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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Verschliessen von
Flaschen mit Hebelverschlüssen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum kontinuierlichen und selbsttä- tigen Aufbringen und Spannen von Hebelverschlüssen für Flaschen, wie sie insbesondere als Verschlüsse für
Mineralwasser-, Limonaden-, Saftflaschen u. dgl. bekannt sind. Gegenüber Bügelverschlüssen unterschei- den sich solche Hebelverschlüsse durch in bezug auf die Flaschenachse einander diametral gegenüberlie- gend zu beiden Seiten des Flaschenhalses angebrachte Hebelteile, wobei ein aus Porzellan bestehender Jochbügel auf die Flaschenmündung aufklappbar und durch Niederdrücken eines Spannhebels mit Hilfe eines Ösenbügels festspannbar ist.
Der Verschluss weist vier Teile auf, nämlich Jochbügel und Gelenkbü- gel, die im geöffneten Zustand lose an der einen Seite der Flasche herunterhängen, und Ösenbügel und Spannbügel, die lose an der andern Seite der Flasche herunterhängen. Das maschinelle Verschliessen dieser Verschlüsse mit den zahlreichen beweglichen Gliedern bereitet erhebliche Schwierigkeiten.
Zwar ist es bereits bekannt, Flaschen mit Bügelverschlüssen maschinell zu verschliessen. SolcheMaschinen sind jedoch zum Verschliessen von Flaschen mit Hebelverschlüssen völlig ungeeignet. Bügelverschlüsse sind zu dem am Flaschenmundstück auch im geöffneten Zustand nicht um die Mittelachse der Flasche verdrehbar, weil die Bügelverschlüsse in lochartigen Vertiefungen des Flaschenmundstückesunverdrehbar gelagert sind. Hebelverschlüsse sind dagegen mit ihrem Lagerring nur in die Lagerrille des Flaschenmundstückes meist lose eingelegt, so dass die Hebelverschlüsse im geöffneten Zustand leicht um die Flaschenachse verdreht werden können, wodurch das Ausrichten erschwert wird.
Die Kräfte zum Verschliessen der Flaschen bzw. zum Aufsetzen und Niederdrücken der Verschlussteile sind unterschiedlich gross und, ebenso wie die Flaschen gewisse Grössenunterschiede aufweisen, ist dies auch bei den Verschlüssen der Fall. Die Verschlüsse werden auch häufig nicht exakt montiert oder beim Montieren oder beim oftmaligen Gebrauch an der Flasche verbogen, wodurch das maschinelle Verschliessen weiter erschwert wird.
Es ist bekannt, Flaschen mittels eines mit einem Gummidichtungsring versehenen, durch einen Gelenkbügel mit der Flasche verbundenen Porzellanknopfes zu verschliessen, wobei über die in bezug auf die Flaschenachse dem Gelenkbügel diametral gegenüberliegende Seite des Porzellanknopfes ein gebogener metallischer Haltestreifen klappbar ist. Zum Zweck des Verschliessens der Flasche ist der Flaschenhals in ein Gehäuse zu verbringen, dessen innere Gestaltung einem auf der Spitze stehenden, abgestumpften Kegel entspricht. Das kegelförmige Gehäuse ist zu diesem Zweck mit einer Türe versehen.
Die Flasche ist derart in die Verschliessvorrichtung einzubringen, dass die Seite des Porzellanknopfes, über die der gebogene Haltestreifen aus Metall klappbar ist, fast senkrecht nach oben steht. Der Haltestreifen muss sich ebenfalls bereits in angehobener Stellung befinden. Durch eine an die Verschliessvor- richtung angelenkte Hebelanordnung wird zunächst der Porzellanknopf auf die Flaschenmündung geklappt und anschliessend auf den Porzellanknopf mittels eines Stempels ein Druck In Flaschenlängsrichtung ausgeübt. Der Flaschenhals vermag durch die untere Kegelöffnung nicht auszuweichen. Durch den Druck des Stempels wird der Porzellanknopf fest auf den Flaschenhals gedrückt.
Infolge der Relativverschiebung der Flasche gegenüber der feststehenden Vorrichtung wird derMetallstreifen über den auf die Flaschenmündung
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angedrückten Porzellanknopf geklappt. Mittels der bekannten Vorrichtung ist nur ein Verschliessen der
Flaschen von Hand möglich. Ein kontinuierliches, vollautomatisches Verschliessverfahren ist auf einer derartigen Vorrichtung nicht durchführbar.
Es ist ferner bekannt, Bügelverschlussflaschen zum Zweck des Ausrichtens und Spannens der Ver- schlussteile auf-und abgehenden getrennten Werkzeugen zuzuführen. Das Ein- und Ausfahren der Flaschen in die getrennten Wirkungsbereiche der Ausricht- bzw. Verschliessorgane ist aber aufwendig und führt bei schneller Flaschenfolge zu Störungen. Es ist auch bekannt, zu verschliessende Bügelverschlussflaschen der- art um ihre Längsachse zu drehen, dass sich die Verschlussteile in der für das anschliessende Aufstellen und
Schliessen geeigneten Lage befinden. Die Flaschen werden zu diesem Zweck auf drehbaren Tellern ste- hend angehoben.
Die-Flaschen auf ihrem Weg durch die Füll-und Verschliessmaschine noch zusätzlich zu heben und derart der Einwirkung verschiedener Organe auszusetzen, ist ebenfalls aufwendig und wirkt sich auf die erreichbare Maschinenleistung nachteilig aus. Ausserdem wird die Maschinenleistung dadurch be- einträchtigt, dass das Drehen der Flaschen nicht mit dem Ausrichten beendet wird, sondern dass die Ver- schlussteile in die Schliessstellung hineingedreht werden müssen. Ein Eindrehen der Teile des Verschlusses mit der Flasche ist bei mit Hebelverschlüssen ausgerüsteten Flaschen nicht anwendbar, weil der gesamte Hebelverschluss eine Drehung um den Flaschenhals zulässt.
Das erfindungsgemässeverfahren gibt nun die Möglichkeit, diese Schwierigkeiten beim maschinellen Verschliessen von Hebelverschlussflaschen zu beheben und das mühsame Verschliessen von Hand zu umgehen. Die Erfindung geht von einem Verfahren zum selbsttätigen Verschliessen von Flaschen mit Hebelverschlüssen vorzugsweise in Rundläufermaschinen aus, wonach - in beim selbsttätigen Verschliessen von Flaschen mit Bügelverschlüssen bekannter Weise - die Flaschen zunächst beimDre- hen um ihre eigene Achse durch ein auf sie abgesenktes, nach beendetem Ausrichten wieder angehobenes Werkzeug ausgerichtet werden, das Aufheben des Verschlusses jeweils durch Gleitbahnen und das Spannen durch ein heb-und senkbares Werkzeug erfolgt.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass zum Ausrichten und späteren Spannen der einerseits aus Ösenbügel und Spannhebel und anderseits aus JochbUgel mitDichtgummi bestehendenHebelverschlüsse ein und dasselbe Werkzeug auf die Flasche abgesenkt wird und beiderseits der Flaschenumlaufbahn angeordnete, zwischen den Hals der Flasche und die beiderseits herunterhängenden Verschlussteile eingreifende, räumlich gekrümmte Gleitbahnen über die Waagrechte nach oben senkrecht angehoben, nacheinander gegen die Mündung der Flasche umgeklappt und dabei durch das abgesenkte Werkzeug der Spannhebel des Verschlusses nach aussen gespreizt und durch weiteres Absenken des Werkzeuges gespannt wird.
Nach dem Ausrichten der Verschlüsse werden diese also in der losen, am Flaschenhals herunterhängenden Stellung erfasst und durch feststehende Kurven, nicht aber durch zwischengeschaltete bewegliche und störanfällige Anheber bis auf die Flaschenmündung aufgeklappt. Zum Spannen des Verschlusses werden jedoch feststehende Kurvenbahnen vermieden. Dies ist besonders deshalb von Vorteil, weil gerade beim Spannen der Drahtteile durch feststehende Kurvenbahnen erhebliche Kräfte und hoher Verschleiss auftreten. Der Verschleiss erstreckt sich sowohl auf die Kurvenbahnen als auch auf die Spannhebel der Verschlüsse. Das Verfahren kann grundsätzlich durch einzelne Verfahrensschritte ergänzt oder geändert werden, z. B. durch ein Verblocken der ausgerichteten Verschlüsse vor ihrem Anheben oder durch Sichern der aufgesetzten Verschlüsse vor ihrem Spannen.
Erfindungsgemäss wird weiter vorgeschlagen, dass zum Ausrichten der Flasche mit den an ihr lose herunterhängenden Verschlussteilen in an sich bekannterWeise eine Drehung der Flasche um die Flaschenachse erfolgt und dass dabei nur der Jochbilgel gegen einen festen Anschlag gelangt, wodurch die Flasche mit ihrem Verschluss in der vorgesehenen, um 90 Winkelgrade gegen die Tangente der Umlaufbahn verschwenkten Stellung blockiert wird, wohingegen die diametral dem Jochbügel gegenüber an der Flasche herunterhängenden Spannhebel und Ösenbügel zwischen Flasche und Anschlag unblockiert hindurchgelangen.
Dieser Art der Ausrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch ein sich locker um die Flaschen- achse drehender Hebelverschluss nicht mehr um die Flaschenachse drehbar ist, sobalddieDreh- oder Sperrkraft am Jochbügel von der Seite her angreift. Der Verschluss wird dabei nämlich verkantet und spannt sich fest. Das Verfahren kann sowohl auf einer Maschine mit gerader Flaschentransportbahn, als auch auf einer Rundläufermaschine verwirklicht werden. Für grössere Stundenleistungen ist die Rundläufer - maschine jedoch besser geeignet.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird gemäss der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch über den Flaschentellern an Flaschengreifern mitgeführte, heb-und senkbare Werkzeuge zum Blockieren des Jochbügels beim Ausrichten und zum späteren Spannen des Verschlusses und durch auf beidenSeiten derFlaschenumlaufbahn erstreckte, bis hinter die an den Flaschenhälsen lose
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89 über eine feststehende Kurvenbahn 90, gemäss Bewegungspfeil 91 mit Hilfe der Steuerrolle 103 aufund abbewegbar ist.
Auf dem Steuertisch 54 ist ein mit Hilfe einer in der Steuerkurve 58 geführten Rolle 64 radial hin-und herbewegbarer Blockierhebel 23 mit Kopfstück 23'vorgesehen, der sich gegen die ausgerichtetenDrahthebelteile 11, 14 legt, damit das selbsttätige Verdrehen der ausgerichteten Verschluss- teile verhindert wird.
In der Ausrichtestation (Fig. 1) und Sektor R (Fig. 11) sind die Flaschengreifer 15 geöffnet und die Flasche 2 wird an den Geländerpolstern 17 abgewälzt, so dass sie sich um ihre eigene Mittelachse 18 dreht. Die beiderseits an der Mündung 1 der Flasche 2 herunterhängenden Verschlussteile, nämlich Jochbügel 7, Spannhebel 11 und Ösenbügel 14 rotieren dabei ebenfalls um die Flaschenachse 18, und der Jochbügel 7 gelangt dabei gegen denArretierstab 22*. Dadurch wird die Rotationsbewegung der Flasche 2 gestoppt und die Flasche ist ausgerichtet.
Durch den diametral zum Arretierstab 22'an der Flaschenmündung gehaltenen Druckstab 88 des Werkzeuges 86 werden weder Spannhebel 11 undösenbügel 14. noch der Jochbügel 7 arretiert, denn dieser Druckstab 88, der dem späteren Spannen (Fig. 5) des Verschlusses dient, ist entsprechend kürzer als der Arretierstab 22'.
Das Spannwerkzeug 86 (Fig. 8) wird an dem Stempel 89 jeweils über dem zugehörigen Flaschenteller 16 koaxial senkrecht auf-und abgeführt. Eine Führungsstange 110'ist in dem Stempel 89 gegen Federdruck versenkbar.
Sobald das Ausrichten der Flaschen gemäss Fig. l beendet ist, wird der Stempel 89 nach oben angehoben und die Flasche 2 gelangt in die in Fig. 2 angegebene Position. Das Geländer 17'weist keine Polster mehr auf. Die Flaschengreifer 15 haben die Flasche 2 fest erfasst und der Blockierhebel 23'ist gegen die herunterhängendenDrahthebelteile, nämlich Ösenbügel 14 und Spannhebel 11, vorgeschoben und verhindert das selbsttätige Verdrehen der ausgerichteten Verschlüsse vor dem Einlauf der Flasche in die Verschlussgleitbahnen 104,105, die bis über die Mündung 1 der Flasche 2 aufgewölbt sind.
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gen die Waagrechte ausgeschwenkt und sind von der Gleitbahn 104 für den Jochbügel 7 und der Gleitbahn 105 für die Drahtbügel 11, 14 hintergriffen.
Die Gleitbahnen 104 und 105 sind ebenso wie das Geländer 17 am Maschinenumfang fest angeordnet, wozu der Träger 44 (Fig. 9) über die Flaschenbahn hinweggreift und die Gleitbahn 105 innerhalb des Drehkreises der Rotationsmaschine hält. Sobald die Verschlussteile 7, 11 und 14 auf die Mündung 1 der Flasche 2 aufgesetzt sind (Fig. 4), sorgen die Beihaltefeder 107 und die Niederdrückfeder 106 als Verlängerungen der Gleitbahnen 104 bzw. IOC dafür, dass die gemäss Fig. 4 aufgesetzten Verschlussteile 7,11, 14 nicht vorzeitig zurückfallen und der Beginn der Spreizung der Drahtbügel 11, 14 noch unter Einwirkung von Spann- und Haltemitteln erfolgt.
Das Mittelstück 100 berührt in Fig. 4 bereits den nach oben weisenden Ösenbügel 14. Arretierstab 22' und Druckstab 88 sind gegenüber der Hülse 102 noch in oberer Position und stehen nur wenig über das aus der Hülse 102 herausragende Mittelstück 100 vor. Das Spannwerkzeug 86 wird weiter nach unten geführt, so dass die Drahthebelteile 11. 14 schliesslich gespreizt werden und in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gelangen. Das Mittelstück 100 setzt sich auf den Jochbügel 7 und auch die Hülse 102 setzt sich kurz danach über das Mittelstück auf die Verschlussteile auf.
Beim weiteren Absenken des Stempels 89 (Fig. 6) gelangen Arretierstab 22'und Druckstab 88 jedoch weiter und weiter nach unten und der Druckstab 88 kippt dabei den Spannhebel 11 in seine untere, in Fig. 6 gezeichnete Position. Anschliessend wird der Stempel wieder nach oben abgehoben, die Flasche 2 ist verschlossen und das Werkzeug 86 kann zum Zwecke des Ausrichtens einer neu eingelaufenen Flasche im entsprechendenWinkelbereichQ (Fig. 11) wieder nach unten abgesenkt werden, entsprechend Fig. l.
Die Hülse 102 bewirkt beim Ausrichtevorgang das HerunterdrückensperrenderVerschlussteile, so dass jeweils Jochbügel 7, Spannhebel 11 und Ösenbügel 14 beiderseits glatt am Flaschenhals 1 herunterhängen.
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am Umfang der Rundläufermaschine fest angeordnet ist. Die Steuerrolle 103 rollt in der Steuerkurve 90 und vermittelt so die Hubbewegung des Stempels 89.
Gemäss Fig. 8 ist die Steuerrolle 103 seitlich oben an dem Stempel 89 angeordnet, der gleichzeitig als Gehäuse für die Druckfeder 101 ausgebildet ist. Diese Druckfeder 101 drückt auf die Führungsstange 110', die mit dem blockartigen Mittelstück-100 verbunden ist und lose durch die Hülse 102 geführt ist.
Der untere Teil des Mittelstückes 100 kann ein Kugellager 111" aufweisen und kann sichum dieMittel- achse 18 drehen. Die Hülse 102 gleitet unverdrehbar aber axialverschieblich über bzw. auf dem Arretier-
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stab 22'einerseits und dem Druckstab 88 anderseits. Nach unten ist die Bewegung der Hülse durch Hal- testifte 109'begrenzt. Beim Ausrichten der Flasche kommt die Mündung 1 gegen das blockartige Mittel- stück 100. Die etwa seitlich abstehenden Verschlussteile werden von der Hülse 102 nach unten geklappt.
Hülse 102 und Mittelstück 100 sitzen dann auf der Mündung 1 der Flasche 2 auf, und die beiden Stäbe 22',
88 gelangen beiderseits am Flaschenhals nach unten, wobei der Arretierstab 22'die Rotationsbewegung der
Flasche 2 um die Mittelachse 18 in einer gewünschten Stellung stoppt. Infolge der Hülse 102, die die Fla- schenmündung 1 von aussen umfasst, und infolge des kugelgelagerten Mittelstücks 100, das in dieser
Hülse verschiebbar ist, kann auch auf die Anordnung eines Zentrierdornes, der in die Flaschenmündung
1 hineingreift, verzichtet werden.
Mit dem gleichen Ausrichtewerkzeug 86 (Fig. 8) können gemäss Fig. 4 die aufgerichteten Verschluss- teile gespreizt und in einer nachfolgenden Senkbewegung gespannt werden (Fig. 5). Nach den Fig. 9 und
10 weisen die Gleitbahnen zum Aufsetzen der Verschlüsse räumlich mehrfach gekrümmte Teile auf, die nacheinander das Hintergreifen der Verschlussteile, ihr Aufrichten und Aufklappen bewirken. Die Kurve zum Umklappen des Jochbügels 7 muss dabei steiler ansteigen, als die Gleitbahn für die Drahthebel, da- mit das Aufsetzen des Jochbügels dem Aufrichten der Drahtbügel zeitlich vorangeht.
Die Gleitbahn zum Aufsetzen des Jochbügels 7 ist gemäss den Fig. 9 und 10 jeweils in eine erste Teil- bahn 104'und in eine zweite Teilbahn 104"unterteilt. Beide Teilbahnen 104'und 104"sind unabhängig voneinander gelenkig gelagert, wobei die Teilbahn 104'horizontal bewegbar und die Teilbahn 104"im wesentlichen vertikal bewegbar gelagert ist. Die Lagerstellen für die Teilbahn 104'sind die Gelenke 108.
Ausserdem ist für diese Teilbahn eine Federung 109 vorgesehen. Die Bewegung der Teilbahn 104'beim
Einlauf einer Flasche in Richtung des Pfeiles 110 ist im wesentlichen quer zu diesem Pfeil 110. Ein gutes
Anliegen der Gleitbahnen am Flaschenhals wird durch diese Ausbildung und Federung gewährleistet.
Die Bewegung der Teilbahn 104" wird über die Gelenke 111, 111'vermittelt. Diese Bewegung der
Teilbahn 104" dient der Sicherung der aufgesetzten Verschlussteile, unabhängig von etwaigen Flaschen- grössen und Differenzen. Die Gleitbahn 105 für die Drahthebel 11, 14 ist an dem Träger 44 angeordnet, der seinerseits am Geländerteil 17'am Aussenumfang der Maschine fest angeordnet ist. Die Beihaltefe- der 107, ebenso dieNiederdrückfeder 106 dienen, wie auch in Fig. 4 dargestellt, der Sicherung der Verschlussteile bei der beginnenden Spreizung.
Die Teilbahn 104" wird schliesslich noch, wie aus Fig. 10 ersichtlich, durch die Belastungsfeder112 gegen das Ende der Bahn zu etwas nach unten gedrückt, damit auch die Verschlussteile von Flaschen 2 mit etwas zu geringer Höhe durch die Niederhaltefeder 106 erreicht werden können.
Bei Flaschen, die etwas höher als normal sind, vermittelt die Belastungsfeder 112 den Ausgleich.
Im übrigen sind die Gleitkurvenbahnen 104,105 zweckmässigerweise gemäss den Fig. 9,10 und 3 ausgebildet. Je nach Erfordernis kann dieser Kurvenverlauf auch abgeändert sein. Von besonderer Bedeutung ist jedoch die Teilung der Verschlussgleitbahnen, denn es kann bereits, während noch eine Flasche die zweite Teilbahn 104"passiert, eine neue Flasche in die Teilbahn 104'einlaufen, ohne dass Funktions- störungen auftreten. Rückwirkungen sind infolge der Trennung und der besonderen Lagerungen nicht möglich. Dichtere Flaschenfolge und Leistungssteigerungen werden dadurch erzielt.
Grundsätzlich könnte auch die Gleitbahn 105 entsprechend der Gleitbahn 104 geteilt sein, oder es könnten auch jeweils mehr als zwei Teilungen vorgesehen sein, dies aber nur, soweit besondere Umstände dies erfordern sollten.
Die einzelnen Phasen des Verschliessvorganges verteilen sich auf die Umlaufbahnen 43 einer Rundlaufmaschine gemäss Fig. 11. Auf die eingelaufene Flasche 2 wird das Verschliesswerkzeug im Sektor Q heruntergesenkt. Im Sektor R erfolgt das Ausrichten der Flasche gemäss Fig. 1. Im Sektor S erfolgt das Einführen der ausgerichteten Flasche in die Verschlussgleitbahnen gemäss den Fig. 2 und 3. Im Sektor T wird der aufgerichtete Verschluss gemäss den Fig. 4 und 5 gespreizt, anschliessend im Sektor U gemäss Fig. 6 gespannt, worauf sich im Sektor V das Spannwerkzeug 86 wieder nach oben bewegt und die nunmehr ver- schlossene Flasche aus der Maschine in bekannter Weise herausgelangt. Danach kann der Zyklus von neuem beginnen.
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