CN109311652B - 用于容器处理机的快速更换联接器 - Google Patents

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Abstract

说明一种用于容器处理机(100)的快速更换联接器(1、31)，容器处理机(100)特别地为封盖机，快速更换联接器(1、31)具有外部构件(2)和以形状配合的方式与外部构件(2)接合的内部构件(3)，在外部构件(2)与内部构件(3)之间，能够传递转动工作方向(4a)上的扭矩(4)和轴向力(5)。归因于外部构件(2)和内部构件(3)通过将一者推入另一者并扭转而彼此连接，其中外部构件(2)包括弹性向内预加载的锁定销(6)，内部构件(3)包括用于锁定销(6)的第一引导坡口(7)和接合凹部(8、36)，其中第一引导坡口(7)用于当将一者推入另一者时向外挤压锁定销(6)，锁定销(6)能够在随后的在转动工作方向上的扭转运动期间以转动固定且轴向固定的方式接合在接合凹部中，可以在不使用工具的情况下实现快速更换联接器的简单连接/分离，并且可以实现单向扭矩和接触压力的可靠且无间隙的传递。

Description

用于容器处理机的快速更换联接器
技术领域
本发明涉及根据技术方案1的前序部分的用于容器处理机的快速更换联接器。
背景技术
在容器处理机上使用快速更换联接器例如用于在不使用工具的情况下将永久安装的驱动轴和/或升降杆可释放地连接到用于容器部件等的可替换保持件。例如，当安装旋盖时，封盖机转移单向扭矩以及轴向压力。因此，快速更换联接器的对应部分在操作期间必须以转动固定且轴向固定的方式连接。
为此，DE 10 2007 028 429 A1公开了一种封盖机，其中在封盖夹头的上驱动构件以及下工具保持件之间形成有燕尾连接，使得工具保持件能够侧向拉出或推出驱动构件。另外，设置有具有弹簧等的接合机构以将驱动构件和工具保持件锁定在相对于共同转动轴线同轴的位置。
上述快速更换联接器中的缺点在于燕尾连接的相对锋利的底切以及锁定连接的暴露弹簧。首先，清洁关联的封盖夹头较为困难。其次，弹簧能够从其座部分离，使得工具保持件在工作操作期间不再可靠地锁定并且甚至可能分离。此外，当更换工具保持件时，用于横向移除的空间是必须的，因而在机器处设置用于工具保持件的额外的安装空间。
因此，存在对于如下快速更换联接器的需求：其允许在容器处理机处的单向扭矩传递和轴向力传递，同时提供容易的清洁和/或安全操作和/或在替换期间的容易的处理。
发明内容
利用根据技术方案1的快速更换联接器满足提出的目的。据此，根据技术方案1的快速更换联接器被构造用于容器处理机，特别地用于封盖机。快速更换联接器为外部构件和以形状配合的方式在外部构件中接合的内部构件的可拆卸的连接器，在外部构件与内部构件之间，能够传递在转动工作方向上的扭矩以及轴向力(特别地为接触压力)。根据本发明，外部构件和内部构件能够通过将一者推入另一者并且扭转而彼此连接，其中外部构件包括弹性向内预加载的锁定销，并且内部构件包括用于锁定销的第一引导坡口和接合凹部，第一引导坡口用于当一者推入另一者时向外挤压锁定销，并且锁定销能够在随后的外部构件和内部构件相对于彼此的扭转运动期间在转动工作方向上以转动固定且轴向固定的方式接合。
于是，锁定销在转动工作方向上没有间隙并且没有轴向间隙的情况下载置于接合凹部。锁定销还能够被称为锁定螺栓。锁定销以可以向内/向外移动的方式在关联的通道(特别地为孔)中被引导。
在外部构件和内部构件相对于彼此扭转“期间”/“当”外部构件和内部构件相对于彼此扭转时的接合应当被理解为意味着在扭转运动结束时锁定销由于弹簧张力而直接向内(优选地在径向上)接合到接合凹部中。因此，与传统卡口连接器/锁相比，不存在在扭转运动与锁定动作之间的外部构件与内部构件相对于彼此的分离轴向运动。除了单向扭矩传递之外，在不存在联接器连接意外释放的风险的情况下还能够实现轴向压力的大致无间隙传递。
当连接快速更换联接器时，将内部构件推入外部构件大致轴向地发生，并且通过将外部构件拉离内部构件而分离快速更换联接器也大致轴向地发生。结果，用于将内部构件从外部构件侧向移除的侧向访问和/或空间不是必须的。
于是，当锁定销接合时，接合凹部和锁定销被构造为使得外部构件和内部构件在转动工作方向和工作行程方向上均彼此固定联接。特别地，能够通过快速更换联接器大致无间隙地传递扭矩以及接触压力。
引导坡口(bevel)被构造为在槽的意义上部分地彼此周向偏移的坡口，该槽以相对于转动轴线增大的径向间隔延伸，即向外倾斜地延伸。用于锁定销的引导坡口的引导截面在沿着边缘周向地延伸的坡口的意义上不需要是平坦的，而是能够例如为凹陷的或者被构造为与锁定销匹配。
当一者推入另一者时，锁定销在引导坡口中的相对运动使得锁定销被越来越多地压入外部构件。为此，锁定销优选地通过使用压缩弹簧或者至少别的弹性承载件被预加载和/或在外部构件中被径向引导。
在接合凹部处优选地形成有用于锁定销的第二引导坡口，第二引导坡口用于在与转动工作方向相反的方向上的扭转运动期间向外挤压锁定销并且将锁定销引导出接合凹部。于是，锁定销被越来越多地压入外部构件。这在没有任何额外的手动解锁且毫不费力的情况下，通过反向扭转然后拉离内部构件和外部构件而允许快速更换联接器的容易的分离。
用于锁定销的大致周向延伸的引导槽优选地形成于第一引导坡口与第二引导坡口之间。于是，通过第一引导坡口向外推动锁定销能够精确地将锁定销引导到接合凹部中。类似地，通过第二引导坡口向外推动锁定销能够将锁定销精确地引导回第一引导坡口中。于是，外部构件和内部构件彼此引导，使得快速更换联接器能够在很少或是没有视觉控制的情况下连接和分离。
引导槽优选地具有轴向倾斜。例如，该轴向倾斜被形成为使得外部构件和内部构件在转动工作方向上的扭转运动期间朝向彼此轴向移动。由此，外部构件和内部构件能够彼此压抵，以便增加连接的强度和/或稳定性。
引导槽额外地或替代地具有用于锁定销的偏心引导面，该偏心引导面具有朝向接合凹部减小的引导半径。结果，锁定销压入外部构件的程度朝向接合凹部减小。首先，这有利于使锁定销手动挤压运动出接合凹部，其次，使得快速更换联接器较难以自主分离，因为对于弹簧加载的锁定销的阻力随着在与转动工作方向相反的方向上的扭转运动而增加，即随着与接合凹部的距离的增加而增加。
锁定销优选地具有大致平坦和/或凸出弯曲的侧面以及引导槽，特别地，引导截面对应于该侧面。这允许利用低摩擦阻力特别精确地将锁定销引导到接合凹部中。
第一引导坡口与转动工作方向横向地延伸，特别地，第一引导坡口与转动工作方向正交地延伸，并且第一引导坡口在远离外部构件的方向上向外倾斜延伸。于是，例如，第一引导坡口在相对于转动轴线的径向平面中对齐。这有利于将内部构件大致轴向地推入外部构件。
锁定销、第一引导坡口和接合凹部优选地均以相互对应的周向分布形成为至少三个(three-fold)。这实现了均匀的载荷分布，用于以相对小的生产工作传递扭矩和轴向力。120°间隔的周向均匀分布允许快速更换联接器的特别简单的连接。例如110°、120°和130°的周向非均匀分布特别适于外部构件和内部构件的转动准确连接。这还可以利用不同的多个锁定销、第一引导坡口和接合凹部实现，例如对于每个快速更换联接器为四个或五个构造。
接合凹部和锁定销优选地包括彼此配合的圆形截面。当将一者推入另一者时以及在扭转运动和锁定/解锁动作期间，这有利于锁定销在接合凹部中、在引导坡口中以及在引导槽中的引导。
接合凹部优选地为通孔。这通过使难以访问的边缘和角落最小化有利于内部构件的生产和清洁。
对于预加载锁定销，外部构件优选地包括与锁定销关联的压缩弹簧和/或包围锁定销的弹性环。弹性安装件可以包括例如大致周向定向的弹性环，特别地包括O形环，该弹性环将锁定销包围到一起并且通过扩张应力向内按压锁定销。为此，用于弹性环的各座部能够形成于外部构件，优选地，周向延伸的槽和/或至少一个支架以部分周向的方式保持弹性环。
此外，外部构件优选地形成有用于锁定销的机械止动部，该止动部在锁定销的向内延伸的方向上限制锁定销。于是，锁定销和压缩弹簧不会从外部构件掉落。
外部构件优选地形成有清洁孔。这能够实现快速更换联接器的容易的清洁，并且还可以在连接状态下实现快速更换联接器的容易的清洁。
外部构件和内部构件优选地形成有彼此配合的同心匹配面。这促进了内部构件和外部构件的彼此的简单连接以及建立的联接器连接的稳定性。
外部构件优选地被构造为对于特别地配置于外部构件上方的轴和/或升降杆的驱动连接部。例如，为此外部构件包括具有在转动工作方向上的闭合方向的螺纹，特别地包括外螺纹。优选地，工作扭矩以及轴向接触压力经由驱动连接部传递。
内部构件优选地被构造为用于工具插入件和/或容器部件的可替换保持件，特别地，内部构件被构造为用于盖插入件和/或旋盖的保持件。于是，例如在外部构件永久安装于关联的处理机的同时，当使用不同类型的盖时，内部构件能够在不使用工具的情况下在更换形式的情况下被替换。
原则上，内部构件也可以用作驱动连接部，并且外部构件也可以用作用于工具插入件或容器部件的可替换保持件。
利用如下封盖夹头满足提出的目的：该封盖夹头用于将旋盖安装到容器，并且包括根据前述实施方式中任一个实施方式的快速更换联接器。于是，当安装旋盖时，封盖夹头优选地传递单向扭矩和接触压力。此外，为了强制旋盖进入封盖插入件，封盖夹头传递轴向接触压力以在关联的封盖插入件中接收旋盖。
利用如下容器封盖机满足提出的目的：该封盖机包括能够连续转动的容器转盘和在容器转盘上旋转的多个上述封盖夹头。
附图说明
附图中示出了本发明的优选实施方式，其中
图1示出了通过快速更换联接器的纵向截面图；
图2示出了快速更换联接器的内部构件的侧视图；
图3示出了沿着图1的截面线C-C的内部构件的截面；
图4示出了锁定销和引导槽的示意性截面；
图5示出了用于容器的处理机的示意性侧视图；以及
图6示出了具有锁定销的替代弹性安装件的示意性截面。
具体实施方式
如能够从图1和图5的纵截面图中观察到的，用于诸如封盖机的容器处理机100的快速更换联接器1包括外部构件2和以形状配合的方式在外部构件2中接合的内部构件3。在外部构件2与内部构件3之间，能够传递在转动工作方向4a的扭矩4和特别地在工作行程方向5a上的轴向力5。
外部构件2和内部构件3能够通过将一者轴向推入另一者并且通过绕着共同转动轴线1a在转动工作方向4a上扭转而彼此固定地连接。为此，弹性地向内预加载的锁定销6优选地可径向移位地安装于外部构件2。
内部构件形成有与锁定销6的分布和形状匹配的至少3个第一外部引导坡口7。第一外部引导坡口7与转动工作方向4a横向地(特别是正交地)延伸并且在远离外部构件2的方向上向外倾斜。例如，如能够在图2中观察到的，第一引导坡口7用于在预加载下在内部构件3上穿过锁定销6，该预加载优选地在将一者推入另一者时连续地增大。
内部构件3上还形成有用于锁定销6的例如大致圆形通孔的形式的接合凹部8。在接合凹部8处优选地形成有在图3中示意性地表示的具有斜面倾斜9a的第二外部引导坡口9，用于在与转动工作方向4a相反的方向上手动扭转动作期间再次将接合的锁定销6引导出接合凹部8。
第一和第二引导坡口7、9通过用于锁定销6的大致周向延伸的引导槽10彼此连接。这允许以形状配合的方式彼此接合的外部构件2和内部构件3的结构的简单生产。然而，第一和第二引导坡口7、9还能够具有较复杂的(特别是弯曲的)延伸，并且能够彼此直接合并，以便当将一者推入另一者并扭转时实现外部构件2和内部构件3的相互引导。类似地，第二引导坡口9原则上能够被锁定销6上的功能上等同的倒角、坡口等替换或补充。
引导槽10能够具有轴向倾斜11。特别地，轴向倾斜11被形成为使得外部构件2和内部构件3在转动工作方向4a上扭转动作期间朝向彼此轴向移动。由此，当连接快速更换联接器1时，外部构件2和内部构件3还能够彼此压抵。
引导槽10能够附加地或替代地包括用于锁定销6的具有引导半径12的偏心引导面10a，引导半径12相对于转动轴线1a从第一引导坡口7向关联的接合凹部8减小。结果，当在转动工作方向4a上扭转时(即朝向接合凹部8扭转时)，在锁定销6处的预加载减小。
首先，这在快速更换联接器1的在与转动工作方向4a相反的方向上的手动分离期间有利于将锁定销6挤压引导出接合凹部8，其次防止未加载的快速更换联接器1的意外的分离。换言之，偏心引导面10a促进了锁定销在转动工作方向4a上的相对运动并且防止了在相反方向上的扭转太容易或以自主的方式发生。
特别地，如能够在图3中观察到的，锁定销6、引导坡口7、9以及接合凹部8均优选地以分别为120°的彼此相等的角距离形成为三个。这允许外部构件2和内部构件3的均匀载荷分布和简单手动连接，可选地还可以不需要视觉检查。然而，还可以想到的是，用于每个快速更换联接器1的连接元件的数量不同以及不相等的角距离，以仅在外部构件2和内部构件3的特定相对转动位置处允许将一者推入另一者。
锁定销6例如包括能够沿着引导面10a滑动的平坦的侧面6a。为此，侧面6a还能够具有周向坡口6b和/或被形成为凸出的(在图4中由虚线示意性表示)。
于是，引导面10a优选地包括对应于侧面6a的截面，使得沿着轴向倾斜11和/或偏心引导半径12在引导面10a中引导锁定销6。
锁定销6在外部构件2中、优选地在径向孔13或类似通道中被引导并且例如通过压缩弹簧14被弹性向内预加载。结果，在连接/分离快速更换联接器1时锁定销6总是在引导坡口7、9中运动以及在引导槽10中运动。
孔13包括径向向内定位的截面收缩部作为用于径向向外定位并形成于锁定销6的头部6c的止动部13a。例如，平头螺钉15A用作压缩弹簧14或功能上相对应的弹性元件的抵接部。与止动部13a和头部6c一起，它们防止锁定销6和压缩弹簧14掉落。替代地或除此之外，能够配置由橡胶、硅树脂、泡沫或其它弹性材料制成的弹性压缩垫用于关联的孔13中/上的各锁定销6以产生预加载。
接合凹部8的优选为圆形的截面和锁定销6以如下方式彼此配合：锁定销6由于预加载而以自主的方式接合在接合凹部8中，并且当锁定销6接合时，内部构件3在转动工作方向4a上和在工作行程方向5a上固定地联接到外部构件2。因此，如图5示意性表示的，扭矩4以及轴向力5(特别地，接触压力)能够通过快速更换联接器1在外部构件2与内部构件3之间大致无间隙(play)地传递，特别是从外部构件2向内部构件3传递。
外部构件2和内部构件3优选地形成有同心匹配面16、17，并且当快速更换联接器1连接并且建立外部构件2与内部构件3的相对于转动轴线1a的同轴配置时同心匹配面16、17彼此抵靠。这还有利于在内部构件3上对锁定销6的精确且平滑的引导。
外部构件2优选地形成有清洁孔18用于清洁快速更换联接器1，此外，外部构件2还形成有例如内螺纹形式的驱动连接部19。
内部构件3优选地包括用于工具、容器部件等的保持区域20。例如，可以插入用于接收并旋上旋盖的盖插入件。
图5示出了在容器处理机100处的快速更换联接器1的使用，容器处理机100被构造为例如具有用于将旋盖22安装到容器23的多个封盖夹头21(仅示出了一个)的封盖机。封盖夹头21包括本身是已知的升降/转动轴24，升降/转动轴24用于当将旋盖22旋上并且绕着转动轴线25a在转盘25上连续旋转时传递扭矩4和轴向力5。
容器23以已知的方式绕着转动轴线26a例如在另一转盘26处同步地旋转。在关联的部分圆的接触点的区域中，旋盖22被置于容器23并旋到容器23上。为此，旋盖22以抗扭矩(torque-resistant)的方式被盖插入件27(参照图6)保持，盖插入件27以形状配合的方式载置于保持区域20中。这种盖插入件27能够以简单的方式生产，并且适于特定容器形式或盖形式。
为了更换形式(format)，通过首先在与转动工作方向4a相反的方向上扭转内部构件3然后将内部构件3向下撤出，能够在不使用工具的情况下使载置有盖插入件27的快速更换联接器1的内部构件3与外部构件2分离。结果，能够从下方进行对封盖夹头21的访问。然而，任何需要空间的横向访问均是不必要的。快速更换联接器1还易于清洁。
快速更换联接器1还实现了单向扭矩4和轴向接触压力5的可靠且无间隙的传递。
图6以截面图从上方示出了快速更换联接器1，该快速更换联接器1与上述实施方式的不同之处在于锁定销6的在外部构件2中的不同的弹性安装。因此，预加载能够通过弹性环(例如O形环)34实现，弹性环34封闭载置于周向延伸的槽35中的孔13并且通过扩张应力从锁定销6的外侧按压。
图6示出了在关联的接合凹部36中处于接合位置的锁定销6，作为示例而不必须的是，接合凹部36被构造为盲孔。还示意性表示了用于锁定销6的引导槽10和第二引导坡口9。这些元件表示多个可能的分布模式，例如以彼此相同的角度间隔37示出的四个的版本，在内部构件3中示意性表示的还有用于以转动固定的方式夹持旋盖22的盖插入件27。
当在与转动工作方向4a相反的方向上将外部构件2和内部构件3彼此抵靠地扭转时，锁定销6在孔13中抵抗弹性环34的阻力被第二引导坡口9和引导槽10向外压出。弹性环34在孔13区域中被向外拉伸，但是维持被引导在周向槽35中。
弹性环34同时周向包围锁定销6使得向内预加载并且防止锁定销6向外掉落。
所说明和示出的快速更换联接器1、31的实施方式的特征能够结合和/或相互交换。锁定销6和接合凹部8的数量和角度分布还能够适于不同的应用，并且适于分别被传递的扭矩4和轴向接触压力5。此外，轴向拉伸力基本上也能够利用快速更换联接器1、31传递。

Claims (17)

1.一种用于容器用封盖机的快速更换联接器(1、31)，所述快速更换联接器(1、31)具有外部构件(2)和以形状配合的方式与所述外部构件(2)接合的内部构件(3)，在所述外部构件(2)与所述内部构件(3)之间，能够传递沿转动工作方向(4a)的扭矩(4)和轴向力(5)，其特征在于，所述外部构件(2)和所述内部构件(3)通过将一者推入另一者并扭转而彼此连接，所述外部构件(2)包括弹性向内预加载的锁定销(6)，所述内部构件(3)包括第一引导坡口(7)和接合凹部(8、36)，所述第一引导坡口(7)与所述转动工作方向(4a)横向地延伸，所述第一引导坡口(7)用于当将一者推入另一者时向外挤压所述锁定销(6)，并且所述锁定销(6)能够在随后的在所述转动工作方向(4a)上的扭转运动期间以转动固定且轴向固定的方式接合在所述接合凹部中，所述接合凹部(8、36)形成有用于所述锁定销(6)的第二引导坡口(9)，所述第二引导坡口(9)用于在与所述转动工作方向(4a)相反的方向上的扭转运动期间向外挤压所述锁定销(6)并且将所述锁定销(6)引导出所述接合凹部(8)，至少三个所述锁定销(6)、至少三个所述第一引导坡口(7)和至少三个所述接合凹部(8、36)均以相互对应的周向分布形成。
2.根据权利要求1所述的快速更换联接器，其特征在于，在所述第一引导坡口(7)与所述第二引导坡口(9)之间大致周向延伸的引导槽(10)被形成为用于所述锁定销(6)。
3.根据权利要求2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述引导槽(10)具有轴向倾斜(11)和/或用于所述锁定销(6)的具有引导半径(12)的偏心引导面(10a)，所述引导半径(12)朝向所述接合凹部(8、36)减小。
4.根据权利要求2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述锁定销(6)具有大致平坦和/或凸出弯曲的侧面(6a)。
5.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述第一引导坡口(7)与所述转动工作方向(4a)横向地延伸，并且所述第一引导坡口(7)在远离外部构件(2)的方向上向外倾斜延伸。
6.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，为了预加载所述锁定销(6)，所述外部构件(2)包括与所述锁定销(6)关联的压缩弹簧和/或包围所述锁定销(6)的弹性环(34)。
7.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述外部构件(2)额外地形成有止动部(13a)，所述止动部(13a)用于所述锁定销(6)并且限制所述锁定销(6)从所述外部构件(2)出来的运动。
8.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述外部构件(2)形成有清洁孔(18)。
9.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述外部构件(2)和所述内部构件(3)形成有彼此配合的同心匹配面(16、17)。
10.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述外部构件(2)包括用于升降/转动轴(24)的驱动连接部(19)。
11.根据权利要求1或2所述的快速更换联接器，其特征在于，所述内部构件(3)被构造为用于工具插入件或容器部件的可替换保持件。
12.根据权利要求4所述的快速更换联接器，其特征在于，所述引导槽(10)具有与所述侧面(6a)对应的引导截面。
13.根据权利要求5所述的快速更换联接器，其特征在于，所述第一引导坡口(7)与所述转动工作方向(4a)正交地延伸。
14.根据权利要求10所述的快速更换联接器，其特征在于，所述升降/转动轴(24)配置于所述外部构件(2)上方。
15.根据权利要求11所述的快速更换联接器，其特征在于，所述内部构件(3)被构造为用于盖插入件(27)的保持件，所述盖插入件(27)用于旋上盖(22)。
16.一种封盖夹头(21)，其用于利用根据前述权利要求中任一项所述的快速更换联接器(1)将旋盖(22)安装于容器(23)。
17.一种封盖机，其用于容器，所述封盖机包括能够连续转动的容器转盘(25)和在所述容器转盘(25)上旋转的多个根据权利要求16所述的封盖夹头(21)。
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