CN111348604B - 用于封闭容器的装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于优选在饮料灌装设备中分别用封闭件封闭容器的装置和方法，其中，所述装置具有：多个封闭机构(10)，所述多个封闭机构(10)各自具有致动器(11)，并且构造并设置成通过操纵所述致动器(11)来使用封闭件封闭相关联的容器；至少一个功率控制装置(12)，所述至少一个功率控制装置(12)可通过功率信号线(13)与所述致动器(11)之一连接，并且构造并设置成将功率信号(L)提供给所述致动器(11)以驱动所述致动器(11)；以及至少一个功率信号开关(14)，所述至少一个功率信号开关(14)构造并设置成将所述功率信号(L)选择性地提供给不同的封闭机构(10)的至少两个致动器(11)。

Description

用于封闭容器的装置

技术领域

本发明涉及一种用于优选在饮料灌装设备中分别用封闭件封闭容器的封闭装置和方法。

背景技术

在用于用填充产品尤其是饮料灌装容器并且在填充之后封闭容器的各种方法和装置中，已知有允许在填充之后立即将封闭件施加到容器口部的技术。例如，当在填充之后不进行与环境的压力平衡，则需要立即封闭。

其中包括突然的填充，这例如从DE102014104873A1中已知。在这里，在超压下提供填充产品，该超压将待填充容器抽真空并将处于超压的填充产品导入到处于负压的容器中。为了缩短填充产品在填充到容器中之后的沉降时间并防止填充产品起泡和溢泡，将容器在超压下封闭，而不用预先进行容器内部空间与环境的压力平衡。为此，从DE102014104873A1的实施例中可以明显看出，通过将填充阀和封闭器布置在同一个处理室中，在空间和时间上尽可能整合填充过程和封闭过程是有意义的。

填充和封闭的工作流程可以在回转机中实施，其中，用于封闭容器的过程比例通常明显小于用于填充容器的过程比例。

图1示意性示出了例示性的填充器和封闭器转盘1，该填充器和封闭器转盘1通过流入星形件2接收容器，在第一过程段S1中借助填充机构(未示出)填充容器，在第二过程段S2中借助封闭机构(未示出)封闭容器并且随后通过流出星形件3运走容器。容器在总过程中经过小于360°的圆弧段S1和S2。对应于第二过程段S2的用于封闭的时间和空间过程比例通常位于总过程的大约20％至30％的范围内。因此，与封闭相比，填充需要明显更多的时间和空间。

为了在填充之后立即封闭容器，每个填充机构与一个封闭机构相关联。已知的是，给封闭机构各自配备一个伺服电动机，以将封闭件旋紧到容器口部上。这种封闭机构例如从EP2674390A1中可以看出。

由于每个填充机构与一个封闭机构相关联并且每个封闭机构具有带有所属的伺服逆变器的伺服电动机，因而对于这种设备需要高的投资成本和运营成本。另外，显著的维护费用与大量部件有关。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于用封闭件分别封闭容器的改进装置和改进方法，尤其是提高可靠性并简化结构。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置和具有权利要求7的特征的方法来实现。有利的改进方案从从属权利要求、说明书下文和附图中得出。

根据本发明的装置用于用封闭件分别封闭容器。优选地，所述装置还用于预先用填充产品填充容器。所述装置优选地用于饮料灌装设备中，例如用于灌装碳酸化填充产品，例如啤酒、矿泉水或软饮料。

所述装置具有多个封闭机构，所述多个封闭机构各自具有(至少一个)致动器，并且构造并设置成通过操纵所述致动器来使用封闭件封闭相关联的容器。通过这种表述包含的是，致动器有助于封闭容器，也就是说，可以为每个封闭机构安装另外的致动器或其他技术手段，这些另外的致动器或其他技术手段在其整体和配合方面能够用封闭件封闭容器。例如，另外的致动器可以执行封闭机构的封闭头的升降移动，以将封闭件放置在容器口部上，而上述选取的致动器执行旋转移动，以将封闭件旋紧到容器口部上。

所述装置还具有至少一个功率控制装置，所述至少一个功率控制装置可通过功率信号线与所述致动器之一连接，并且构造并设置成将功率信号提供给所述致动器以驱动所述致动器。因此，在本文中提出的多个封闭机构的致动器是可电操纵的致动器。从功率信号获得为操纵致动器所需的功率。即使当功率信号可以包含用于控制致动器的信息，该功率信号也因此不同于纯控制信号，该纯控制信号与功率信号相比通常具有较低的功率。

所述装置还具有至少一个功率信号开关，所述至少一个功率信号开关构造并设置成将所述功率信号选择性地提供给不同的封闭机构的至少两个致动器。

换句话说，多个致动器从单个功率控制装置获得功率。当不必同时操纵所有封闭机构时，能够抛弃一对一关联而转向选择性接通功率。通过至少省去通常需要的功率控制装置的一部分，可以减小装置的复杂性和故障概率。可以降低维护费用以及投资成本和运营成本。

优选地，所述功率控制装置构造并设置成提供并传输用于控制所述致动器中的一个或多个的控制信号。与功率信号不同，控制信号也可以可选地无线传输。根据该优选实施方式，所述装置还具有至少一个控制信号开关，所述至少一个控制信号开关构造并设置成将所述控制信号选择性地、优选与所述功率信号开关的切换同步地提供给所述相关的封闭机构的所述至少两个致动器。在功率控制装置中实现并借助控制信号传输的电子控制功能可以支持致动器的控制，例如以实现复杂的移动序列。通过减少用于控制致动器的技术手段，可以进一步减少所述装置的复杂性和故障概率。可以进一步降低维护费用以及投资成本和运营成本。

根据一个特别优选的实施变型例，所述多个致动器是例如用于将封闭件旋紧到容器口部上的伺服电动机。在该情况下，所述功率控制装置是伺服逆变器。伺服电动机可以以旋转角度精确的方式控制，由此使伺服电动机特别适合于将旋转封闭件旋紧到容器口部上。此外，通过致动器之间的分离以及由单独的模块即伺服逆变器产生/提供功率，可以在不进行明显重新设计的情况下实现力求达到的所述装置的结构简化。

出于相同原因，所述功率信号包括在频率和/或幅度上可控制的三相交流电压，其功率可转换成所述伺服电动机的转子旋转。

优选地，所述装置具有填充器和封闭器转盘，所述填充器和封闭器转盘具有第一过程段和随后的第二过程段，所述第一过程段用于通过一个或多个填充机构填充所述容器，所述第二过程段用于通过所述多个封闭机构封闭所述已填充容器。第二过程段可以直接连接到第一过程段(沿容器的运输方向看)，由此可以在填充之后立即封闭容器。对致动器的选择性功率接通特别适用于这种回转机，因为总是仅那些其过程角度落入第二过程段中的封闭机构才须被操纵。

在这里，用于填充器和封闭器转盘的所需的功率控制装置的数量取决于封闭器的过程比例，即第二过程段相对于总过程的大小。例如，在封闭过程比例占总过程的25％的情况下，与一对一关联相比，可以省去75％的功率控制装置12。优选地，用于封闭的过程比例处于总过程的大约20％至30％的范围内，因为用于封闭的时间和空间过程比例(对应于第二过程段)可以设计为与用于填充的过程比例相比明显小。

上述目的还使用一种用于用封闭件分别封闭容器的方法来实现。优选地，所述方法包括预先用填充产品填充容器。所述方法优选地用于饮料灌装设备中，例如用于灌装碳酸化填充产品，例如啤酒、矿泉水或软饮料。所述方法具有：将由多个封闭机构构成的封闭机构与待封闭容器相关联，其中，所述封闭机构各自具有(至少一个)致动器，所述致动器构造并设置成通过借助功率信号操纵以封闭容器；通过功率控制装置提供所述功率信号；以及切换功率信号开关，所述功率信号开关构造并设置成将所述功率信号选择性地提供给不同的封闭机构的至少两个致动器，从而使所述功率控制装置通过功率信号线与所述相关联的封闭机构的所述致动器连接并将所述功率信号提供给所述致动器。

应指出的是，方法步骤的执行顺序不一定由上面的编排预定或限制。例如，可以在填充之前，例如在容器进入到可能的填充器和封闭器转盘中时，已经进行封闭机构与容器的相关联。“关联”在本文中主要用于通过从多个容器和封闭机构中选取容器和所属的封闭机构来唯一地限定功率信号开关的切换。另外，可以在任何时间点由功率控制装置提供功率信号，只要确保该功率信号当其由相应的致动器需要时可供使用即可。

针对所述装置所描述的特征、技术作用、优点和实施例类似地适用于所述方法。

因此，所述方法优选地具有：通过所述功率控制装置提供控制信号，所述控制信号构造并设置成控制所述多个封闭机构的所述致动器；和切换控制信号开关，所述控制信号开关构造并设置成将所述控制信号选择性地提供给相关的封闭机构的至少两个致动器，从而使所述功率控制装置将所述控制信号优选无线提供给所述相关联的封闭机构的所述致动器。在功率控制装置中实现并借助控制信号传输的电子控制功能可以支持致动器的控制，例如以可以实现复杂的移动序列。通过减少用于控制致动器的技术手段，可以进一步减少执行所述方法的所述装置的复杂性和故障概率。可以进一步降低维护费用以及投资成本和运营成本。

优选地，所述功率信号开关和所述控制信号开关大致同步地切换，以可靠地操纵选择性接通的致动器。

优选地，所述多个致动器是例如构造并设置成将封闭件旋紧到容器口部上的伺服电动机。在该情况下，所述功率控制装置是伺服逆变器。伺服电动机可以以旋转角度精确的方式控制，由此使伺服电动机特别适合于将旋转封闭件旋紧到容器口部上。此外，通过致动器之间的分离以及由单独的模块即伺服逆变器产生/提供功率，可以在不进行明显重新设计的情况下实现力求达到的执行所述方法的所述装置的结构简化。

出于相同原因，所述功率信号优选地包括在频率和/或幅度上可控制的三相交流电压，其功率被转换成所述伺服电动机的转子旋转。

优选地，所述容器在封闭之前用填充产品来填充，其中，执行所述容器的填充和封闭，而所述容器由填充器和封闭器转盘运输，所述填充器和封闭器转盘具有第一过程段和随后的第二过程段，所述第一过程段用于通过一个或多个填充机构填充所述容器，所述第二过程段用于通过所述多个封闭机构封闭所述已填充容器。第二过程段可以直接连接到第一过程段(沿容器的运输方向看)，由此可以在填充之后立即封闭容器。对致动器的选择性功率接通特别适用于这种回转机，因为总是仅那些其过程角度落入第二过程段中的封闭机构才须被操纵。

为此，进行所述功率信号开关的切换，从而优选地在所述容器进入到所述第二过程段中之时或之前，将所述功率信号从所述功率控制装置提供给所述相关联的封闭机构的所述致动器。类似地，进行所述控制信号开关的切换，从而优选地在所述容器进入到所述第二过程段中之时或之前，将所述控制信号从所述功率控制装置提供给所述相关联的封闭机构的所述致动器。

本发明的其他优点和特征从以下优选实施例的描述中将变得显而易见。在此描述的特征可以单独实现，或者与上述一个或多个特征组合实现，只要这些特征不冲突即可。在这里，参照附图对优选实施例进行以下描述。

附图说明

通过下面的附图描述来更详细地说明本发明的其他优选实施方式。在附图中：

图1示意性示出了填充器和封闭器转盘，该填充器和封闭器转盘通过流入星形件接收容器，在第一过程段中填充容器，在第二过程段中封闭容器并且随后通过流出星形件运走容器；和

图2示出了框图，该框图示出了借助功率控制装置控制多个填充机构的致动器。

具体实施方式

以下，参照附图描述优选实施例。在这里，附图中的相同、相似或等同的元件附有相同的附图标记，并且部分省略了这些元件的重复描述，以避免冗余。

图2是框图，该框图示意性示出了多个封闭机构10，该多个封闭机构10各自配备有可电操纵的致动器11。致动器11优选是指电动机，该电动机特别优选地实施为伺服电动机以控制旋转角度。替代地，致动器可以是指步进电动机、用于可切换地收纳和释放金属封闭件例如金属瓶盖的电磁体、或者执行或支持用封闭件封闭容器口部的其他可电操纵部件。

换句话说，本文中选取的致动器11有助于封闭容器。因此，可以为每个封闭机构10安装另外的致动器或其他技术手段，这些另外的致动器或其他技术手段在其整体和配合方面能够用封闭件封闭容器。例如，另外的致动器可以执行封闭机构10的封闭头的升降移动，以将封闭件放置在容器口部上，而上述选取的致动器11执行旋转移动，以将封闭件旋紧到容器口部上。

为了控制致动器11，设置有电子装置，该电子装置在此被称为功率控制装置12，以清楚地表明，该功率控制装置12除了可能的控制信号S之外还通过用于致动器11的功率信号线13提供功率信号L。

在伺服电动机的情况下，功率控制装置12是伺服逆变器，该伺服逆变器也称为伺服放大器或伺服调节器。伺服逆变器借助功率信号L优选地提供在频率和幅度上可控制的三相交流电压，该三相交流电压的功率被转换成相应伺服电动机的转子旋转。因此，应将功率信号L与低功率的纯控制信号S区分开。在步进电动机的情况下，功率控制装置12是步进电动机驱动器，该步进电动机驱动器放大并切换数字信号以确定相位序列，以产生用于驱动转子的旋转场。

除了提供功率信号L之外，功率控制装置12还可以包括电子控制功能，例如，以实现复杂的移动序列。为此，功率控制装置12可以构造并设置成将控制功能通过控制信号S输出到致动器11。当将功率通过功率信号电缆13物理地传输到致动器11时，控制信号S可以在必要时无线传输，如在图2中由虚线所示。

从图2的框图可以看出，单个功率控制装置12与多个致动器11相关联。在图1所示的填充器和封闭器转盘1的情况下，能够这样抛弃一对一关联，因为总是仅那些其过程角度落入第二过程段S2中的封闭机构10才须被操纵。然而，应指出的是，本文中阐述的多重关联也可以在其他封闭器架构或填充和封闭架构中实施。例如，多个致动器11的可切换的功率供应装置也可以借助功率控制装置12在时钟线性机中实现。

为了选择性或级联接通功率信号L，针对功率信号线13设置有功率信号开关14，该功率信号开关14将由功率控制装置12提供的功率信号L提供给致动器11之一，即应根据过程角度或过程进度来操纵的致动器11。

如果功率控制装置12设置成除了功率信号L之外还产生并输出控制信号S，则还设置有控制信号开关15，该控制信号开关15以类似的方式将控制信号S提供给应根据当前的过程角度或过程进度来操纵的致动器11。

应指出的是，功率信号开关14和/或控制信号开关15可以构造并设置成同时服务于多个致动器11。此外，优选地，设置有多组功率控制装置12、功率信号开关14和必要时控制信号开关15。于是，例如每个填充器和封闭器转盘1的所需的功率控制装置12的数量取决于封闭器的过程比例，即每个封盖机的处理比例，即大约为第二过程段S2相对于总过程S1和S2的大小。例如，在封闭过程比例占总过程的25％的情况下，与一对一关联相比，可以省去75％的功率控制装置12。

通过省去通常需要的功率控制装置12的大部分，可以降低设备的复杂性和故障概率。可以降低维护费用以及投资和运营成本。另外，通过在致动器11之间的分离以及由单独的模块产生/提供功率，可以在不进行明显重新设计的情况下实现力求达到的装置的结构简化。这尤其适用于通过伺服电动机实现致动器11的情况。

在适用的情况下，可以在不脱离本发明的范围的情况下将实施例中示出的所有单独特征相互组合和/或交换。

附图标记说明：

1 填充器和封闭器转盘

2 流入星形件

3 流出星形件

10 封闭机构

11 致动器

12 功率控制装置

13 功率信号线

14 功率信号开关

15 控制信号开关

S1 第一过程段

S2 第二过程段

L 功率信号

S 控制信号

Claims (19)

1.一种用封闭件分别封闭容器的装置，其具有：

多个封闭机构（10），所述多个封闭机构（10）各自具有致动器（11），并且构造并设置成通过操纵所述致动器（11）来使用封闭件封闭相关联的容器；

至少一个功率控制装置（12），所述至少一个功率控制装置（12）可通过功率信号线（13）与所述致动器（11）之一连接，并且构造并设置成将功率信号（L）提供给所述致动器（11）以驱动所述致动器（11）；以及

至少一个功率信号开关（14），所述至少一个功率信号开关（14）构造并设置成将所述功率信号（L）选择性地提供给不同的封闭机构（10）的至少两个致动器（11）来切换所述至少两个致动器（11）；

所述装置具有填充器和封闭器转盘（1），所述填充器和封闭器转盘（1）具有第一过程段（S1）和随后的第二过程段（S2），所述第一过程段（S1）用于通过一个或多个填充机构填充所述容器，所述第二过程段（S2）用于通过所述多个封闭机构（10）封闭已填充容器，其中所述功率控制装置（12）和功率信号开关（14）被配置成使得仅那些其过程角度落入第二过程段（S2）中的封闭机构（10）被致动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置用于饮料灌装设备中。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率控制装置（12）还构造并设置成提供用于控制所述致动器（11）的控制信号（S）并且所述装置还具有至少一个控制信号开关（15），所述至少一个控制信号开关（15）构造并设置成将所述控制信号（S）选择性地提供给所述至少两个致动器（11）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述功率控制装置（12）无线传输所述控制信号（S）。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少一个控制信号开关（15）构造并设置成将所述控制信号（S）与所述功率信号开关（14）的切换同步地提供给所述至少两个致动器（11）。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个致动器（11）是伺服电动机，并且所述功率控制装置（12）是伺服逆变器。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个致动器（11）是用于将所述封闭件旋紧到容器口部上的伺服电动机。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述功率信号（L）包括在频率和/或幅度上可控制的三相交流电压，其功率可转换成所述伺服电动机的转子旋转。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，用于封闭的过程比例处于总过程的20％至30％的范围内。

10.一种利用根据权利要求1-9中任一项所述的用封闭件分别封闭容器的装置来用封闭件分别封闭容器的方法，其具有：

将由多个封闭机构（10）构成的封闭机构（10）与待封闭容器相关联，其中，所述封闭机构（10）各自具有致动器（11），所述致动器（11）构造并设置成通过借助功率信号（L）操纵以封闭容器；

通过功率控制装置（12）提供所述功率信号（L）；以及

切换功率信号开关（14），所述功率信号开关（14）构造并设置成将所述功率信号（L）选择性地提供给不同的封闭机构（10）的至少两个致动器（11）来切换所述至少两个致动器（11），从而使所述功率控制装置（12）通过功率信号线（13）与所述相关联的封闭机构（10）的所述致动器（11）连接并将所述功率信号（L）提供给所述致动器（11）；

所述容器在封闭之前用填充产品来填充并且执行所述容器的填充和封闭，而所述容器由填充器和封闭器转盘（1）运输，所述填充器和封闭器转盘（1）具有第一过程段（S1）和随后的第二过程段（S2），所述第一过程段（S1）用于通过一个或多个填充机构填充所述容器，所述第二过程段（S2）用于通过所述多个封闭机构（10）封闭已填充容器，其中所述功率控制装置（12）和功率信号开关（14）被配置成使得仅那些其过程角度落入第二过程段（S2）中的封闭机构（10）被致动。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法用于饮料灌装设备中。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还具有：

通过所述功率控制装置（12）提供控制信号（S），所述控制信号（S）构造并设置成控制所述多个封闭机构（10）的所述致动器（11）；和

切换控制信号开关（15），所述控制信号开关（15）构造并设置成将所述控制信号（S）选择性地提供给不同的封闭机构（10）的至少两个致动器（11），从而使所述功率控制装置（12）将所述控制信号（S）提供给所述相关联的封闭机构（10）的所述致动器（11）。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述功率控制装置（12）将所述控制信号（S）无线提供给所述相关联的封闭机构（10）的所述致动器（11）。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述功率信号开关（14）和所述控制信号开关（15）大致同步地切换。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，多个所述致动器（11）是伺服电动机，并且所述功率控制装置（12）是伺服逆变器。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个致动器（11）是用于将封闭件旋紧到容器口部上的伺服电动机。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述功率信号（L）包括在频率和/或幅度上可控制的三相交流电压，其功率被转换成所述伺服电动机的转子旋转。

18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进行所述功率信号开关（14）的切换，从而在所述容器进入到所述第二过程段（S2）中之时或之前，将所述功率信号（L）从所述功率控制装置（12）提供给所述相关联的封闭机构（10）的所述致动器（11）。

19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，进行所述控制信号开关（15）的切换，从而在所述容器进入到所述第二过程段（S2）中之时或之前，将所述控制信号（S）从所述功率控制装置（12）提供给所述相关联的封闭机构（10）的所述致动器（11）。

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