CN101157432A - 用于安装预螺纹盖的拧入滚压头 - Google Patents

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Abstract

用于将预螺纹盖(12)安装在容器(14)上的拧入滚压头，其包括：被设计成能够作螺旋运动的第一支承件(20)，该螺旋运动由沿纵向轴线(26)的直线运动和绕所述轴线的转动构成；第二支承件(32)，其可以相对于第一支承件(20)、沿所述纵向轴线(26)的方向运动并且相对于第一支承件(20)转动固定；用于拧入盖的装置(60)，其相对于第二支承件(32)沿轴向固定并且可相对于第二支承件(32)转动；力矩限制装置(68)，该装置连接在拧入装置(60)与第二支承件(32)之间；至少一个振动臂(46)，所述振动臂带有一滚压件(50)并且绕横向轴线(48)铰接至第二支承件(32)上。用于拧入盖的装置(60)包括夹具(76)，其可在打开位置与闭合位置之间运动并且被设计成能够沿其侧壁夹紧盖(12)，夹具(76)的打开和闭合运动由可沿轴向运动的控制杆(88)控制。

Description

用于安装预螺纹盖的拧入滚压头
技术领域
本发明涉及一种拧入滚压头，其用于将预螺纹盖安装在具有螺纹颈部的容器上。
背景技术
瓶子的预螺盖具有圆柱形壁，该圆柱形壁由可变形的金属材料(例如，铝或类似材料)制成，其在将盖拧在瓶子的颈部上之后，通过滚压接受低温塑性变形操作。这种滚压操作会使盖的侧壁的环状部分在螺纹部的底部处，相对于设置在容器颈部上的环状槽产生变形。
本发明涉及一种被设计成能够共同实现拧入和滚压操作的加工头。在文献No.EP-A-1519891中披露了一种组合式拧入滚压头，其具有权利要求1前序部分所含的特征。在该文献披露的方案中，将盖拧在容器颈部顶面上的部件通过在盖顶面上的摩擦工作。通过摩擦将夹紧力矩作用于容器的颈部上会导致出现损坏盖顶面的危险。特别是，已知类型的拧入滚压头会导致出现损坏印在盖顶面上的文字和图像的危险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于安装预螺纹盖的组合式拧入滚压头，其能克服现有技术的缺陷。
根据本发明，所述目的由一种具有形成权利要求1主题的特征的拧入滚压头实现。
附图说明
在参照附图，在进行仅以非限定性例子提供的详细说明的过程中，能够更清楚地了解本发明的头的特点和优点，其中：
图1为本发明的拧入滚压头的轴向剖面图；
图2为以图1中头的放大比例所示的轴向剖面图；
图2a为可以在图2的平面视图中看到的一部分头的细节；
图3，4，5和6显示了本发明的头的操作顺序。
具体实施方式
参见图1和图2，标号10表示本发明的拧入滚压头。头10被设计成能够将预螺纹盖12安装在具有螺纹颈部的容器14上(在所说明的例子中，所述容器为瓶子)。预螺纹盖12本身是已知的。所述盖包括一平面顶面16和一大致圆柱形侧表面18。盖12包括一外裙部(其由塑性可变形金属材料制成的薄层形成)和一与设置在容器14颈部上的螺纹部结合的螺纹内侧插入件。这种预螺纹盖在顶面16之下还设有位于金属裙部内的盘形柔性垫圈。所述垫圈被设计成压在容器14的颈部的前缘上。
拧入滚压头10包括第一支承件20，该支承件具有在图1中由箭头22表示的螺旋运动。第一支承件20的螺纹运动由沿头10的纵向轴线26方向的直线运动(以双头箭头24表示)和绕纵向轴线26的旋转运动形成。第一支承件20包括管状心轴28，其与能够对第一支承件20赋予螺旋运动的致动装置(未示出)相连。由于致动装置并不落入本发明的保护范围内，因此，并未对该装置进行说明。所述致动装置可通过被设计成能够作用于螺纹顶部上且在压盖机领域中已知的任意方式获得。心轴28的底端固定在第一凸缘30上，该凸缘相对于心轴28沿径向向外延伸。
头10包括第二支承件32，该支承件可沿纵向轴线26方向、相对于第一支承件20运动并相对于第一支承件20可转动地固定。其意味着：第二支承件32既绕轴线26转动，又相对于第一支承件20固定，同时，其能够自由进行相对于第一支承件20、沿轴线26方向的位移。第一支承件20与第二支承件32之间的连接通过多根导引杆34获得，这些杆平行于纵向轴线26延伸。每一导引杆34均具有一固定在第二支承件32上的底端以及一顶端，该顶端接合以便其能够在设置于第一支承件20的凸缘30中的孔中滑动。头10包括多根沿圆周方向彼此以一定间距设置的导引杆34。在附图中仅仅能看到这些导引杆34中的一根。例如，可以以彼此成90。的角度距离设置四根导引杆34。
在第一支承件20与第二支承件32之间设置弹性压缩装置，从而能够推动第二支承件32离开第一支承件20。参见图2和2a，所述弹性装置采用了相对于相应导杆34同轴布置的螺旋压缩弹簧36，38的形式。第一系列弹簧36(图2a)施加较低强度的力。第二系列弹簧38(图2)施加较高强度的力。第二系列弹簧38作用并且仅在第二支承件32相对于第一支承件20运动(其大于预设域值)之后产生较高强度的力。当第二支承件32相对于第一支承件20沿轴向的相对运动小于所述域值时，第二支承件32恰好受到弹簧36产生的力(较小强度的力)的影响。当第二支承件32相对于第一支承件20的轴向运动超过所述域值时，第二支承件32受到由弹簧36和38产生的弹力总和的影响。例如，由弹簧36产生的较低强度的力可处于15kg的范围内，而由弹簧36和38产生的较高强度的力可在50kg的范围内。在最初3～4mm的运动期间，第二支承件32受到较低强度力的影响，随后在大约12mm的运动期间，第二支承件32受到较高强度的力的影响。如在下面描述的那样，第一运动能够实现盖的拧入，第二运动能够实现盖的滚压。
第二支承件32包括管状套筒40和固定在管状套筒40上并沿径向从管状套筒40向外伸出的凸缘42。导杆34固定在第二支承件32的凸缘42上。管状套筒40沿第一支承件20的方向，相对于头10的纵向轴线26同轴延伸。第一支承件20带有相对于凸缘30固定的凸轮44。凸轮44朝第二支承件32延伸并具有与管状套筒40的顶端滑动接触的底端。
在套筒40以及凸轮44中均存在的台肩限制了沿轴线26的方向、第一支承件20与第二支承件32之间的最大位移。
第二支承件32的凸缘42带有至少一个绕横向轴线46铰接的振动臂46。振动臂46可以在非工作位置与工作位置之间运动，并且，在其底端带有一空转滚压盘50，其被设计成能够实现盖12的侧壁18的滚压。振动臂46包括伸出部52，该伸出部绕第二轴线54铰接并与压缩弹簧54配合。振动臂46的伸出部52带有与第一支承件20的凸轮44配合工作的空转轮58。压缩弹簧59能够朝其非工作位置推动振动臂46。通过弹簧56和59的作用，始终保持振动臂46的轮58与凸轮44接触。头10最好设有两个或更多振动臂46，这些振动臂沿圆周方向彼此以相等的间距设置并设有相应的滚压轮60。不同的振动臂46均与相同的凸轮46相配合。
头10包括用于拧入盖的装置60，该装置包括与头10的纵向轴线26同轴的管状轴62。管状轴62沿轴向、相对于第二支承件32固定并通过第二支承件32的管状套筒40、以绕轴线26可转动的方式被支承。在附图中所示的实施例中，通过一对径向轴承64和一对轴向轴承66，由管状套筒40承载管状轴62。通过力矩限制装置68，使管状轴62与第二支承件32转动连接。在附图所示的例子中，力矩限制装置68由磁力离合器构成，该离合器包括两个彼此通过磁力结合在一起的环70，72。第一环70相对于第二支承件32的管状套筒40固定，第二环72相对于管状轴62固定。拧在管状轴62的螺纹部上的环形螺母74能够调节两个环70，72之间的轴向间隙，以便改变力矩限制装置68的干涉域值。低于力矩的预设域值(可通过环形螺母74调节的值)，轴62相对于第二支承件32转动。当在第二支承件32与管状轴62之间传递的力矩超过力矩限制装置68的干涉域值时，管状轴62相对于第二支承件32自由转动。
用于拧入盖的装置60包括设置在管状轴62的底端处的夹具76。夹具76在管状轴62的底端包括多个绕横向轴80铰接的摇臂78。摇臂78(例如为三个)在它们的底端处带有由弹性材料制成的块体82，这些块体具有圆柱形区域，这些区域的周长与盖12的外周长相等。大体形成夹具76的摇臂78可以在打开位置与关闭位置之间运动。摇臂78的顶端具有相应的径向附件84，这些附件与具有控制杆88的设置在底端的凸轮部分86配合。控制杆88同轴安装在管状轴62内并可沿纵向轴线14方向、相对于管状轴62滑动。
环状弹簧83保持臂的径向附件86与凸轮部分86接触。
控制杆88的顶端与一致动凸轮(未示出)配合。螺旋压缩弹簧90始终向上推动控制杆86；因此，夹具通常是闭合的。与控制杆88配套的凸轮克服弹簧90的作用向下推动控制杆，从而能够在压盖机的工作周期的预设步骤中打开夹具。
夹具76与安全装置92相结合，该安全装置能够在容器14上没有盖12情况下，防止夹具闭合。安全装置92包括环绕摇臂78的外侧的环94。环94可以在降低位置与升高位置之间，沿头10的纵向轴线26方向运动。环94具有环状槽96，该槽在环94的升高位置处能够接收形成于摇臂78外侧上的凸起98。安全装置92包括中央触销100，该销通过横向销102固定在环94上。触销100通过具有较低强度的力的弹簧104被向下推动。
头10包括中央件106，该中央件通过一系列轴向柱108被固定在第二支承件32。相对于管状轴62空转的静止件110被固定在管状轴62的底端上并被设定在形成夹具76的振动臂78的内侧。
下面，对本发明的头10的操作进行说明。
容器12本身位于头10之下并且盖12插至容器的颈部上，但尚未拧入。最初，头10呈现图2所示的结构。在该结构中，夹具10在打开位置，第二支承件32与第一支承件20相距最大距离，并且，承载滚压轮50的臂46处于它们的非工作位置(向外分叉的位置)。
从上述结构开始，第一支承件20以螺旋运动向下运动。在该第一步，第二支承件32相对于第一支承件20、以固定方式运动。通过力矩限制装置68相对于第二支承件32固定管状轴62。
图3显示了头10接近盖12的步骤。静止件110抵靠在盖102的顶端上。盖12的顶面16克服弹簧104的作用向上推动触销100。触销100的向上运动向上推动环94。在升高位置，环94的环状槽96处于对应于夹具96中臂78的外侧凸起98的位置处。在该位置处，可闭合夹具。安全装置76的目的在于：如果盖12未存在于容器14上，则防止夹具闭合。在实际中，在没有盖12的情况下，不会向上推动触销100，并且，臂78的凸起98碰到环的内侧表面上，从而能够防止夹具的内表面运动。
此时，如图4所示，向下推动控制杆88的凸轮升高，以便控制杆88在弹簧90的作用下向上移动。控制杆88的向上运动控制夹具76的闭合。夹具76的块体82夹持盖12的一部分外表面。
随后，头10将盖12拧在容器14上。在拧动步骤期间，通过仅由在第一支承20与第二支承件32之间起作用的弹簧36提供的较低强度的弹力向下推动夹具76。在拧动的最后，与控制杆88相结合的凸轮控制夹具的打开(图6)。
第一支承件20的向下运动量大于拧动量。随后，一旦完成拧动步骤，便中断管状轴62与第二支承件32的向下运动，而第一支承件20的向下运动继续进行。以此方式，压缩第二弹簧38，从而在第二支承件32上作用更大强度的力。一旦完成拧入运动，磁力离合器68便开始滑动以便管状轴62与夹具76保持静止，同时，第二支承件32绕管状轴62转动。在该步骤(如图5所示)中，夹具76相对于盖12静止，并且，通过大强度的力向下推动夹具76。该力将位于盖12内的可变形垫圈压在容器的顶缘上。
在下一步骤中，开始滚压加工。在完全拧入盖12并通过高强度的力向下推动盖12的同时，第一支承件20的进一步向下运动通过凸轮44控制臂46的振动，从而使滚压轮与盖12的外壁接触。第一支承件20的进一步向下螺旋运动形成第二支承件32的纯转动运动，同时，以弹性方式、将滚压轮50压在盖12外缘上。滚压轮50绕盖12的转动产生在对应环状套环(其设置在容器的螺纹部的底部处)内的盖的塑性变形。
在滚压步骤的最后，第一支承件20向上运动，并且，使头10自动返回图2的最初位置。
在盖12不在容器14上的情况下，与夹具76相结合的安全装置92除了防止夹具76闭合以外，还能防止滚压运动。参见图2，当安全装置92的环94在降低位置时，在触销100还未提升所述环的情况下，臂46的凸起112抵靠在环94的外表面上。参见图3～6，当环94处于升高位置时，凸起112不会与环94发生干涉，并且，臂46能够移动至滚压的位置处。以此方式，能够避免在没有盖12的情况下，因直接在容器14上滚压而导致容器的破坏或损坏。
在滚压步骤的最后，这种头能够实现随后的拧紧盖的最终步骤。另外，由于对头的打开和闭合进行了控制，因此，能够在夹具打开的情况下，进行滚压步骤，因此，能够进一步降低盖上印花的损坏。
当然，在不偏离本发明的原理的情况下，结构和方案的细节可根据本申请披露和说明内容而改变，因此，这些改变不应落入由权利要求限定的本发明的保护范围之外。

Claims (11)

1.一种用于将预螺纹盖(12)安装在容器(14)上的拧入滚压头，其包括：
-被设计成能够作螺旋运动的第一支承件(20)，该螺旋运动由沿纵向轴线(26)的直线运动和绕所述轴线的转动构成；
-第二支承件(32)，其可以相对于第一支承件(20)、沿所述纵向轴线(26)的方向运动并且相对于第一支承件(20)转动固定；
-用于拧入盖的装置(60)，其相对于第二支承件(32)沿轴向固定并且可相对于第二支承件(32)转动；
-力矩限制装置(68)，该装置连接在拧入装置(60)与第二支承件(32)之间，其中，力矩限制装置(68)能够以低于预设力矩域值使拧入装置(60)相对于第二支承件(32)转动固定并且能够以高于所述预设域值的力矩作用使拧入装置(60)相对于第二支承件(32)转动；
-至少一个振动臂(46)，所述振动臂带有一滚压件(50)并且绕横向轴线(48)铰接至第二支承件(32)上，所述振动臂(46)可在工作位置与非工作位置之间移动并且与由第一支承件(20)承载的凸轮致动件(44)配合；以及
-第一弹性装置(36)，该装置用于在盖的拧入步骤期间，在第一支承件(20)与第二支承件(32)之间施加较低的轴向力，以及第二弹性装置(38)，该装置用于在滚压步骤期间，在第一支承件(20)与第二支承件(32)之间施加较高的轴向力，
所述头的特征在于：用于拧入盖的装置(60)包括夹具(76)，该夹具可在打开位置与闭合位置之间运动并且被设计成能够沿其侧壁夹紧盖(12)，夹具(76)的打开和闭合运动由可沿轴向运动的控制杆(88)控制。
2.根据权利要求1所述的头，其特征在于：夹具(76)与安全装置(92)相结合，该安全装置能够在容器(14)上没有盖(12)的情况下，防止夹具(76)的闭合。
3.根据权利要求2所述的头，其特征在于：所述安全装置(92)在容器(14)上没有盖(12)的情况下，能够防止所述振动臂(46)朝工作位置移动。
4.根据权利要求2或3所述的头，其特征在于：所述安全装置(92)包括环(94)，该环可在降低位置与升高位置之间沿轴向运动并与触销(100)相连，该触销抵靠在盖(12)的顶面(16)上并且在其与盖(12)接触时，使所述环朝升高位置运动。
5.根据权利要求4所述的头，其特征在于：所述环(94)具有环状槽(96)，该槽被设计成能够在环(94)的升高位置处，接收夹具(76)的外侧凸起(98)。
6.根据权利要求4所述的头，其特征在于：所述振动臂(46)具有凸起(112)，该凸起被设计成在环(94)处于其降低位置处时，抵靠在环(94)的外表面上。
7.根据权利要求1所述的头，其特征在于：拧入装置(60)包括管状轴(62)，在其一端铰接有多个形成所述夹具(76)的摇臂(78)。
8.根据权利要求7所述的头，其特征在于：与夹具(76)结合的控制杆(88)同轴设置在所述管状轴(62)内。
9.根据权利要求8所述的头，其特征在于：第二支承件(32)包括管状套筒(40)和径向凸缘(32)，该凸缘相对于所述管状套筒(40)沿径向朝外延伸，用于拧入盖的装置(60)的上述管状轴(62)同轴设置在所述管状套筒(40)内。
10.根据权利要求9所述的头，其特征在于：第一支承件(20)包括径向凸缘(30)，该凸缘通过多个导引杆(34)与第二支承件(32)的所述径向凸缘(42)相连。
11.根据权利要求10所述的头，其特征在于：所述第一和第二弹性装置包括螺旋压缩弹簧(36，38)，这些弹簧相对于所述导引杆(34)同轴设置。
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