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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Flaschenkapseln mit Dichtungsseheibe und Schutz- scheibe.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einlegen von Schutzscheibe in Flaschenkapseln insbesondere bei solchen, gewöhnlich vollautomatisch arbeitenden Maschinen für Kapselherstellung und (oder) Kapselverschluss, die mit Werkzeugen zum Einlegen einer Dichtungscheibe aus einem in gewissem Grade elastischen Material, vorzugsweise Kork, in die Kapsel versehen sind.
Diese Maschinen haben in den letzten Jahren eine immer grössere Verbreitung zum Verschliessen von Flaschen und Gefässen für Bier, Mineralwässer und andere Getränke erhalten. Als Abdichtmaterial in der Kapsel hat sich Kork als das zweckmässigste Material erwiesen, doch hat es verschiedene Nachteile.
Kork gibt trotz Paraffinierung oder sonstiger Imprägnierung dem Inhalt leicht einen gewissen Beigeschmack, für den sich einige Getränke besonders empfindlich gezeigt haben. Ferner ist es schwer, Korkscheiben zu erhalten, die so frei von Poren sind, dass sie nicht die Flüssigkeit oder gegebenenfalls darin enthaltene Kohlensäure durchlassen. Wenn. die Flüssigkeit zwischen der Korkscheibe und der Kapsel bleibt, so wird die gewöhnlich aus Aluminium hergestellte Kapsel von den in den meisten Mineralwässern enthaltenen Salzen angegriffen.
Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man die Korkeinlage mit einem schützenden Belag oder einer gewöhnlich aus besonders präpariertem Papier, Stanniol od. dgl. bestehenden Schutzscheibe ver-- sehen. Das zweckmässigste Verfahren zur Befestigung des Belages auf der Korkscheibe besteht darin, dass der Belag auf der einen Seite mit einer sehr dünnen Schicht aus Guttapercha oder ähnlichem Stoff überzogen ist, der bei verhältnismässig geringer Erwärmung schnell schmilzt und dabei den Belag an der Korkscheibe befestigt. Vereinzelt vorgeschlagene Vorrichtungen zum Anbringen von Schutzscheibe bei der Kapselherstellung, d. h. unter Durchführung beider Operationen in derselben Maschine, sind aber zu primitiv gewesen, um den Anforderungen der modernen Technik zu genügen.
Bei den bekannten wirtschaftlich arbeitenden Einrichtungen zum Belegen der Korkscheibe ist es notwendig, die Schutzscheibe in einem von der Kapselherstellung und (oder) dem Verschliessen selbst ganz getrennten Arbeitsgang und mittels verhältnismässig komplizierter Maschinen anzubringen.
Die Erfindung bezweckt u. a. das Belegen der Dichtungsscheibe mit dem schützenden Material in unmittelbarem Zusammenhang mit der Kapselherstellung und (oder) dem Verschliessvorgang zu ermöglichen, so dass die Kapselherstellung, das Einlegen der Dichtungsscheibe, die Anbringung des schützenden Belages und gegebenenfalls auch das Verschliessen der Flasche bzw. des Gefässes zweckmässig in aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in vollkommen befriedigender Weise erfolgt.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsformen der Erfindung. Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Maschine sowie ein Schnitt nach der Linie G-H der Fig. 2, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Maschinentisch samt darauf angeordneten Maschinenteilen, wo bei die oberhalb einer in Fig. 1 angegebenen gebrochenen Schnittebene I-K-L-M befindlichen Teile entfernt sind. Fig. 3 veranschaulicht einen Schnitt nach der Linie A-B-C-D der Fig. 2 und Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie E-F der Fig. 2 in grösserem Massstabe. Die Fig. 5-12 zeigen teilweise schematisch eine andere Ausführungsform der erfindunggemässen Vorrichtung als zusätzliches Aggregat, u. zw. ist Fig. 5 eine Draufsicht, Fig. 6 ein Schnitt nach der Linie 0-P der Fig. 5.
Die Fig. 7 und 8 stellen Seitenansichten einer Einzelheit bei Verschiedener
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Stellung der Teile dar., Fig. 8a zeigt eine Abänderung dieser Einzelheit. Fig. 9 ist ein Schnitt nach der Linie B- < S'der Fig. 5 und Fig. 10 eine Draufsicht hiezu. Die Fig. 11 und 12 zeigen in Grundriss und
Seitenansicht eine weitere Einzelheit (die Fig. 9-12 sind in grösserem Massstabe gezeichnet).
Beide Ausführungsformen der Erfindung sind für Maschinen bestimmt, die den Zuschnitt aus einem Metallstreifen ausstanzen, biegen und eine Korkscheibe in die derart hergestellte Kapsel einlegen.
In den Fig. 1 und 2 ist 1 die Kapselstanze für die Ausstanzung und Formung der Kapsel, 2 eine Rinne, in der die Kapsel um das Korkeinlegewerkzeug 3 im vorliegenden Falle mittels eines Luftstromes aus einer Druckluftleitung 2a, deren Mündung mit 2b bezeichnet ist, geführt wird, 4 ein Magazin für die Korkscheiben und 5 ein Förderer für die aus dem Magazin austretenden Korkscheiben, der zur Erzielung einer hin-und hergehenden Bewegung mit einem Ritzel 6 in Eingriff steht, das über eine Welle 7, ein Ritzel 8 und eine Zahnstange 9 seine Bewegung von einer Welle 9a erhält, die die Kapselstanze antreibt.
Der Förderer befindet sich in Fig. 1 in der einen, in Fig. 2 in der andern Endlage. Die Teile 14a, 14b und 24 c (Fig. l, 2 und 4) bilden eine in einem andern Zusammenhange weiter unten beschriebene Sicherheitseinrichtung, die die Maschine anhält, wenn keine oder eine beschädigte Dichtungsscheibe herangeführt wird. Diese Sicherheitseinrichtung arbeitet mit einem zu dem Werkzeug 3 gehörigen Einführungskolben 21 (Fig. 1, 4) in bekannter Weise zusammen, indem der Einführungskolben durch einen Hebel 14e und eine Schiebestange 14 f angetrieben wird, deren Bewegung von der genannten Sicherheitseinrichtung geregelt wird.
Die Erfindung betrifft einen Mechanismus, der im Zusammenwirken mit den übrigen Werkzeugen eine Schutzscheibe b aus dem in Bandform vorhandenen Belagmaterial ausstanzt, sie an der Scheibe befestigt und die Scheibe in die Kapsel einführt, worauf die Kapsel in bekannter Weise zu einem Sammelbehälter oder dem Verschlussorgan der Verschliessmaschine befördert und auf dem Gefäss bzw. der Flasche angebracht wird.
10 ist eine mit zwei Walzen arbeitende Fördervorrichtung (Fig. 3) zum Zubringen des Bandes, aus dem die Schutzscheibe ausgestanzt werden. Das Band ist in Fig. 3 mit einer strichpunktierten, in Fig. 4 mit einer vollausgezogenen Linie 10 a angedeutet. Die Fördervorrichtung erhält ihre Bewegung von der Welle 7 (Fig. 1) über eine auf dieser sitzenden Kurbel 11 (Fig. 2,3 und 5), einen auf der einen
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und Ha. 22 ist eine Führungsrolle für das Band, die in einer Rinne 13 (Fig. 2 und 3) im Maschinentisch läuft.
Im Maschinentisch 14 sind unter dem Belagband eine Stanze 15 (Fig. 4) und ein über dieser liegendes Stanzkissen 15a angeordnet. Die Stanze, die in Fig. 3 und 4 aus ihrer Lagerhülse 15b ausgeschoben gezeichnet ist, erhält ihre auf-und niedergehende Bewegung durch Vermittlung eines Hebels 16
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durch Vermittlung eines Hebels 19 von einer auf der Welle 7 befestigten Kurvenrolle 20 erhält, bringt die ausgestanzte Schutzscheibe zum Einlegewerkzeug 3. Der Förderer 18 läuft in einer Führung 18a, die in dem Maschinentisch festgeschraubt ist. 18b ist ein Deckel (Fig. 4).
Damit die Schutzscheibe von der Stanze abgelöst wird und in geeigneter Höhe über dieser in die Bahn des Förderers kommt, hat die Stanze eine zentrale Bohrung für einen Zapfen 18e (Fig. 4), der unter der Wirkung einer in der Bohrung angeordneten Feder 18d die ausgestanzte Schutzscheibe anhebt. Die Hubhöhe wird durch eine Zapfenund Nutverbindung 18e bestimmt. Die Stanze wird durch die Nockenrolle 17 (Fig. 2) stillgehalten, bis der Förderer 18 die Schutzscheibe vom Zapfen 18 c weggeschoben hat. Damit der Förderer den Zapfen überfahren kann, hat er an der Unterseite eine Nut 18 f (Fig. 4). Der Einführungskolben 21 (Fig. 4) des Einlegewerkzeuges ist mit einem elektrischen Widerstandsheizelement versehen, dem der Strom durch die Leitungsdrähte 22 zugeführt wird.
Um die Wärme in dem oberen Teil des Einführungskolbens zu stauen, besteht der Teil 23 aus einem Material mit besonders guter Wärmeleitungsfähigkeit, z. B. Kupfer. Die Wärmezufuhr wird in bekannter Weise mittels eines Rheostaten geregelt.
Die Vorrichtung wirkt folgendermassen : Aus dem auf der Oberseite mit Guttapercha od. dgl. überzogenen Band 10a (Fig. 3) schneidet die Stanze 15 eine Schutzscheibe aus, die durch den Förderer 18 in eine Rinne 15 c geschoben wird, derart, dass sie auf dem in der unteren Stellung befindlichen Einführungkolben 21 zu liegen kommt. Dieser ist vorher durch Stromzuführung erhitzt worden. Ehe der Kolben 21 seine Aufwärtsbewegung beginnt, wird vom Förderer 5 aus dem Magazin 4 eine Korkscheibe in solcher Höhenlage eingeführt, dass sie oberhalb der auf dem Einführungskolben 21 ruhenden Schutzscheibe zu liegen kommt (Fig. 1).
Inzwischen hat die Kapselstanze 1 (Fig. 2) die Kapsel fertiggestellt, und diese wird zum Korkeinlegewerkzeug 3 oberhalb des Einführungskolbens 21 der dort ruhenden Schutzscheibe und der Korkscheibe vom Luftstrom herangebracht. Der Einführungskolben 21 geht dann hoch und presst die Korkscheibe in die Kapsel hinein, wobei er gleichzeitig die Schutzscheibe gegen die Korkscheibe presst. Durch die Hitze des Einführungskolbens schmilzt der guttaperchaartige Belag der Schutzscheibe und die gleichzeitige Pressung bewirkt, dass die Schutzscheibe an der Korkscheibe haftet. Die Kapsel ist nun mit einer Korkscheibe samt Schutzscheibe versehen und also für unmittelbares Anbringen auf dem Gefäss bzw. auf der Flasche oder für das Einlegen in einen nicht dargestellten Sammelbehälter vorbereitet.
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Die Schutzscheibe kann auch auf die Oberseite der Korkscheibe gelegt werden, in welchem Falle gegebenenfalls auf Erhitzung verzichtet werden kann. Ferner kann sie aus zwei oder mehreren miteinander verklebten Schichten aus gleichem oder ungleichem Material bestehen.
Um zu verhindern, dass die Wärme des Einführungskolbens 21 auf das Materialband für die Schutzscheiben übergeht, wodurch der Belag weich werden oder sogar vor dem Ausstanzen schmelzen würde, so dass die Schutzscheibe an einem Maschinenteil kleben bleiben und eine Unterbrechung des Betriebes verursachen könnten, wird die Bahn für das Band durch Einblasen von Luft durch eine Anzahl Löcher 25 (Fig. 2) kühl gehalten. Die Pressluft wird durch eine Leitung von einer geeigneten Druckluftquelle, z. B. vom Gebläse, zugeführt, das Druckluft für die Bewegung der Kapsel liefert. Damit die Schutzscheibe augenblicklich an der Korkscheibe haftet, ist es ferner vorteilhaft, dass die Korkscheibe, z. B. innerhalb des Behälters 4, kühl gehalten wird, bis sie über die Schutzscheibe und den Einführungskolben 21 gelangt.
Auch diese Kühlung kann durch Druckluft erfolgen. Eine Anordnung für diesen Zweck ist indessen nicht dargestellt. Selbstverständlich können auch andere Teile im Bereich der Stanze in gleicher Weise gekühlt werden.
Der vorstehend beschriebene Mechanismus zum Einlegen von Schutzscheibe bildet einen wesent- liehen Teil der Maschine zur Herstellung der Kapseln. Sollen mit der Maschine Kapseln ohne Korkscheiben oder ohne Schutzscheibe hergestellt werden, so muss man den obenerwähnten Mechanismus ausser Funktion setzen. Um dies zu erleichtern, kann die Anordnung so getroffen werden, dass der Mechanismus zum Einlegen von Schutzscheibe und Korkscheiben als ein Zusatzaggregat ausgeführt wird, das angebracht oder entfernt werden kann, je nachdem Kapseln mit oder ohne Schutzscheibe hergestellt werden sollen. Hiebei kann der Mechanismus so ausgeführt werden, dass die Schutzscheibe entweder über oder unter der Korkscheibe in der Kapsel angebracht wird.
Die Bauart des Aggregats ermöglicht, dass eine grosse Anzahl Korkscheiben gleichzeitig zwecks Anbringung der Schutzscheibe behandelt werden, wobei die Scheiben aus dem Magazin in einer oder mehreren Reihen über einen Tisch zugeführt und dabei mit je einer Schutzscheibe versehen werden, die z. B. durch ein oben beschriebenes Stanzwerkzeug aus einem Materialband ausgeschnitten wird. Die Korkscheiben werden schrittweise zugebracht und kommen an einem die Schutzscheibe der Reihe nach vorschiebenden Förderer, an einem oder mehreren Heizkolben und schliesslich an einer Anzahl Druckkolben vorbei, die die Schutzscheibe auf die Korkscheiben pressen und sie gleichzeitig abkühlen, so dass sie gut haften. Dann werden die Korkscheiben in die Lage zum Einschieben in die Kapseln gebracht, wie oben beschrieben wurde.
In den Fig. 5-12 sind rein bauliche Einzelheiten des Aggregats weggelassen oder nur angedeutet, damit die Zeichnung leichter verständlich ist. Das Aggregat ist auf einer Gestellplatte 30 montiert, die an dem inneren Teil 31 des Maschinentisches an Stelle des äusseren Teiles 14 (Fig. 2) lösbar befestigt ist. Zur Befestigung dient ein Fuss 32 (Fig. 5 und 6) mit zwei Schraubenbolzen 33. Das Magazin für die Korkscheibe a ist knapp oberhalb des Maschinentisches in zwei Teile 4, 4a geteilt. Der untere Teil 4
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Reihe mittels eines Förderers bewegt, der aus zwei Stangen 35,36 (Fig. 5 und 11) besteht, die mit Aussparungen für die Scheiben versehen sind. Diese Stangen sind innerhalb gewisser Grenzen gegeneinander und überdies gemeinsam in ihrer Längsrichtung hin und her beweglich.
Bei der Querbewegung sind sie durch zwei an den Enden vorgesehene Querstücke 37, 38 (Fig. 5,6, 9,10), bei der Längsbewegung durch zwei Lager 39,40 geführt, in denen Schienen 41, 42 der Querstücke 37 gleiten. Die Stangen sind auf der Ober-und Unterseite mit Rollen 43, 44, versehen, die in Führungsnuten 37 ader Querstücke laufen. Die Längsbewegung der Stangen wird durch einen Hebel 45 bewirkt (Fig. 5), der an den Antriebsmechanismus der Maschine gekuppelt wird. Beim Verschieben der Stangen nach links (Fig. 5) befördern sie die Korkscheiben a um einen Schritt, worauf sie am Ende des Hubes, wie später ausgeführt wird, auseinanderbewegt werden. Beim Verschieben der Stangen nach rechts bleiben die Korkscheiben liegen.
Sie werden dabei überdies durch Arbeitskolben 46, 47, 48 (Fig. 6) festgehalten. Diese sind in einem Halter 49 befestigt, der mittels bekannter, nicht dargestellter Maschinenelemente eine auf-und niedergehende Bewegung ausführt.
Das Auseinanderbewegen der Stangen erfolgt dadurch, dass auf Armen 52,53 befestigte Keile SO, 51 mit im wesentlichen zylindrischer Aussenfläche (Fig. 5,6, 9,10) am Ende jedes Förderhubes der Stangen gleichzeitig zwischen die unteren Rollen 44 eingeschwenkt werden, sobald der Arm 52 gegen einen Anschlag 55 stösst (Fig. 5). Die Arme sind durch zwei mit einer Schraubhülse 57 einstellbar verbundene Stäbe 54 gekuppelt. Werden die Stangen 35, 36 nach rechts geführt, so gehen die Keile und die Arme mit, werden aber vor dem Hubende angehalten, indem der Arm 53 gegen einen Anschlag 56 stösst. Die Stangen werden von den Keilen befreit und umgreifen unter der Wirkung von Federn 80 wieder die Korkscheiben.
Hiebei wurde eine neue Korkscheibe a unter dem Rohr 4a erfasst und die äusserste links auf eine schwenk- bare, über dem Rohr 4 gelagerte Klappe 58 hinausgeschoben. Die Klappe hat die Korkscheiben aus folgenden Gründen zu wenden.
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Die Stanze 15 für die Schutzscheibe, die entweder die oben beschriebene in Fig. 1-3 dargestellte Ausführungsform und Wirkungsweise haben oder auch oberhalb des Materialbandes 12 x (Fig. 5) angeordnet sein kann, ist in der Zeichnung nicht dargestellt, jedoch gerade vor der Öffnung 60 in einem Querstück 61 gelagert zu denken : Unter diesem Querschnitt läuft der Schieber ?, der jede Schutzscheibe von der Stanze zu der Korkscheibe schiebt (Stellung in Fig. 5). Er erhält seine Bewegung durch einen Hebel 63 und eine Nockenrolle 64, deren Achse 65 (Fig. 5 und 6) an der Unterseite der Platte 30 gelagert ist und gleich der Achse 7 (Fig. 2) hin-und hergedreht wird.
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daher nur schematisch angedeutet. Die Kurbel 11 sitzt auf der Achse 65 und ist durch die Kurbelstange 11 b mit dem Kurbelarm 11 a verbunden, der das Förderwerk antreibt.
Bei dieser Ausführungsform ist vorgesorgt, dass keine Schutzscheibe ausgestanzt wird, wenn eine Korkscheibe in der Reihe fehlt. Diese Kontrollanordnung kann verschiedenartig ausgeführt werden. Beispielsweise kann die Stanze 15 angehalten werden. Eine andere, einfachere Lösung besteht darin, das Förderwerk des Bandes 12x z. B. durch die in Fig. 5,7, 8 dargestellte Vorrichtung anzuhalten. Ein Kontrollteil, zweckmässig in der Form eines kleinen Hebels 70, ist durch einen über nicht dargestellte Rollen laufenden Stahldraht mit einem gegen die betreffende Korkscheibe durch Federdruck anliegende Fühler in der Form einer Rolle 71 verbunden.
Fehlt eine Korkscheibe, wird der Fühler herabgedrückt, der Teil 70 ändert Lage und hebt die Klinke Hc, so dass diese die in Fig. 8 gezeichnete Lage einnimmt, wobei sie bei der Bewegung der Kurbel 11 nach links in die darunterliegenden Kerbe im Kerbenrad 11 d ohne Eingriff vorbeischwingt und das Band 12 x nicht geschaltet wird, was so lange wiederholt wird, bis eine neue Korkscheibe unter den Fühler geschoben wird, wobei durch Einlösen der Klinke JHc der Vorschub des Bandes 12x wieder beginnt.
Fig. 8a zeigt eine andere Ausführung, u. zw. eine Hebelverbindung 70a zwischen dem Fühler 71 und dem Kontrollteil 70. 70b ist eine Druckfeder, die auf die Hebelverbindung wirkt und beim Fehlen einer Korkscheibe durch Verschwenken des Hebels 70 die Klinke 11 vom Kerbenrad abhebt. Sowohl der Stahldraht als die Hebelverbindung 70 a können auch unter der Platte 30 angeordnet werden.
Der Schieber 62 und das Förderwerk 10 wirken zweckmässig derart zusammen, dass während des Vorschubes der Schutzscheibe zur Korkscheibe das Förderwerk stillsteht, während dagegen dieses das Band um einen Schritt vorwärts bewegt, wenn der Schieber unter der Wirkung der Nockenwelle 64 von der Korkscheibe zurückkehrt.
Die Wendeklappe 58 (s. besonders Fig. 6, 11, 12) wird jedesmal um eine halbe Drehung im Uhrzeigersinn nach rechts verschwenkt durch eine an der Stange 35 befestigte Zahnstange 74, die in ein lose auf der Achse der Klappe sitzendes Ritzel 75 eingreift, das mit einem Schritthaken 76 versehen ist, der seinerseits in ein auf der Achse der Klappe befestigtes Schrittrad eingreift, derart, dass die Klappe gedreht wird, wenn sich die Stangen 36, 36 von ihr wegbewegen und stillsteht, wenn sie sich zu ihr bewegen. Die äusserste Korkscheibe kann dann auf die Klappe ausgeschoben werden. Ein Flansch 78 in der Klappe hält hiebei die Korkscheibe an. Wenn die Klappe dann gewendet wird, fällt die-Korkscheibe in das Rohr 4 mit der Schutzscheibe b nach unten.
Die Scheibe wird daher in die Kapsel mit der Schutzscheibe b immer noch nach unten gekehrt durch den Schieber 5 und den Kolben 21 (Fig. 1, 4,7) befördert werden. Die Bewegung der Klappe kann natürlich auch durch einen andern als den oben beschriebenen Schaltmechanismus, z. B. durch eine Hebelverbindung, erzielt werden. Wenn die Schutzscheibe in der Kapsel oben liegen soll, wird die Klappe 58 entfernt und die betreffende Korkscheibe wird unmittelbar ohne Umwenden in das Rohr 4 hineingeschoben.
Von den in Fig. 6 dargestellten Kolben sind 46 und 47 heizbar, die übrigen 48 dienen zum Festklemmen und Abkühlen der Schutzscheibe.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen erfolgen die Formung der Kapsel und die Anbringung der Schutzscheibe auf der Dichtungsscheibe in derselben Maschine. Die Operationen können aber auch in verschiedenen Maschinen mit den beschriebenen Vorrichtungen ausgeführt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Flaschenkapseln mit Dichtungsscheibe, und Schutzscheibe, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzscheibe aus einem mit Klebeschicht, z. B. Guttapercha, versehenen Materialstreifen od. dgl. seitlich und in einiger Entfernung von'der zugehörigen Kapsel und der Vereinigungsstelle der beiden Scheiben ausgestanzt, zur Vereinigungsstelle der Scheiben befördert, der Dichtungsscheibe gegenüber zentriert und durch Erwärmung und Druck an der Dichtungsscheibe befestigt und mit dieser Scheibe in die Kapsel eingepresst wird.