CN104692306B - 将成型件安装到容器上的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将成型件(10)安装到容器上的装置(1)，优选用于在饮料灌注设备中用容器螺旋盖将容器封闭，其中成型件(10)能够对齐扭转轴(S)安装到容器上，该装置包含至少一个能够围绕转动轴(V)转动的夹具(2)用于夹取成型件(10)，其中夹具(2)的转动轴(V)平行于扭转轴(S)。

Description

将成型件安装到容器上的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种将成型件安装到容器上的装置和方法，优选用于在饮料灌注设备中用容器螺旋盖将容器封闭。

背景技术

在饮料灌注设备中灌注饮料的过程中已知，将要灌注灌装产品的容器通过容器螺旋盖封闭。在此例如已知，用预先成型的具有内螺纹的塑料螺旋盖封闭玻璃瓶或者塑料瓶(例如PET瓶)。塑料螺旋盖拧到各个瓶子的瓶口上的对应螺纹上。

这里所述的塑料螺旋盖能够具有不同的外形设计。例如塑料螺旋盖的外形是不对称的并且是不圆的塑料螺旋盖是已知的。此外已知的塑料螺旋盖具有不同的螺纹深度。例如已知平面盖子，所谓的平盖(flat caps)用于封闭具有较低的内压的瓶子，比如用于灌装静水或者其他不含碳酸的饮料。塑料螺旋盖用于封闭含有碳酸饮料的瓶子也是已知的，此时塑料螺旋盖具有明显更深的螺纹，用于抵抗内压。

此外还已知，塑料螺旋盖具有保险带，例如撕开环，从而对于终端消费者来说可以明确，每个瓶子是否是原始灌注的产品，还是已经被打开过。这种塑料螺旋盖在扭转轴方向上比平盖更长。

此外还已知复杂形状的塑料螺旋盖，例如具有扁平的饮用嘴的所谓的运动瓶盖，该运动瓶盖在特定的实施方式中也可以具有覆盖饮用嘴的盖子。

已知为了将塑料螺旋盖拧在瓶子上，在生产过程中借助相应的封闭头将塑料螺旋盖安装到经灌装的容器上并且特别是旋在容器上。塑料螺旋盖通常接纳在封闭头的拧紧锥形枢中。拧紧锥形枢具有内部形状，其与待拧上的塑料螺旋盖的外部形状互补。塑料螺旋盖相应压在拧紧锥形枢中，然后压在各个待封闭的瓶子的瓶口区域上并通过旋转螺旋拧动直至达到预先设定的螺旋扭力矩。然后向上抬起拧紧锥形枢。

在变化方案中已知，各个成型件，例如塑料螺旋盖借助夹具固定在封闭头上，由此例如能够更好地弥补螺旋盖的外部尺寸的公差并且能够夹住非旋转对称的盖子以及具有复杂的外形的盖子，由此可以施加所需的螺旋扭力矩。

例如由WO2005/054113A1已知将封闭盖拧在容器上的装置，其分别具有可控的夹钳，该夹钳用于夹取各个盖子。所谓的夹具臂分别能够围绕水平的轴转动，也就是围绕垂直于扭转轴的轴转动，而真正的封闭过程的拧紧扭转是围绕扭转轴发生的。夹具臂通过控制头进行控制，控制头通过垂直的、能够引导在扭转轴方向上的移动的杆而移动，由此打开和关闭夹具臂。

由DE10121081A1已知将预成型的螺纹盖拧上的装置，其中拧紧杠杆能够围绕垂直于扭转轴的转动轴转动并且通过在扭转轴方向移动的拧紧部件操控拧紧杠杆。

根据现有技术的夹具臂中，能够借助装置安装的盖子的高度受到转动轴的设置和夹具臂的长度的限定。换句话说，夹具臂不能实现在容纳所有深度的盖子的同时，比如运动瓶盖，还能够补偿各种外部直径的公差，因为这需要夹具臂向外转动很大的角度。

还已知，在饮料灌注设备中的多个封闭头在圆形的轨道中环绕运行，其中在该环绕轨道的特定角度区间进行真正的将盖子拧到待封闭的容器上的操作。这种封闭装置也称为旋转封闭装置。

发明内容

由现有技术出发，本发明的目的是，提供一种将成型件安装到容器上的装置和方法，该装置和方法实现了非常可靠地安装成型件。

本发明提供一种将成型件安装到容器上的装置，优选用于在饮料灌注设备中用容器螺旋盖将容器封闭，其中成型件能够对齐扭转轴地安装到容器上并且该装置具有至少一个能够绕转动轴转动的夹具用来夹取成型件。根据本发明，夹具的转动轴平行于扭转轴。

通过夹具的转动轴平行于扭转轴，可以通过夹具实现从扭转轴方向的旁侧夹取或夹住各个成型件。由此实现可靠地夹取或夹住各个成型件，而这种夹取对于成型件的外部直径的公差要求不严。

夹取或夹住各个成型件还可以不依赖于各个成型件在扭转轴方向上的深度而在成型件的预先设定的平面上进行。

在本发明的实施方式中，可以在扭转轴方向上沿着成型件长度的任意平面夹取成型件，因为扭转轴平行于成型件延伸。由此提高了待处理的成型件深度的灵活性以及直径的公差的灵活性。同样简单地实现了，非旋转对称或者不对称的成型件的夹取。

为了控制夹具优选设置能够沿扭转轴移动的控制部件，借助该控制部件能够使夹具围绕转动轴转动。通过将控制部件设置成能够沿着扭转轴移动，实现了将成型件安装到容器上的装置，该装置例如能够以传统的月牙板配汽机构(Kulissensteuerung)通过在扭转轴的方向上移动控制部件实现对夹具的简单的控制。这可以例如通过在旋转封闭装置中位于封闭头的上面的已知的月牙板配汽机构实现。

为了实现对围绕转动轴的夹具的转动的传递，控制部件优选相对于扭转轴不能转动。以这种方式在控制部件上支撑由夹具传递的扭力矩并且同时实现简单的机械构造。

在一个优选的实施方式中，控制部件设置成能够在扭转轴方向上移动的，从而实现夹具围绕转动轴的转动。这样设置控制部件实现了，通过控制部件的简单的线性提升移动实现了夹具的闭合、固定、夹取以及打开。可以以简单的机械方式实现夹具的操作，例如通过月牙板(Kulisse)。

控制部件优选是以扭转轴为中心，从而实现封闭头的旋转对称。

根据本发明的装置优选包括至少一个传递部件，借助该传递部件使控制部件的在扭转轴方向上的移动导致夹具围绕着平行于扭转轴的转动轴的转动。相应地通过控制部件沿着扭转轴的移动，可以以简单的方式控制在将成型件安装到容器上的过程中对成型件的夹取、固定和夹取，以及接下来从装置中释放成型件。相应地将在扭转轴方向上的移动转向成夹具的围绕平行于扭转轴的转动轴的转动。

在优选的实施方式中，传递部件具有杠杆，优选是曲柄杠杆，该杠杆在其一端与控制部件能够转动地连接并且在其另一端通过球窝关节与夹具相连，优选通过在轴部件和/或杠杆上的球窝关节相连。以这种方式，在沿着扭转轴方向移动控制部件时可以实现杠杆的转动，由此改变转动轴和由球窝关节在轴部件上定出的轴之间的距离。通过毕达哥拉斯定理能很容易证明上述说法。由此通过应用简单的机械杠杆机构，实现了通过控制部件的线性移动导致的轴部件及夹具的围绕转动轴的转动。

控制部件优选通过杠杆与和夹具之间不能转动地相连的轴部件这样连接，控制部件在扭转轴方向上的移动引起夹具的围绕夹具的平行于扭转轴的转动轴的转动或旋转。

在一个扩展方案中，这样设置将成型件放置在扭转轴方向上的放置装置，使夹具能够在成型件的预定的位置或者层面上夹住以端面放置在放置装置上的成型件。通过放置装置相应地预先给定了夹具到预先给定的成型件的结构之间的预定的距离，因此夹具能够在成型件的预定的层面上夹住成型件。以这种方式实现了可靠的并且可以重复操作的对成型件的夹取，而与成型件扭转轴方向上的尺寸以及成型件的外部尺寸的公差无关。

在一个优选的扩展方案中，与夹具不能转动的连接的、沿着转动轴延伸的轴部件通过风箱，优选通过能够扭转的风箱，而相对于外界环境密封。在另一个优选的扩展方案中，能够在扭转轴方向上移动的控制部件通过风箱相对于外界环境密封。通过能够借助风箱实现的对可能的从外界环境氛围到灌装氛围的过渡区域的密封，将成型件安装到容器上的装置也可以用于无菌的灌装装置。

将成型件安装到容器上的装置适用于通过相应的密封和封装而用于无菌的饮料灌注设备中的无菌的旋转封闭装置中的无菌的封闭头。

将成型件安装到容器上的装置优选具有用于封装的外壳，特别是用于无菌的封装的外壳，该壳体具有一个无尘腔或者与灌装产品接触、相对于外界环境密封的区域，因此该装置也能够应用于无菌的饮料灌装过程，特别是无菌的饮料灌装设备中。为此特别优选，当除了封装还这样设置外壳的形状，可能会用到的消毒介质或者清洁介质不受堵塞地流出。

为了相对于扭转轴在特定的方向接纳成型件，优选设置至少两个夹具，特别是优选三个夹具。通过至少两个夹具以及优选至少三个夹具对成型件的固定和夹取，可以实现相对于扭转轴对称的固定和夹取，而与成型件的外部形状无关。

在一个优选的扩展方案中，设置顶出杆，借助该顶出杆能够推出停在装置中的成型件。特别优选地通过控制部件控制顶出杆。

本发明提供一种将成型件安装到容器上的方法，优选用于在饮料灌注设备中用容器螺旋盖将容器封闭，其中成型件能够对齐扭转轴地拧到容器上并且由能够围绕转动轴转动的夹具通过围绕转动轴的转动而固定。根据本发明，为了夹取成型件，夹具围绕平行于扭转轴的转动轴转动。

附图说明

接下来通过对附图的阐述进一步说明本发明的优选的实施方式和其他方面。其中：

图1示出了第一实施例中的将成型件安装到容器上的装置的示意性立体图；

图2示出了图1中示出的装置的示意性顶视图；

图3示出了图1和图2中示出的装置的示意性底视图；以及

图4示出了具有封装的外壳的图1中示出的装置示意性立体图。

具体实施方式

下面根据附图说明优选的实施例。其中，各个附图中相同、相似或作用相同的部件用相同的附图标记表示，并且为了避免冗余，在接下来的描述中部分地省略了对这些部件的重复描述。

图1示出了将成型件10安装到此处未示出的容器上的装置1，图中示出的成型件是运动瓶盖。

装置1特别适用于无菌的饮料灌注设备中的无菌的封闭装置中的无菌的封闭头，其中在这种封闭装置中通常有多个封闭头在闭合的环绕轨道上运行。在该循环轨道的确定区域内，即所谓的操作角度内，将各个成型件10(例如图示的运动瓶盖)安装到容器上。为此在图1中示意性示出的装置通常围绕扭转轴S转动，由此在装置1中接纳的成型件10通过转动拧到待封闭的容器上。成型件10基本上不能转动地固定在装置1中，因此可以在成型件10上施加相应的扭力矩。成型件10与扭转轴S这样对齐，从而可以顺利地拧到容器的瓶口上。扭转轴S在安装成型件10的过程中基本上与待封闭的容器的瓶口区域的轴重合。

图3从底部示出了装置1，这里还是能清楚地辨别出成型件10，要将该成型件拧到相应的容器上。

此处示出的实施例中的装置1包含三个夹具2，其在夹具臂26的一端能够围绕转动轴V转动地固定在装置1上。通过夹具2围绕转动轴V的转动能够相应地打开以这种方式确定的固定区20，成型件10固定在该固定区内。通过夹具2向外转出而释放成型件10或者在固定区20内放入一个新的成型件10。通过夹具2向内转动，即向扭转轴S的方向转动，可以相应地固定并夹取在固定区20中的成型件10。

在优选的实施例中，这样构造夹具臂26的夹取侧22，在施加扭力矩的过程中，例如在将成型件10拧到容器上时，能够顺利地传递成型件10的滑转。例如可以在夹具臂26的夹取侧22上构造粒结或者齿，并且该粒结或者齿与成型件10的互补的粒结或者齿咬合，从而形成传递扭力矩的形状匹配。通过纯力配合传递扭力矩(即仅仅基于夹具2在成型件10上的夹取力)也同样是可能的。

夹具2的转动轴V平行于扭转轴S。相应地夹具2的打开和关闭能够实现从侧面夹取成型件10。通过夹具2从侧面夹取成型件10实现了对成型件10的成品尺寸公差的更好的补偿。此外能够任意调整层面E到位于其上的外壳部分，例如装置1的底板3的间距，因为夹具2能够通过轴部件24与底板3间距任意距离。相应地，对于成型件10的形状以及其在扭转轴S方向上的深度没有任何限制。所以任何深度的成型件10都可以通过装置1操作。

这里对于夹具2夹住成型件10的位置也没有限制。夹具2可以例如夹住成型件10的下部区域，也就是设置螺纹的区域，借助该螺纹成型件10拧到容器的对应螺纹上。也可以在成型件上部的区域或者在沿扭转轴S的成型件10的整个深度的中间区域夹住成型件10。此外通过这种设计还实现了即使成型件10的侧面凹陷非常严重也可以在夹具2的宽的转动范围内实现在沿扭转轴S的成型件10的整个深度的任意位置的可靠地夹取。夹具可以通过围绕转动轴V的转动实现大的调节形成，由此保证与公差无关地、可靠地将成型件10容纳在装置1中。

放置装置30设置在底板3上，放置装置的作用是为成型件10的端面区域提供一个放置面。由此可以在将成型件拧到容器上时，向成型件10施加沿着扭转轴S的压力。放置装置30具有多个通孔300，通孔的作用是，一方面实现成型件10的通风，另一方面实现用清洁流体对装置1进行彻底的清洁。

夹具2这样设置，其在放置装置30的下面能够自由转动，从而实现在层面E对成型件10的夹取。成型件10如前所述，是具有饮用嘴12的运动瓶盖，穿过放置装置30的通孔300可以看到饮用嘴。

夹具2位于底板3以及放置装置30下面的位置能够通过轴部件24调整，轴部件穿过底板3并且容纳使夹具2能够围绕转动轴V转动的轴承结构。由相应的轴承结构防止轴部件24沿着转动轴V的轴向移位，所以轴部件只能围绕转动轴V旋转或者转动。

轴部件24可以通过风箱4，特别是能够扭转的风箱，相对于底板3密封。因为在夹具2转动的过程中，根据所选择的杠杆，转动量只包含转动的很小量，所以能够扭转的风箱4利于相对于外界环境更好的密封。

在底板3的上面设置沿扭转轴S延伸的控制部件5，该控制部件能在扭转轴S的方向上移动。控制部件5沿扭转轴S的移动用于控制和启动夹具2围绕转动轴V的转动。通过相应的传递机构，控制部件5的沿着扭转轴S的移动变成轴部件24的转动从而实现与轴部件不可转动地连接的夹具2的围绕转动轴V的转动。

控制部件5相对于扭转轴S不能转动。这在所示的实施例中通过与控制部件5连接的转动保险50实现。转动保险50例如由不能转动地设置在底板3上的多边形截面的套管形成，在该套管中与其互补的、控制部件5的多边形的区段能够沿扭转轴S移动。除了这种通过简单的形状匹配的方式构成的转动保险，也可以使用其他所有方式构造这种转动保险50。

由此控制部件5的沿扭转轴S的移动引起夹具2围绕转动轴V的转动，转动轴平行于扭转轴S。

在图中示出的实施例中设置曲柄杠杆60形式的传递部件6，该曲柄杠杆通过螺栓62能够围绕垂直于扭转轴S的轴转动地设置在控制部件5上。曲柄杠杆60通过活球接头64既能绕垂直于转动轴V的轴转动地，又能绕平行于转动轴V的轴转动地安置在轴部件24上。在所示的实施例中，不仅设置曲柄杠杆60还设置另一个操纵杆66，操纵杆66与轴部件24不能转动地连接并且垂直于转动轴V地设置，从而可以通过操纵杆66实现曲柄杠杆60的移动引起轴部件24相应转动，并引起夹具2绕转动轴V的转动。

曲柄杠杆60由于具有转动能力，在控制部件5沿扭转轴S移动的时候绕螺栓62移动，例如在图1中控制部件向上移动，则曲柄部件也由螺栓62向上牵引。曲柄杠杆60同时绕活球接头64转动。由于曲柄杠杆60转动离开平行于底板3的平面，所以如图1所示，曲柄杠杆60相对于底板3是倾斜的，而曲柄杠杆60设置在螺栓62上的部分向上倾斜，所以将操纵杆66向控制部件5或者说向装置1的中间牵引。基于毕达哥拉斯原理，这是非常容易理解的。由于活球接头64可以非常顺利地通过曲柄杠杆60启动转动，因为轴部件24以及与轴部件24固定连接的操纵杆66绕转动轴V的转动因为活球接头64的存在而不会导致曲柄杠杆60的弯曲或者卡住。相应地可以通过控制部件5沿扭转轴S向上的提升实现曲柄杠杆60的转动以及向扭转轴S方向拉近操纵杆66，由此实现轴部件24围绕转动轴V的转动。这样控制部件5沿扭转轴S的移动转向成夹具2绕转动轴V的转动。

相应地可以在所示实施例的控制部件5移回图1中所示的位置的过程中实现夹具2的转回以及夹具2的关闭并由此抓紧成型件10。

当然在所示的实施例中也可以将控制部件5向图1所示的下方移动，从而打开夹具2。

在一个优选的实施例中装置1容纳在饮料灌装设备中的转动封闭装置的封闭头中，例如通过月牙板引导装置控制控制部件5，月牙板引导装置在各个封闭头的上面运行，从而通过控制装置5的相应移动使夹具2在一个预定的位置打开并在该打开位置停留，直至成型件10位于固定区20中并且成型件10抵靠在放置装置30的端面上。然后通过控制装置5相对于底板3的相应移动实现通过夹具2的关闭和对成型件10的夹取，从而通过相应的封闭头的移动实现将成型件10压到并拧到相应的容器上。在将成型件安装到容器上之后，通过控制装置5相对于底板3的相应移动再次打开夹具2。

在一个特别优选的实施例中，当将成型件10安装到容器上的时候成型件10没有停留在容器上，或者没有将相应的待封闭的容器运到位，通过将控制部件5向下移动并且控制部件5通过图中没有示出的顶出杆(由控制部件5控制该顶出杆或者顶出杆是控制部件5的延长部)向下顶出，而夹具2同时打开，将成型件10再次顶出固定区20。以这种方式可靠地将没有安装到容器上的成型件10移出装置1，从而避免在重新装配成型件的时候发生机器故障。

图4中示出了装置1的示意图，其中额外地配置了外壳7，图1中设置在底板3上面的机械结构都容纳在外壳中。此外设置风箱40用于将控制装置5相对于外壳7以及相对于底板3的相对移动密封起来。在外壳7中相应地设置多个通孔70，其用于风箱40的清洁和消毒，并且使产品和清洁流体无处停留，从而实现完全卫生的装置。

只要能够应用，便能使各个实施例中所描述的所有单个特征相互结合和/或替换，而不会超出本发明的范围。

附图标记说明

1 将成型件安装到容器上的装置

10 成型件

12 饮用嘴

2 夹具

20 固定区

22 夹取侧

24 轴部件

26 夹具臂

3 底板

30 放置装置

300 通孔

4 风箱

40 风箱

5 控制部件

50 转动保险

6 传递部件

60 曲柄杠杆

62 螺栓

64 活球接头

66 操纵杆

7 外壳

70 通孔

S 扭转轴

V 转动轴

E 层面

Claims (17)

1.一种将成型件(10)安装到容器上的装置(1)，其中所述成型件(10)能够对齐扭转轴(S)安装到所述容器上，所述装置包含至少一个能够围绕转动轴(V)转动的夹具(2)用于夹取所述成型件(10)，

其特征在于，所述夹具(2)的转动轴(V)平行于所述扭转轴(S)，

设置至少一个传递部件(6)，借助所述传递部件使控制部件(5)在所述扭转轴(S)方向上的移动导致所述夹具(2)绕所述转动轴(V)的转动，

所述传递部件(6)具有一个杠杆，所述杠杆的一端能够转动地与所述控制部件(5)连接，所述杠杆的另一端通过活球接头(64)与所述夹具(2)连接。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述成型件(10)是用于在饮料灌注设备中封闭容器的螺旋盖。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述控制部件(5)与所述扭转轴(S)之间不能转动。

4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述杠杆是曲柄杠杆(60)。

5.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述活球接头(64)设置在轴部件(24)和/或操纵杆(66)上。

6.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，设置放置装置(30)用于放置所述成型件(10)，从而使所述夹具(2)能够在所述成型件(10)的预定位置夹取在放置装置(30)上的所述成型件(10)。

7.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述轴部件(24)与所述夹具(2)不能转动地相连并且沿所述转动轴(V)延伸，通过风箱(4)相对于外界环境密封。

8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，所述风箱(4)是能够扭转的风箱。

9.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述控制部件(5)能够在所述扭转轴(S)的方向上移动，通过风箱(40)相对于外界环境密封。

10.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，设置外壳(7)，用于将所述装置(1)的至少一个区域相对于外界环境密封。

11.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述控制部件(5)以所述扭转轴(S)为中心。

12.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，设置至少两个所述夹具(2)。

13.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，设置三个所述夹具(2)。

14.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，设置顶出杆用于顶出容纳在所述装置(1)中的所述成型件(10)。

15.根据权利要求14所述的装置(1)，其特征在于，所述顶出杆由控制所述夹具的所述控制部件(5)来控制。

16.一种将成型件(10)安装到容器上的方法，其特征在于，使用根据权利要求1所述的装置(1)将所述成型件(10)安装到所述容器上。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述成型件(10)是用于在饮料灌注设备中封闭容器的螺旋盖。