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PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zum maschinellen Verschliessen von Behältern mit Schraubdeckel, mit einer Einrichtung zum Positionieren und Fixieren eines Behälters und einem Schraubkopf zum Erfassen eines Deckels und Aufschrauben desselben auf den fixierten Behälter sowie mit Antriebsmitteln für die Dreh- und axiale Vorschubbewegung des Schraubkopfes, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubkopf (10) eine Saugplatte (16) zum Erfassen und Festhalten des Deckels (23) aufweist und dass zum Drehantrieb des Schraubkopfes ein hydraulisch oder pneumatisch betriebener, mit dem Schraubkopf direkt gekuppelter Motor (9) dient.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubkopf (10) mit dem Motor (9) für seinen Drehantrieb ein Schraubaggregat (1) bildet, das zum Vorschub des Schraubkopfes gesamthaft bewegt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubaggregat (1) ein in der Schraubachse verschiebbar gelagertes Gehäuse (2) aufweist, an dessen einem Ende der Motor (9) sitzt und an dessen anderem Ende eine mit dem Motor verbundene, die Saugplatte (16) tragende Antriebswelle (12) zweifach gelagert ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugraum (18) der Saugplatte (16) mit einem Kanal (19, 20) in der Antriebswelle (12) verbunden ist, der in den Gehäuseraum (15) zwischen den beiden Lagerstellen der Antriebswelle mündet, wobei dieser Gehäuseraum an den beiden Lagerstellen luftdicht abgeschlossen und über eine Durchlassöffnung (21) im Gehäuse (2) mit einer Vakuumleitung verbindbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Vorschubbewegung des Schraubkopfes (10) ein Arbeitszylinder (4) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Positionieren und Fixieren eines Behälters Klemmbacken (28, 29) aufweist, von denen wenigstens eine beweglich und der Behälterform so angepasst ist, dass das Verschlussgewinde des eingeklemmten Behälters (22) auf die Achse des Schraubkopfes (10) zentriert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Deckelaufnahme (32) mit einem Anschlag (34) und beweglichen Stützgliedern (35) zur Positionierung eines Schraubdeckels (23) zentrisch zur Achse des Schraubkopfes (10) vorgesehen ist, wobei die Stützglieder bei dem durch den Schraubkopf bewirkten Vorschub des Deckels ausweichen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sperrglied (39) vorgesehen ist, das den Deckelnachschub bis zur Beendigung eines Verschliessvorganges unterbindet.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Verschliessen von Behältern mit Schraubdeckel, mit einer Einrichtung zum Positionieren und Fixieren eines Behälters und einem Schraubkopf zum Erfassen eines Deckels und Aufschrauben desselben auf den fixierten Behälter sowie mit Antriebsmitteln für die Dreh- und axiale Vorschubbewegung des Schraubkopfes.
Derartige Vorrichtungen sind vorwiegend bestimmt für den Einsatz in automatischen Verschliessmaschinen, die mit Einrichtungen für die separate Zufuhr offener Behälter und Schraubdeckel und für die Entnahme der verschlossenen Behälter ausgerüstet sind.
Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art erfolgt der Drehantrieb des Schraubkopfes durch einen Elektromotor, der mit einem Getriebe versehen und über eine Drehmomentkupplung mit dem Schraubkopf gekuppelt ist. An der Drehmomentkupplung, bei der es sich meist um eine Rutschkupplung handelt, wird das am Ende des Schraubvorganges auf den Deckel auszuübende, maximal zulässige Drehmoment eingestellt. Eine solche Drehmomentkupplung ist in Verbindung mit einem Elektromotor als Antriebsmaschine unerlässlich, da eine direkte Steuerung des vom Elektromotor bis zum Stillstand entwickelten Drehmomentes grosse Schwierigkeiten bietet und erheblichen Aufwand erfordert.
Rutschkupplungen haben jedoch den Nachteil, dass sich ihre Kraftübertragungseigenschaften im Lauf des Betriebes verändern. Sie müssen deshalb periodisch überprüft und auf den gewünschten Drehmomentwert neu eingestellt werden.
Dazu muss die Maschine abgestellt, also der Betrieb unterbrochen werden.
Zum Erfassen und Mitnehmen des Schraubdeckels sind am Schraubkopf derartiger bekannter Vorrichtungen Greifzangen vorgesehen, die den Deckel an seinem Rand übergreifen. Diese Konstruktion hat wegen der gegenüber dem Deckel grösseren radialen Ausdehnung der Greifzangen den Nachteil, dass jeweils der in die Vorrichtung einlaufende Deckel einer zugeführten Deckelreihe von derselben distanziert werden muss, damit die Greifzangen zugreifen können.
Dafür braucht es einen komplizierten Zuführmechanismus.
Ausserdem besteht bei Greifzangen die Gefahr, dass die Deckel beim Erfassen nicht genau rechtwinklig zur Behälterachse stehen und infolgeressen beim Aufschrauben falsch in das Behältergewinde eingeführt werden und vorzeitig steckenbleiben.
Die Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile zu beseitigen und eine Verschliessvorrichtung der genannten Art zu schaffen, welche. mechanisch einfach aufgebaut und im Betrieb leicht regulierbar ist und die Anwendung einfacher Zuführeinrichtungen ermöglicht.
Die Erfindung besteht darin, dass der Schraubkopf eine Saugplatte zum Erfassen und Festhalten des Deckels aufweist und dass zum Drehantrieb des Schraubkopfes ein hydraulisch oder pneumatisch betriebener, mit dem Schraubkopf direkt gekuppelter Motor dient.
Bei jedem Schraubvorgang wird der hydraulisch oder pneumatisch betriebene Motor problemlos bis zum Stillstand gebracht. Das am Ende des Schraubvorganges auf den Schraubdeckel auszuübende Drehmoment kann mittels eines Druckreglers auf einfache Weise stufenlos eingestellt werden.
Da eine Kupplungsabnutzung entfällt, bleibt das einmal eingestellt Drehmoment ständig konstant. Die Drehzahl des Schraubkopfes kann mit einem Mengenregler im Zuge der Betriebsmittelzufuhr zum Motor konstant gehalten werden.
Drehmoment und Drehzahl lassen sich im Bedarfsfall ohne Betriebsunterbruch verändern.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt der Verschliessvorrichtung, Schraubaggregat in Ruhelage;
Fig. 2 einen Längsschnitt der Verschliessvorrichtung, Schraubaggregat in Arbeitslage;
Fig. 3 Draufsicht eines Teils einer Zuführvorrichtung für die zu verschliessenden Behälter mit einer Einrichtung zum Positionieren und Fixieren eines Behälters in grösserem Massstab;
Fg. 4 einen Längsschnitt der Saugplatte und eines Teils einer Zuführvorrichtung für die Schraubdeckel in grösserem Massstab, wobei die Lage der beweglichen Teile beim Erfassen des Schraubdeckels durch die Saugplatte in der linken Figurenseite und während des Schraubvorganges in der rechten Figurenseite dargestellt ist;
Fig. 5 den Schaltplan einer pneumatischen Steuereinrichtung zum automatischen Betrieb der Verschliessvorrichtung; und
Fig. 6 das Funktionsdiagramm der verwendeten Arbeitsglieder.
Die dargestellte Verschliessvorrichtung besitzt ein Schraubaggregat 1 mit einem tragenden Gehäuse 2 zylindrischer Form, das in einem ortsfesten Lagerkörper 3 längs der Schraubachse, im vorliegenden Beispiel vertikal verschiebbar gelagert ist. Der Lagerkörper 3 kann z.B. Teil einer automatischen Verschliessmaschine oder zum Einbau in eine solche ausgebildet sein. Für die Vorschubbewegung des Schraubaggregates ist ein Arbeitszylinder 4 vorgesehen, der sich auf einem Flansch 5 des Lagerkörpers 3 abstützt und dessen Kolben 6 über die Kolbenstange 7 mit einem Flansch 8 am Gehäuse 2 in Wirkverbindung steht.
Am oberen Ende des Gehäuses 2 ist der Motor 9 für den Drehantrieb des Schraubkopfes 10 befestigt. Beim Motor 9 handelt es sich beispielsweise um einen pneumatisch betriebenen Motor handelsüblicher Bauart. Der Motor 9 ist über eine schlupffreie Kupplung, z.B. eine Klauenkupplung 11 mit der Antriebswelle 12 des Schraubkopfes 10 verbunden. Motor und Schraubkopf sind also direkt gekuppelt. Die Antriebswelle 12 ist im unteren Teil des Gehäuses 2 zweifach gelagert, wobei für die Lagerung an sich bekannte Kugellager 13 mit beidseitigen Dichtungsringen 14 vorgesehen sind, so dass der Gehäuseraum 15 zwischen den Lagerstellen in axialer Richtung luftdicht abgeschlossen ist. Am unteren Ende der Antriebswelle 12 sitzt eine Saugplatte 16 mit Dichtungsring 17, deren Saugraum 18 mit einem Kanal in der Antriebswelle 12 verbunden ist.
Der aus einer Längsbohrung 19 und Querbohrungen 20 bestehende Kanal mündet in den Gehäuseraum 15, der seinerseits über eine Durchlassöffnung 21 mit einer Vakuumleitung (nicht dargestellt) verbindbar ist.
Als Beispiel sei angenommen, ein runder Glasbehälter 22 mit Gewindehals sei mit einem Schraubdeckel 23 unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung zu verschliessen. Behälter und Deckel befinden sich gemäss Fig. 1 in der Arbeitsposition und sind auf die Schraubachse des Schraubaggregates 1 zentrisch ausgerichtet, wobei der Behälter fixiert ist und der Deckel lose gehalten wird, wie das später beschrieben ist. Zu Beginn des Verschliessvorganges wird das Schraubaggregat aus der in Fig. 1 dargestellten oberen Endlage abgesenkt, bis die Saugplatte 16 auf die Oberseite des Schraubdeckels 23 trifft. Dann wird der Saugraum der Saugplatte 16 unter Vakuum gesetzt, so dass diese den Deckel erfasst und festhält und gleichzeitig der Motor 9 einschaltet.
Der nun drehende und weiter nach unten vorgeschobene Schraubkopf schraubt gemäss Fig. 2 den mitgenommenen Deckel 23 auf den Behälter 22, bis der Motor 9 zum Stillstand kommt, worauf Vakuum und Motor abgeschaltet werden und das Schraubaggregat 1 wieder in die obere Ruhelage zurückgeführt wird.
Zum Positionieren und Fixieren eines Behälters kann eine Einrichtung gemäss Fig. 3 vorgesehen sein. Diese Figur zeigt den im Bereich der Verschliessvorrichtung befindlichen Teil einer Transportvorrichtung, bestehend aus einem Förderband 24 und Führungswangen 25, für die Zufuhr der zu verschliessenden Behälter 22 und den Weitertransport der verschlossenen Behälter 26. Der Pfeil 27 gibt die Vorschubrichtung an. An der Arbeitsstelle der Verschliessvorrichtung sind zwei Klemmbacken 28 und 29, wobei die Klemmbacke 28 ortsfest angeordnet ist, während die Klemmbacke 29 quer zur Vorschubrichtung 27 beweglich und durch einen Arbeitszylinder 30 betätigbar ist. Die bewegliche Klemmbacke 29 ist der Form der Behälter 22 jeweils so angepasst, dass das Verschlussgewinde des zwischen den Klemmbacken 28, 29 eingeklemmten Behälters auf die Achse des Schraubkopfes zentriert ist.
Mit 31 ist ein pneumatisch wirkender Fühler angedeutet, der auf das Vorhandensein eines Behälters 22 an der Arbeitsstelle der Verschliessvorrichtung anspricht.
Gemäss den Fig. 1 und 4 ist zur Positionierung eines Schraubdeckels 23 zentrisch zur Achse des Schraubkopfes 10 eine Deckelaufnahme 32 vorgesehen, die seitliche Führungswangen 33, einen Endanschlag 34 und bewegliche Stützglieder 35 aufweist. Die Deckelaufnahme 32 bildet im vorliegenden Beispiel die Endstation einer Deckel-Zuführvorrichtung, die aus einer einfachen Rutschbahn 36 bestehen kann, in der die Deckel 23 durch ihr Eigengewicht in Richtung des Pfeils 37 an die Verschliessvorrichtung herangeführt werden. Ein besonderer Beschickungsmechanismus ist also nicht erforderlich. Im Bereich der Deckelaufnahme 32 hat der Boden der Rutschbahn 36 einen Ausschnitt 38, der den Durchtritt des Deckels 23 während des Verschliessvorganges erlaubt.
Die beweglichen Stützglieder 35 unterstützen den jeweils in die Deckelaufnahme 32 gelangenden Deckel 23 solange, bis die Saugplatte 16 den Deckel 23 erfasst hat (links in Fig. 4). Beim Vorschub des von der Saugplatte 16 festgehaltenen und in Drehung versetzten Deckels 23 nach unten, weichen die Stützglieder 35 unter Federwirkung (nicht dargestellt) seitlich aus, so dass der Deckel 23 ungehindert auf den darunter befindlichen Behälter aufgesetzt und an diesem festgeschraubt werden kann. An der Deckelaufnahme 32 kann ebenfalls ein pneumatisch wirkender Fühler (nicht dargestellt) vorhanden sein, der auf das Vorhandensein eines Deckels an der Deckelaufnahme anspricht.
Um den Deckelnachschub bis zur Beendigung eines Verschliessvorganges zu unterbinden, ist eine Deckelsperre in Form eines axial beweglichen Stiftes 39 (Fig. 2) vorgesehen, der während des Verschliessvorganges quer in die Rutschbahn 36 hineinragt und die nachfolgende Deckelreihe vor übergehend aufhält. Zur Betätigung der Deckelsperre kann ebenfalls ein Arbeitszylinder (nicht dargestellt) benutzt werden.
Zum automatischen Betrieb der beschriebenen Verschliessvorrichtung kann eine pneumatische Steuereinrichtung verwendet werden. Die Fig. 5 zeigt als Beispiel den Schaltplan einer solchen Steuereinrichtung. Sie umfasst als Arbeitsglieder die Arbeitszylinder 4, 30 und 40 für den Vorschub des Schraubaggregates 1, für die Betätigung des Klemmbacke 29 und für die Betätigung der Deckelsperre 39, den Motor 9 und die Saugplatte 16. Als Steuermittel sind vorhanden: zwei pneumatisch wirkende Fühler 31 und 41 zum Nachweis des Behälters bzw. des Schraubdeckels, zwei auf die Fühler folgende Druckverstärker 42 und 43, zwei Druckminderventile 44 und 45, zwei 4/2-Wegeventile 46 und 47, und fünf 3/2-Wegeventile 48, 49, 50, 53 und 54.
51 und 52 sind Verzögerungsventile. Das Vorhandensein eines Behälters und eines Schraubdeckels an der Arbeitsstelle wird ausserdem durch je eine Meldevorrichtung 59 bzw. 60 angezeigt. Die runden Eingangssymbole bedeuten Arbeitsmittedruck von z.B. 6 bar, und die viereckigen Eingangssymbole bedeuten Steuermitteldruck von z.B. 0,1 bar. Die Fig. 6 zeigt das Funktionsdiagramm der fünf Arbeitsglieder.
Im Ruhezustand der Verschliessvorrichtung befindet sich das Schraubaggregat 10 in seiner oberen Endlage mit stillstehendem Motor 9, und die Ventile 49 und 50 sind entgegen der gezeichneten Ruhestellung in Arbeitsstellung.
Sobald ein Behälter 22 und ein Schraubdeckel 23 ihre Arbeitsstelle erreichen, sprechen die Fühler 31 und 41 an.
Über den Druckverstärker 42 wird das Ventil 46 betätigt, worauf der Arbeitszylinder 30 in Funktion tritt und damit der Behälter 22 positioniert und fixiert wird. Der Arbeitszylinder 30 betätigt auch das Ventil 48, über das vom Druckverstärker 43 her das Ventil 47 angesteuert und in die Arbeitsstellung gebracht wird. Über das Druckminderventil 44 und das betätigte Ventil 47 gelangt Druck auf den Arbeitszylinder 4, wodurch das Schraubaggregat 1 nach unten in Bewegung gesetzt wird. Zu Beginn dieser Bewegung kehrt das vom Arbeitszylinder 4 betätigte Ventil 49 in seine Ruhestellung zurück. Demzufolge wird auch das Ventil 50 in die gezeichnete Ruhestellung zurückgeführt, worauf der Arbeitszylinder 40 die Deckelsperre 39 in die Wirkungslage vorschiebt.
Gleichzeitig werden über das Ventil 50 die Verzögerungsventile 51 und 52 angesteuert und über das zunächst noch offene Ventil 52 die Ventile 53 und 54 betätigt. Über das geöffnete Ventil 53 wird der Motor 9 in Gang gesetzt, und über das ebenfalls geöffnete Ventil 54 wird gleichzeitig die inzwischen auf den bereitliegenden Schraubdeckel 23 abgesenkte Saugplatte 16 mit der Vakuum leitung verbunden. Damit beginnt der Verschliessvorgang, wobei der von der Saugplatte 16 angesaugte und festgehaltene Schraubdeckel 23 durch Drehen und weiteres Absenken des Schraubkopfes 10 auf den Gewindehals des Behälters 22 aufgeschraubt wird, bis der Motor 9 zum Stillstand kommt.
Nach Ablauf der eingestellten Zeitverzögerung gelangen auch die Verzögerungsventile 51 und 52 in ihre Arbeitsstellung. Dabei schliesst das Ventil 52 und lässt die Ventile 53 und 54 in ihre Ruhestellung zurückkehren, wodurch Motor 9 und Vakuum abgeschaltet werden. Gleichzeitig werden über das noch offene Ventil 50 und das nun geöffnete Ventil 51 die Ventile 46 und 47 zurückgestellt, wodurch die Arbeitszylinder 4 und 30 in ihre Ruhestellung zurückkehren.
Das bedeutet, dass einerseits das Schraubaggregat 1 wieder angehoben wird und anderseits der verschlossene Behälter 22 freigegeben wird und entnommen und durch einen noch unverschlossenen ersetzt werden kann. Am Ende seiner Bewegung betätigt der Arbeitszylinder 4 wieder das Ventil 49, das sich öffnet und über das auch das Ventil 50 wieder in die anfängliche Arbeitsstellung gelangt. Über das nun wieder geöffnete Ventil 49 wird der Arbeitszylinder 40 zurückgestellt und damit die Deckelsperre 39 gelöst, so dass der nächste Schraubdeckel in die Deckelaufnahme eintreten kann. Das schliessende Ventil 50 unterbricht schliesslich die Steuerleitung zu den Ventilen 51 und 52, welche unverzögert in ihre Ruhestellung zurückkehren. Damit kann das Arbeitsspiel von neuem beginnen.
Die Arbeitsglieder 4, 9, 30, 40 und die Steuermittel lassen sich auch hydraulisch betreiben, ohne dass an der beschriebenen Vorrichtung grundsätlziche Änderungen vorgenommen werden müssten.
Die beschriebene Vorrichtung lässt sich dank ihres einfachen Aufbaus ohne grosse Umtriebe von einer Behälterart oder -grösse auf eine andere umrüsten, was geringe Standzeiten ergibt. Sie eignet sich deshalb besonders für den Einsatz in automatischen Verschliessmaschinen.
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PATENT CLAIMS
1. Device for mechanically closing containers with a screw cap, with a device for positioning and fixing a container and a screw head for grasping a cover and screwing it onto the fixed container, and with drive means for the rotary and axial feed movement of the screw head, characterized in that that the screw head (10) has a suction plate (16) for gripping and holding the cover (23) and that a hydraulically or pneumatically operated motor (9) which is directly coupled to the screw head serves to drive the screw head.
2. Device according to claim 1, characterized in that the screw head (10) with the motor (9) for its rotary drive forms a screw unit (1) which is moved in its entirety to advance the screw head.
3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the screw unit (1) has a housing (2) which is displaceably mounted in the screw axis, at one end of which the motor (9) is seated and at the other end of which a motor is connected to the Suction plate (16) carrying drive shaft (12) is mounted twice.
4. The device according to claim 3, characterized in that the suction chamber (18) of the suction plate (16) with a channel (19, 20) in the drive shaft (12) is connected, which in the housing space (15) between the two bearing points of the Drive shaft opens, this housing space being airtight at the two bearing points and can be connected to a vacuum line via a passage opening (21) in the housing (2).
5. The device according to claim 1, characterized in that a working cylinder (4) is provided for the feed movement of the screw head (10).
6. The device according to claim 1, characterized in that the device for positioning and fixing a container has clamping jaws (28, 29), at least one of which is movable and adapted to the container shape such that the closure thread of the clamped container (22) on the Axis of the screw head (10) is centered.
7. The device according to claim 1, characterized in that a cover receptacle (32) with a stop (34) and movable support members (35) for positioning a screw cover (23) is provided centrally to the axis of the screw head (10), the support members at avoid the feed of the cover caused by the screw head.
8. The device according to claim 7, characterized in that a locking member (39) is provided which prevents the replenishment of the lid until the end of a closing process.
The invention relates to a device for mechanically closing containers with a screw cap, with a device for positioning and fixing a container and a screw head for grasping a cover and screwing it onto the fixed container, and with drive means for the rotary and axial feed movement of the screw head.
Devices of this type are primarily intended for use in automatic capping machines which are equipped with devices for the separate supply of open containers and screw caps and for the removal of the closed containers.
In known devices of this type, the screw head is driven by an electric motor which is provided with a gear and is coupled to the screw head via a torque coupling. The maximum permissible torque to be exerted on the cover at the end of the screwing process is set on the torque clutch, which is usually a slip clutch. Such a torque clutch is essential in connection with an electric motor as the drive machine, since direct control of the torque developed from the electric motor to standstill is very difficult and requires considerable effort.
Slip clutches have the disadvantage, however, that their power transmission properties change during operation. They must therefore be checked periodically and reset to the desired torque value.
To do this, the machine must be switched off, i.e. operation must be stopped.
For gripping and taking the screw cap, gripping pliers are provided on the screw head of such known devices, which grip over the lid at its edge. Because of the greater radial extension of the gripping tongs compared to the lid, this construction has the disadvantage that the lid of a supplied row of lids entering the device must be distanced from the same so that the gripping tongs can access.
This requires a complicated feed mechanism.
In addition, there is a risk with gripping tongs that the lids are not exactly at right angles to the container axis when they are gripped and consequently are incorrectly inserted into the container thread when screwed on and get stuck prematurely.
The invention has the purpose of eliminating these disadvantages and to provide a closing device of the type mentioned, which. is mechanically simple and easy to regulate in operation and enables the use of simple feed devices.
The invention consists in that the screw head has a suction plate for gripping and holding the cover and that a hydraulically or pneumatically operated motor, which is directly coupled to the screw head, is used to drive the screw head.
With every screwing operation, the hydraulically or pneumatically operated motor is brought to a standstill without any problems. The torque to be exerted on the screw cap at the end of the screwing process can be easily and continuously adjusted by means of a pressure regulator.
Since clutch wear is eliminated, the torque once set remains constant. The speed of the screw head can be kept constant by means of a volume regulator in the course of supplying the equipment to the motor.
If necessary, torque and speed can be changed without interrupting operation.
In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically, namely:
Figure 1 shows a longitudinal section of the closing device, screw assembly in the rest position.
2 shows a longitudinal section of the closing device, screw assembly in the working position;
3 top view of part of a feed device for the containers to be closed with a device for positioning and fixing a container on a larger scale;
4 shows a longitudinal section of the suction plate and part of a feed device for the screw cap on a larger scale, the position of the moving parts when the screw cap is grasped by the suction plate being shown on the left side of the figure and during the screwing process on the right side of the figure;
5 shows the circuit diagram of a pneumatic control device for the automatic operation of the closing device; and
Fig. 6 shows the functional diagram of the working elements used.
The closing device shown has a screw unit 1 with a supporting housing 2 of cylindrical shape, which is mounted in a stationary bearing body 3 along the screw axis, in the present example vertically displaceable. The bearing body 3 can e.g. Be part of an automatic capping machine or designed for installation in one. For the feed movement of the screw assembly, a working cylinder 4 is provided, which is supported on a flange 5 of the bearing body 3 and whose piston 6 is operatively connected to a flange 8 on the housing 2 via the piston rod 7.
The motor 9 for the rotary drive of the screw head 10 is fastened to the upper end of the housing 2. The motor 9 is, for example, a pneumatically operated motor of a commercially available type. The motor 9 is connected via a slip-free clutch, e.g. a claw coupling 11 is connected to the drive shaft 12 of the screw head 10. The motor and screw head are therefore directly coupled. The drive shaft 12 is mounted twice in the lower part of the housing 2, ball bearings 13 known per se having sealing rings 14 on both sides being provided for the storage, so that the housing space 15 between the bearing points is hermetically sealed in the axial direction. At the lower end of the drive shaft 12 there is a suction plate 16 with a sealing ring 17, the suction chamber 18 of which is connected to a channel in the drive shaft 12.
The channel consisting of a longitudinal bore 19 and transverse bores 20 opens into the housing space 15, which in turn can be connected to a vacuum line (not shown) via a passage opening 21.
As an example, assume that a round glass container 22 with a threaded neck is to be closed with a screw cap 23 using the described device. 1 and in the working position and are centered on the screw axis of the screwing unit 1, the container being fixed and the lid being held loose, as will be described later. At the beginning of the closing process, the screw assembly is lowered from the upper end position shown in FIG. 1 until the suction plate 16 hits the top of the screw cover 23. Then the suction space of the suction plate 16 is placed under vacuum, so that it grips and holds the cover and at the same time the motor 9 switches on.
2, the screwed cap 23 is screwed onto the container 22 until the motor 9 comes to a standstill, whereupon the vacuum and motor are switched off and the screwing unit 1 is returned to the upper rest position.
A device according to FIG. 3 can be provided for positioning and fixing a container. This figure shows the part of a transport device located in the area of the closing device, consisting of a conveyor belt 24 and guide cheeks 25, for the supply of the containers 22 to be closed and the further transport of the closed containers 26. The arrow 27 indicates the direction of advance. At the work station of the closing device there are two clamping jaws 28 and 29, the clamping jaw 28 being arranged in a stationary manner, while the clamping jaw 29 is movable transversely to the feed direction 27 and can be actuated by a working cylinder 30. The movable clamping jaw 29 is adapted to the shape of the container 22 in such a way that the closure thread of the container clamped between the clamping jaws 28, 29 is centered on the axis of the screw head.
With 31 a pneumatically acting sensor is indicated, which responds to the presence of a container 22 at the work place of the closing device.
1 and 4, a cover receptacle 32 is provided for positioning a screw cover 23 centrally with respect to the axis of the screw head 10 and has lateral guide cheeks 33, an end stop 34 and movable support members 35. In the present example, the cover receptacle 32 forms the end station of a cover feed device, which can consist of a simple slide 36, in which the covers 23 are guided towards the closing device by their own weight in the direction of arrow 37. A special loading mechanism is therefore not necessary. In the area of the cover receptacle 32, the bottom of the slide 36 has a cutout 38 which allows the cover 23 to pass through during the closing process.
The movable support members 35 support the cover 23 that arrives in the cover receptacle 32 until the suction plate 16 has gripped the cover 23 (on the left in FIG. 4). When the cover 23, which is held by the suction plate 16 and rotated, is pushed downward, the support members 35 deflect laterally under spring action (not shown), so that the cover 23 can be placed unhindered on the container underneath and screwed onto it. A pneumatically acting sensor (not shown) can also be present on the cover receptacle 32, which responds to the presence of a cover on the cover receptacle.
In order to prevent the replenishment of the lid until a closing process has ended, a lid lock in the form of an axially movable pin 39 (FIG. 2) is provided, which protrudes transversely into the slide 36 during the closing process and temporarily stops the subsequent row of lids. A working cylinder (not shown) can also be used to actuate the lid lock.
A pneumatic control device can be used for the automatic operation of the closing device described. 5 shows the circuit diagram of such a control device as an example. As working members, it comprises the working cylinders 4, 30 and 40 for the advance of the screwing unit 1, for the actuation of the clamping jaw 29 and for the actuation of the lid lock 39, the motor 9 and the suction plate 16. As control means there are: two pneumatically acting sensors 31 and 41 for detecting the container or the screw cap, two pressure amplifiers 42 and 43 following the sensors, two pressure reducing valves 44 and 45, two 4/2-way valves 46 and 47, and five 3/2-way valves 48, 49, 50, 53 and 54.
51 and 52 are delay valves. The presence of a container and a screw cap at the work site is also indicated by an alarm device 59 and 60, respectively. The round input symbols mean working pressure of e.g. 6 bar, and the square input symbols mean control mean pressure of e.g. 0.1 bar. 6 shows the functional diagram of the five working elements.
In the idle state of the closing device, the screwing unit 10 is in its upper end position with the motor 9 at a standstill, and the valves 49 and 50 are in the working position, contrary to the shown idle position.
As soon as a container 22 and a screw cap 23 reach their place of work, the sensors 31 and 41 respond.
The valve 46 is actuated via the pressure booster 42, whereupon the working cylinder 30 comes into operation and the container 22 is thus positioned and fixed. The working cylinder 30 also actuates the valve 48, via which the valve 47 is actuated by the pressure booster 43 and brought into the working position. Pressure is applied to the working cylinder 4 via the pressure reducing valve 44 and the actuated valve 47, as a result of which the screwing unit 1 is set in motion downwards. At the beginning of this movement, the valve 49 actuated by the working cylinder 4 returns to its rest position. Accordingly, the valve 50 is also returned to the drawn rest position, whereupon the working cylinder 40 advances the cover lock 39 into the operative position.
At the same time, the delay valves 51 and 52 are actuated via the valve 50 and the valves 53 and 54 are actuated via the valve 52, which is initially still open. Via the opened valve 53, the motor 9 is started, and via the likewise opened valve 54, the suction plate 16, which has meanwhile been lowered onto the screw cap 23, is connected to the vacuum line. This begins the closing process, the screw cap 23 sucked in and held by the suction plate 16 being screwed onto the threaded neck of the container 22 by turning and further lowering the screw head 10 until the motor 9 comes to a standstill.
After the set time delay has elapsed, the delay valves 51 and 52 also come into their working position. The valve 52 closes and the valves 53 and 54 return to their rest position, whereby the motor 9 and vacuum are switched off. At the same time, the valves 46 and 47 are reset via the still open valve 50 and the now opened valve 51, as a result of which the working cylinders 4 and 30 return to their rest position.
This means that on the one hand the screwing unit 1 is raised again and on the other hand the closed container 22 is released and can be removed and replaced by one that is not yet closed. At the end of its movement, the working cylinder 4 again actuates the valve 49, which opens and via which the valve 50 also returns to the initial working position. The working cylinder 40 is reset via the valve 49, which is now open again, and the cover lock 39 is thus released, so that the next screw cover can enter the cover receptacle. The closing valve 50 finally interrupts the control line to the valves 51 and 52, which return to their rest position without delay. This allows the work cycle to begin again.
The working members 4, 9, 30, 40 and the control means can also be operated hydraulically without the need to make fundamental changes to the device described.
Thanks to its simple design, the device described can be converted from one type or size of container to another without major changes, which results in short downtimes. It is therefore particularly suitable for use in automatic capping machines.