CN102674219B - 封口工具 - Google Patents

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Abstract

说明了一种封口工具，其用于封口机以将封口件配设于容器，其中借助于夹持装置将保持力施加于所述封口件。为了获得所述封口工具的通用的实施方式，提出夹持装置设置有用于施加保持力的磁性致动器，磁性致动器特别地具有永磁体。

Description

封口工具
技术领域
本发明涉及以下所述类型的封口工具：封口工具，其用于封口机以将封口件配设于容器，所述封口工具包括向所述封口件施加保持力的夹持装置。
背景技术
从WO2004/009484已知该类型的封口工具。已知的封口工具包括形成有多个夹持片的夹持装置，其中夹持片围绕中心线以环形的方式成组。在使用中，中心线与容器的中心线一致。夹持片能够在有限的范围接近和远离中心线。该实施方式用于补偿即使最小心地执行封口件的生产也可能出现在规则的基础上的小公差，从而减小不能够被旋上的封口件的出错率。为此，夹持片以朝向中心线径向地可移位的方式收纳于保持件且在其关闭位置的方向上由弹簧加载。其中一个弹簧以O型圈形式配设在夹持片的外周，且朝向中心线对夹持片加压。另一个弹簧以轴向地朝向中心线的方式作用，且将夹持片压靠在设置于封口工具下侧的保持板上以产生增大的摩擦。然而，当封口工具被按压到封口件上以拾取封口件时，必须施加夹持片的打开力以拾取封口件。封口工具从上方被按压到封口件。同时，夹持片上形成斜面的入口确保封口件能够同时克服环形弹簧弹力和支撑板的摩擦力，而在径向上迫使夹持片分开，直到封口件抵靠封口工具内的阻挡件。然后O型圈弹簧和支撑板的摩擦两者确保夹持片不再逐渐远离，使得封口件被保持。然而，O型圈的负载余量受限，使得只能用于尺寸上具有很小区别的封口件。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种能普遍使用的封口机用的用于将封口件配设在容器上的封口工具。
通过如下技术特征实现上述目的：一种封口工具，其用于封口机以将封口件配设于容器，所述封口工具包括向所述封口件施加保持力的夹持装置，所述夹持装置设置有用于施加所述保持力的磁性致动器，所述磁性致动器优选地具有永磁体。
根据本发明采用的磁性致动器有力地提高了夹持装置处理的公差范围，即尺寸公差和轮廓或机械强度的公差范围。
有利的进一步改进限定如下：所述夹持装置包括多个夹持构件，所述夹持构件由于所述磁性制动器所具有的磁体的感应而能彼此相对移动。所述夹持构件能绕轴枢转到夹持位置和释放位置。所述磁性致动器包括直线式组合的磁体，其中通过彼此相对地移位所述磁体而施加或释放所述保持力。所述磁性致动器包括放射式组合的磁体，其中通过彼此相对地转动所述磁体而施加或释放所述保持力。所述磁性致动器包括至少一对磁极交替的磁体和具有预定的磁极的相对的磁体。所述夹持构件绕中心线环形配置，且各所述夹持构件均被可绕枢轴枢转地安装，所述枢轴将所述夹持构件分为设置有所述封口件用的夹持元件的第一臂和设置有所述磁性致动器的至少一个磁体的第二臂，且其中所述磁性致动器的至少一个第二磁体设置于在所述夹持构件之间可沿中心线移动的保持件。所述保持件被设计为保持杆，而且对于无菌操作所述保持件被配置在形成为无菌区域的部分边界的封闭套筒内。所述夹持构件能直线地移位。所述夹持构件绕中心线环形配置，且各所述夹持构件在保持件内能径向移位，其中所述磁性致动器的磁体以分布到绕所述中心线的两个同心圆的方式被配置。所述磁性致动器包括用于调整磁力的调整装置。用于将所述封口件配设于所述容器的封口运动至少部分地由磁力产生。
优选地，根据本发明的夹持装置设置有能朝向彼此移动的夹持构件。
夹持构件能绕轴枢转从而执行夹持运动和释放运动，由于封口件不需要去打开夹持构件，因此夹持构件的用于准确夹持封口件的行程不限于封口件的实际尺寸。另外，因为在封口件和夹持装置之间不产生摩擦力的情况下进行夹持(拾取)，且不需要由封口件施加夹持装置的打开力，因此根据本发明的封口工具的操作更柔和。
在物理原理(不同磁极彼此相吸，相同磁极彼此相斥)的框架内，存在磁性致动器的几乎不同的技术方案。例如，借助于相对移动或转动运动，磁性致动器的磁体可从相同磁极彼此相对的位置改变到不同磁极彼此相对的位置。
在一个实施方式中，夹持构件绕中心线环形配置并绕枢轴可枢转地安装，且磁性致动器的一个磁体布置在夹持构件上，而夹持装置的第二磁体固定于以如下方式沿着中心线运动的保持件：夹持装置通过磁性相吸和磁性相斥而被打开或关闭。该实施方式具有额外的优势：封口工具能因此容易地被装配用于无菌操作，其中只有保持件收纳于密封的套筒(磁场能透过)，以防止被无菌地保持的封口工具的来自驱动侧(旋拧和冲程运动)的污染。
若夹持构件被配置于径向可移位的保持件，且磁性致动器的磁体配置于分布到两个同心圆的夹持片周围，可获得特别简单的结构。
除夹持装置的磁性致动之外，诸如旋拧运动和朝向或远离容器的冲程运动等封口工具的其他必要的运动能够至少部分地由磁力产生。
优选地，存在允许调整磁力以用于不同机械强度的封口件的可能。
附图说明
下面借助于附图更详细地说明本发明的实施方式。
图1示出了包括根据本发明的封口工具的封口装置的封口元件的纵截面。
图2示出了图1的封口工具的放大图；
图3示出了图2的封口工具的修改的实施方式；
图4示出了图3的封口工具的磁性致动器；
图5示出了根据本发明的封口工具的另一个实施方式的纵截面；
图6示出了根据本发明的封口工具的另一个实施方式的立体图；
图7示出了图6的实施方式的纵截面。
具体实施方式
图1示出了用于以封口件2封口未示出的容器的封口机的封口单元1的纵截面示意图。根据图示实施方式的封口单元1被设计为用于无菌操作，并包括封口机的间隔壁3，该间隔壁将洁净室区域RR与戈雷室(Gray room)GR分开。间隔壁3将封口单元1分为驱动部4和封口工具5。
结合图2同样能够看出，封口工具5包括其中收纳夹持装置7的壳体6。优选地，夹持装置7可更换地收纳于壳体6中，并可以为了处理不同的封口件而被更换。特别地，如果该设计是用于无菌操作，则这些组成部件以密封的方式无缝隙地安装。
在图示的实施方式中，夹持装置7包括多个夹持片(grippingsegment)形式的夹持构件8，该多个夹持构件8围绕夹持装置7的中心线7′成组。术语“夹持构件”包括能够夹持并保持封口件2的任何结构。
各夹持构件8均可绕大致水平的螺钉或类似形式的转动轴9枢转到夹持位置从而保持封口件，并可枢转到释放位置从而释放封口件。转动轴9将夹持构件8分为设置有夹持元件10的下臂8a和由磁性致动器11作用以用于使夹持构件8绕转动轴9枢转并由此打开和关闭夹持装置7的上臂8b，其中夹持元件10诸如为接合突起或波纹等类似形式，借助于夹持元件10能牢固地保持封口件2。磁性致动器11优选包括永磁铁并以已知的永磁体的同极相斥和不同极相吸的物理原理为基础。图示实施方式的磁性致动器11以第一磁体12和第二磁体13沿着中心线7′在轴向上并排设置在夹持构件8的第二臂8b上的直线式组合的方式而实现。两个磁体被取向为以不同的磁极指向中心线7′。在示出的实施方式中，上磁体12以其北极指向中心线7′，下磁体13以其南极指向中心线7′。然而，磁性致动器11还包括负责所有夹持构件8的第三磁体14。第三磁体14优选为外周包括北极的环形磁体。第三磁体14固定于保持杆形式的相对于中心线7′同轴地移动的保持件15，并在致动方向B上可从图2所示的与第一磁体12相对的位置移动到与第二磁体13相对的位置并返回。如果第三磁体14定位在所有夹持构件8的第一磁体12的高度，则夹持构件8由于排斥而枢转到如图2所示的关闭位置，其中被夹持的封口件2能够被保持并被旋上。如果已经完成该动作，则第三磁体14沿着中心线7′向下移动，直到第三磁体14位于与所有夹持构件8的第二磁体13相对的位置。此时产生相吸，使得夹持构件8绕转动轴9枢转到释放封口件2的打开位置。
这种类型的磁性致动器11特别适于根据图1的洁净室实施方式或无菌实施方式，其中只有具有第三磁体14的保持杆15收纳在封闭的套筒状顶杆(ejector rod)(磁场能透过)16中。顶杆16借助于套筒17而容易地密封，套筒17以密封的方式固定在穿过间隔壁3的通孔18的周围，且顶杆16再次通过密封该通孔的方式固定于套筒17的底部。例如借助于齿轮连接器(gearwheelcoupling)19，相对于旋拧转动(screwing rotation)的驱动运动能被传递到转动套筒20。借助于磁性连接器21形式的磁性致动器，转动套筒20将转动传递到安装有封口工具5的内套筒22(优选可通过相应的连接器23被释放)。
用于打开和关闭夹持构件8的对工具5的冲程运动(strokemovement)以只在旋拧运动期间被传递的方式同样地由磁性连接器21完成。与冲程运动分离且独立于冲程运动的驱动系统地执行保持杆15的移动。
然而，还可以通过例如气动、电或电磁等其他方式产生驱动运动。
在夹持构件的与封口件2相对的下侧，优选以可更换的方式，可设置用于封口件2插入封口工具的深度的阻挡件25。
图3和图4示出了封口工具105的修改实施方式，该封口工具105与图1和2的实施方式的区别仅在于磁性致动器111的磁体的配置不同。在封口工具105中，收纳于顶杆116中的保持杆115包括图4所示的磁性组件114，磁性组件114的多个磁体114a至114f绕中心线7′成环形配置并具有交替的磁极，以使得南极和北极分别交替地指向外部，即远离中心线7′。
此处夹持片形式的夹持构件8仅设置有第一磁体112，该第一磁体配置在全部的三个夹持片上，以相同的磁极指向内部，即朝向中心线7′。在图示的实施方式中，该磁极为北极。
在本实施方式中，保持杆15并不相对于中心线7′在轴向上纵向地移位，而是如箭头D所示地绕中心线7′转动。由此，每转动1/6周之后，另一种磁极到达与夹持片上的第一磁体12相对的位置，其中如图4所示，首先产生相斥从而关闭夹持装置，而在下一步中产生相吸从而打开夹持片。封口工具105的该实施方式也兼容于洁净室并适于无菌。
图5示出了根据本发明的封口工具305的另一种实施方式，其具有前述两个实施方式的特征。相同或等同的组成部件以比第一实施方式增加300的附图标记来表示，并不再次说明。封口工具305包括多个夹持片308，这些夹持片可绕枢轴309枢转。这样形成的下臂308a设置有夹持构件10，上臂308b承载磁体312。对向磁体(counter-magnet)314(一个或多个)固定于保持件306的转动体(swivel)，从而实现上述的在用于打开夹持装置311的吸引和用于关闭夹持装置311的排斥之间的交互。
图6和图7示出了根据本发明的封口工具205的另一种实施方式，该封口工具205具有设计简单的特点。封口工具205包括具有多个夹持片形式的夹持构件208的夹持装置207，夹持构件208绕中心线7′环形配置。然而，夹持构件208可在双箭头S的方向上朝向和远离中心线7′地移位，这可通过诸如所示的引导杆226等合适的引导件实现。封口工具205也包括具有第一磁体212和相对的(第三)磁体214的磁性致动器211，第一磁体和相对的(第三)磁体配置在绕中心线7′的同心圆上。
与前述实施方式相同，此次封口工具205可设计成通过以如下方式实现的移位将夹持构件208移动到相对于封口件2的夹持位置和释放位置：将磁体214以磁极交替地方式分别安装在绕中心线7′的圆上，从而通过转动保持件206，不同的磁极与磁体212相对。
然而优选地，磁体214和212通过如下方式固定并安装：相同的磁极以彼此相对的方式定位从而产生排斥。因此，磁力和间隙L通过如下方式调整：夹持构件208包围绕着中心线7′的最大等于且优选为小于待拾取的封口件的直径的空间。特别重要的是，夹持构件208在下侧设置有形成斜面的入口237，使得当封口工具205被放下时，封口件克服磁体212、214之间的排斥力而迫使夹持构件208分离，由此在处理封口件2和放上封口件2时施加保持力。当封口工具205从被封口的容器撤退时，由于磁体212和214之间的排斥力，夹持构件208返回初始位置。
封口工具205的保持件206上还包括用于产生旋拧运动的驱动轮齿系统219。
归因于所示的修改实施方式以及在所述的实施方式中的安装，有可能对磁力进行调整。这例如可通过改变磁性致动器的相互感应的磁体之间的距离来实现。在示出的实施方式中，各磁体214均收纳在保持部件236中，保持部件236以独立可调的方式固定于保持件206，使得磁体212和214之间的沿着引导杆226的间隙L可被调整。
在所述和所示的实施方式的修改中，根据本发明的封口工具还可设计有例如夹持臂等其他的之间具有较大距离的夹持构件。还有，用于特殊形状的封口件的特殊实施方式也是有可能的。最后，图中的细节可相互交换。例如，可在所有实施方式中设置用于封口件深度的深度控制用阻挡件和/或磁力调整机构。

Claims (11)

1.一种封口工具(5，105，305)，其用于封口机以将封口件(2)配设于容器，所述封口工具包括向所述封口件(2)施加保持力的夹持装置(7，107，307)，所述夹持装置(7，107，307)设置有用于施加所述保持力的磁性致动器(11，111，311)，
所述封口工具的特征在于，所述磁性致动器(11，111，311)具有永磁体，所述夹持装置(7，107，307)包括多个夹持构件(8，108，308)，所述夹持构件由于所述磁性致动器所具有的永磁体的感应而能彼此相对移动,
所述夹持构件(8，308)绕中心线(7')环形配置，且各所述夹持构件(8，308)均被可绕枢轴(9，309)枢转地安装，所述枢轴将所述夹持构件分为设置有所述封口件(2)用的夹持元件(10)的第一臂(8a，308a)和设置有所述磁性致动器(11，311)的至少一个磁体(12，13，312)的第二臂(8b，308b)，且其中所述磁性致动器(11，311)的至少一个另外的磁体(14，114，314)设置于在所述夹持构件(8，308)之间可沿中心线移动的保持件(15，115，315)。
2.根据权利要求1所述的封口工具，其特征在于，所述夹持构件(8，308)能绕轴(9，309)枢转到夹持位置和释放位置。
3.根据权利要求1或2所述的封口工具，其特征在于，所述磁性致动器(11)包括直线式组合的磁体，其中通过彼此相对地移位所述磁体而施加或释放所述保持力。
4.根据权利要求1或2所述的封口工具，其特征在于，所述磁性致动器(111，311)包括放射式组合的磁体，其中通过彼此相对地转动所述磁体而施加或释放所述保持力。
5.根据权利要求1或2所述的封口工具，其特征在于，所述磁性致动器(11)包括至少一对磁极交替的磁体(12，13)和具有预定的磁极的相对的磁体(14)。
6.根据权利要求1所述的封口工具，其特征在于，所述保持件被设计为保持杆(15，115)，而且对于无菌操作所述保持件被配置在形成为无菌区域(RR)的部分边界的封闭套筒(16，116)内。
7.根据权利要求1或2所述的封口工具，其特征在于，所述磁性致动器(11，111，311)包括用于调整磁力的调整装置。
8.根据权利要求1或2所述的封口工具，其特征在于，用于将所述封口件(2)配设于所述容器的封口运动至少部分地由磁力产生。
9.一种封口工具(205)，其用于封口机以将封口件(2)配设于容器，所述封口工具包括向所述封口件(2)施加保持力的夹持装置(207)，所述夹持装置(207)设置有用于施加所述保持力的磁性致动器(211)，
所述封口工具的特征在于，所述磁性致动器(211)具有永磁体，所述夹持装置(207)包括多个夹持构件(208)，所述夹持构件由于所述磁性致动器所具有的永磁体的感应而能彼此相对移动,
所述夹持构件(208)绕中心线(7')环形配置，且各所述夹持构件(208)在保持件(206)内能径向移位，其中所述磁性致动器(211)的磁体(212，214)以分布到绕所述中心线(7')的两个同心圆的方式被配置。
10.根据权利要求9所述的封口工具，其特征在于，所述磁性致动器(211)包括用于调整磁力的调整装置。
11.根据权利要求9所述的封口工具，其特征在于，用于将所述封口件(2)配设于所述容器的封口运动至少部分地由磁力产生。
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