungerkolben 32 einwirkt und dieser ebenfalls nach unten gezwungen wird.
Während der Plungerkolben 32 nach unten gleitet, rollt die Rolle 23 jeder Klemmbacke 22 an der Außenfläche 32c des besagten Plungerkolbens 32 in Richtung des ersten Endes 32a.
Infolgedessen werden die Klemmbacken 22 dazu gezwungen, an den entsprechenden Zwischenabschnitten 22c zu schwingen und werden zueinander gezogen, mit dem Ergebnis, dass die Kappe 3 von den Kontaktelementen 24 erfasst und zwischen den Klemmbacken 22 ergriffen wird.
Daraufhin wird vom Verarbeitungsblock 41 ein Signal S2 an den sekundären Elektromotor 18a gesendet, der darauf reagiert, indem er die entsprechende Welle 19 solcherart dreht, dass die Kappe 3 auf den Gewindehals 4 des Behälters 2 aufgeschraubt wird, bis ein Widerstandsmoment erfasst wird und verhindert wird, dass sich der Motor 18a weiter dreht. Zu diesem Zeitpunkt wird der sekundäre Elektromotor 18a durch eine entsprechende automatische Kontrollfunktion herkömmlicher Art, die nicht weiter beschrieben wird, abgestellt. Nach diesem Deaktivierungsschritt wird vom Verarbeitungsblock 41 ein weiteres Signal S3 an den linearen Stellantrieb 25 gesendet, damit der Greifer 20 wieder geöffnet wird.
Genauer gesagt, kehrt der Kolben 26 in seine vorherige Position zurück und der Plungerkolben 32 stellt sich wieder nach oben. Infolgedessen rollen die Rollen 23 der Greiferklemmbacken 22 zum zweiten Ende 32b des Plungerkolbens 32, was dazu führt, dass die Klemmbacken 22 an den Drehpunkten schwingen und sich spreizen.
Sobald die Kappe 3 vom Greifer 20 losgelassen wurde, bringt der Verarbeitungsblock 41 das Getriebe 15a dazu, sich in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, die Stange 12 zu heben und die Verschließgruppe 11 wieder in die erste Position zu bringen.
Mit der solcherart auf den Hals 4 aufgeschraubten Kappe 3 wird der Behälter 2 zuletzt von der Trägerkomponente 5 auf den Ausgabedrehförderer 105 geleitet, der die Behälter 2 seinerseits durch die zweite Übertragungsstation führt.
Die Probleme, die mit dem vorherigen Stand der Technik verbunden sind, werden durch die vorliegende Erfindung gelöst und die dargelegten Ziele sind ordnungsgemäß erreicht. Als Erstes und Wichtigstes ist erkennbar, dass jede Verschließgruppe 11 mit entsprechenden ersten und zweiten Antriebsmitteln 14 und 18 ausgestattet ist, die die Bewegungen hervorrufen, die nötig sind, um die Kappe 3 auf den Behälter aufzuschrauben.
Infolgedessen können die Bewegungen, die jede Verschließgruppe 11 ausführt, unabhängig voneinander eingestellt werden, und der Betrieb der Gruppe kann dadurch vorteilhaft an die Abmessungen des Behälters 2 angepasst werden. Mit anderen Worten wird es durch die unabhängige Einstellung der Verschließgruppen und die Anwendung einer elektronischen Steuerung 40 möglich, die Vertikalbewegung der Stange 12, die Drehung des Greifmechanismus 17 und die Aktivität des Greifers 20 sowohl unabhängig voneinander als auch auf der Grundlage von Betriebsparametern, die entsprechend der Winkelgeschwindigkeit der Trägerkomponente 5, der physischen Merkmale des Behälters 2 und der Kappe 3 sowie dem erforderlichen Anzugsmoment gewählt werden, anzupassen und zu steuern.
Günstigerweise ist die Verschließeinheit 1 bemerkenswert vielseitig, da sie bei jeder Art von Behälter 2 angewendet werden kann, und ist einfach zu programieren und einzustellen, indem man über den Verarbeitungsblock 41, bei dem es sich zum Beispiel um eine herkömmliche SPS handeln kann, Anweisungen eingibt.
Zusätzlich dazu werden sämtliche Vorrichtungen, die für die einzelnen Arten von Behältern benutzt werden, durch die offenbarte Verschließeinheit 1 überflüssig, genau so wie die Umbauten oder Änderungen, die an Vorrichtungen des vorherigen Stands der Technik vorgenommen werden, um ihre Anwendung für Behälter unterschiedlicher Arten zu ermöglichen.
Die Verringerung der Anzahl von Vorrichtungen und von Änderungsarbeiten hat die Auswirkung, den Produktionszyk lus zu beschleunigen und die Kosten des Endprodukts zu senken, sowie die Einheit 1 kompakter zu machen.
Darüber hinaus hat die Anwendung elektronischer Systeme anstatt von mechanischen Komponenten den Vorteil geringerer Wartungsanforderungen im Vergleich zu solchen Systemen, und größere Kompaktheit der Komponenten, von denen die Verschließgruppen 11 in Bewegung versetzt werden.

Claims

Verschließeinheit zum Schließen von Behältern (2) mit jeweiligen Kappen (3), von der Art, die Folgendes umfasst: eine Träger- und Fördererkomponente (5), auf der die Behälter (2) und die entsprechenden Kappen (3) vorzuschieben sind; einen Motor (6), der mit der Träger- und Fördererkomponente (5) verknüpft ist und durch den die besagte Träger und Fördererkomponente (5) um eine jeweilige Primärachse (5a) in Drehung versetzt wird; eine Gewisse Anzahl von Verschließgruppen (11), die mit der Trägerkomponente (5) verknüpft sind, und von denen jede einzelne über einem entsprechenden Behälter (2) positioniert ist und dazu imstande ist, sich vertikal zwischen einer ersten Position, in der sie von dem jeweiligen Behälter (2) entfernt ist, und einer zweiten Position zu bewegen, in der sie den Behälter aktiv erfasst, wobei jede Verschließgruppe (11) einen Greifmechanismus (17) aufweist, der so beschaffen ist, dass er mit einer entsprechenden Kappe (3) verbunden werden kann, wenn die entsprechende Verschließgruppe (11) in der zweiten Position ist, und der Greifmechanismus (17) ist solcherart drehbar, dass er die Kappe (3) um eine jeweilige Sekundärachse (17a) auf einen Gewindehals (4) des entsprechenden Behälters (2) aufschraubt; erste Antriebsmittel (14), mit denen die einzelnen Verschließgruppen (11) vertikal, jeweils unabhän gig voneinander, in Bewegung versetzt werden können; zweite Antriebsmittel (18), die eine Gewisse Anzahl von sekundären Elektromotoren (18a) umfassen, von denen jeder mit einem jeweiligen Greifmechanismus (17) verbunden ist, und durch die die einzelnen Greifmechanismen (17) unabhängig voneinander in Drehung versetzt werden können; gekennzeichnet dadurch, dass die ersten Antriebsmittel (14) eine Gewisse Anzahl von primären Elektromotoren (14a) umfassen, von denen jeder mit einer jeweiligen Verschließgruppe (11) verknüpft ist, und dadurch, dass die Verschließeinheit weiter ein elektronisches Steuergerät (40) umfasst, das mit jedem der primären Elektromotoren (14a) und den sekundären Elektromotoren (18a) verbunden ist, und mit einem Verarbeitungsblock (41), durch den die Betriebsparameter jedes primären Elektromotors (14a) und jedes sekundären Elektromotors (18a) je nach den Abmessungen der jeweiligen Behälter (2) verändert werden können, indem über besagten Verarbeitungsblock (41) Anweisungen eingegeben werden.
Einheit nach Patentanspruch 1, bei der die Trägerkomponente (5) Folgendes umfasst: – Eine Trommel (8), die mit dem Motor (6) verknüpft ist und sich um die Primärachse (5a) drehen kann; – Ein Grundgestell (9), das mit dem Boden der Trommel (8) verbunden ist und auf das die Behälter (2) zu stellen sind; – Eine Plattform (10), die mit der Decke der Trommel (8) verbunden ist und sich gegenüber dem Grundgestell (9) befindet, an der die Verschließgruppen (11) um den Umfang herum montiert sind.
Einheit nach Patentanspruch 2, bei der jede Verschließgruppe (11) eine Stange (12) umfasst, die verschiebbar in eine entsprechende Führung (13), die durch die Plattform (10) gegeben ist, eingefügt ist und sich längs in koaxialer Ausrichtung zu der Sekundärachse (17a) erstreckt und ein erstes Ende (12a) aufweist, mit dem der entsprechende Greifmechanismus (17) verbunden ist, und ein zweites Ende (12b), das dem ersten Ende (12a) gegenüber liegt.
Einheit nach Patentanspruch 3, bei der jeder primäre Elektromotor (14a) eine Position einnimmt, die mit dem zweiten Ende (12b) der Stange (12) übereinstimmt und über der Plattform (10) liegt.
Einheit nach Patentanspruch 4, bei der jeder primäre Elektromotor (14a) eine Welle (15) umfasst, die sich um eine jeweilige Achse drehen kann, die im rechten Winkel zu der Sekundärachse (17a) liegt, und ein Getriebe (15a), das mit der Welle (15) verkeilt ist.
Einheit nach Patentanspruch 5, bei der jede Stange (12) ein Gestell (16) umfasst, das sich längs an dem entsprechenden zweiten Ende (12b) erstreckt und durch eine Einrückberührung von dem Getriebe (15a) jedes primären Elektromotors (14a) erfasst wird, so dass die Stange (12) durch die Drehung des Getriebes (15a) vertikal in Bewegung versetzt werden kann.
Einheit nach den Patentansprüchen 3 bis 6, bei der jeder sekundäre Elektromotor (18a) zwischen dem ersten Ende (12a) der entsprechenden Stange (12) und dem Greifmechanismus (17) montiert ist und eine Welle (19) aufweist, die um eine Achse drehbar ist, die parallel zur Sekundärachse (17a) liegt.
Einheit nach Patentanspruch 7, bei der der Greifmechanismus (17) Folgendes umfasst: – Einen Greifer (20), der an der Welle (19) des jeweiligen sekundären Elektromotors (18a) befestigt und dazu imstande ist, sich zwischen einem offenen Zustand, in dem die jeweilige Verschließgruppe (11) in der ersten Position ist, und einem geschlossenen Zustand, in dem die jeweilige Verschließgruppe (11) in der zweiten Position ist und der Greifer (20) die jeweilige Kappe (3) erfasst, zu bewegen; – Einen Stellantrieb (25) durch den der Greifer (20) dazu gebracht wird, zwischen dem offenen und dem geschlossenen Zustand abzuwechseln; – Eine Übertragungskomponente (31), die sich zwischen dem Greifer (20) und dem Stellantrieb (25) befindet und durch die die Bewegung vom Stellantrieb (25) an den Greifer (20) weitergegeben wird.
Einheit nach Patentanspruch 8, bei der der Greifer (20) Folgendes umfasst: – Ein Trägerelement (21) mit einem im Wesentlichen zylinderförmigem Erscheinungsbild, das koaxial mit der Welle (19) des sekundären Elektromotors (18a) verbunden ist; – Eine Mehrzahl von Klemmbacken (22), die klappbar um den Umkreis des zylinderförmigen Trägerelements (21) angebracht und dazu imstande sind, sich zwischen einer Position, in der sie zueinander hingezogen sind, was dem geschlossenen Zustand des Greifers (20) entspricht, und einer Position, in der sie voneinander abgespreizt sind, was dem geöffneten Zustand des Greifers (20) entspricht, zu bewegen.
Einheit nach Patentanspruch 9, bei der jede Klemmbacke (22) ein im Wesentlichen gebogenes Erscheinungsbild hat und dadurch erkennbar ist, dass sie ein erstes Ende (22a) hat, das mit einer nachlaufenden Rolle (23) ausgestattet ist, ein zweites Ende (22b), das dem ersten Ende (22a) gegenüber liegt und mit einem Kontaktelement (24) ausgestattet ist, das dazu bestimmt ist, die Kappe (3) zu erfassen, und einen Zwischenabschnitt (22c), der zwischen dem ersten Ende (22a) und dem zweiten Ende (22b) angeordnet ist und klappbar mit dem Trägerelement (21) verbunden ist.
Einheit nach Patentanspruch 8, bei der jede Übertragungskomponente (31) einen Plungerkolben (32) mit ei ner im Wesentlichen kegelstumpfförmige Geometrie umfasst, der die Welle (19) des sekundären Elektromotors (18a) koaxial umkreist und daran entlanggleiten kann, und ein mechanisches Gestänge (33), das starr an den Plungerkolben (32) gekoppelt ist.
Einheit nach Patentanspruch 11, bei der der Plungerkolben (32) eine sich nach unten verengende Außenfläche (32c) aufweist, und bei der die nachlaufende Rolle (23) jeder Klemmbacke (22) vertikal an der Außenfläche (32c) entlang rollt.
Einheit nach Patentanspruch 11, bei der es sich beim Stellantrieb (25) um einen Linearstellantrieb handelt, der solcherart mit dem mechanischen Gestänge (33) gekoppelt ist, dass er eine vertikale Bewegung des Plungerkolbens (32) hervorruft.