-
Die Erfindung betrifft einen Verschließkopf zum
Verschließen
von Behältern,
insbesondere von Flaschen, mit einem Verschluss gemäß Oberbegriff des
Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Verschließen von Behältern gemäß Oberbegriff des Anspruchs
18.
-
Verschließköpfe und Verfahren der hier
angesprochenen Art sind bekannt (
DE 2621499 A1 ,
DE 1952579 A1 ). Sie dienen dazu, Behälter, insbesondere
Flaschen, mit einem Verschluss zu verschließen. Es hat sich herausgestellt,
dass bei herkömmlichen
Verschließköpfen und
Verfahren eine optimale Reinigung des durch den Verschluss abgedeckten Mündungsbereichs
nicht möglich
ist. Es wurde daher bereits vorgeschlagen, die Mündung eines Behälters mit
einem Vorverschluss abzudecken und dann die die Mündung umgebende
Wandung des Behälters
zu reinigen. Erst anschließend
wird dann der endgültige Verschluss
auf den vorverschlossenen Behälter
aufgebracht. Es bedarf also hier zweier Verschließvorgänge. Es
wurden auch schon Verschlüsse
vorgeschlagen, die eine Dichtungseinlage aufweisen, die in einer
ersten Funktionsstellung des Verschlusses in dessen Öffnungsbereich
angeordnet sind. Werden mit einem derartigen Verschluss schäumende,
kohlensäurehaltige
Getränke,
beispielsweise Bier, in einem Behälter, insbesondere einer Flasche,
eingeschlossen, so wird der über
der Mündung
stehende Schaum von der Dichtungseinlage verdrängt und von dem auf die Behältermündung aufgesetzten
Verschluss dann nach unten verlagert. Der Verschluss wird also auf
die Behältermündung aufgesetzt
und festgeschraubt. Es ist klar, dass bei dieser Vorgehensweise
der vom Verschluss abgedeckte Bereich der Behälterwandung, die die Mündung umgibt,
anschließend
nicht mehr gereinigt werden kann. Es können sich also Bakterien bilden,
die schädlich
für den
Verbraucher sind und die beim späteren
Gebrauch des Behälters
in dessen Inneres gelangen können,
so dass der Inhalt verdirbt. Außerdem
kann der Verschluss durch Inhaltsreste so verklebt werden, dass
ein Öffnen
zumindest erschwert wird.
-
Aufgabe der Erfindung ist es daher,
einen Verschließkopf
und einen Verfahren zum Verschließen von Behältern zu schaffen, die diese
Nachteile nicht aufweisen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein
Verschließkopf
vorgeschlagen, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
Er zeichnet sich dadurch aus, dass er einen Verschließkonus,
eine diesen haltende Aufnahme und eine Federeinrichtung umfasst,
die so ausgebildet ist, dass beim ersten Aufsetzen des Verschlusses
auf den Behälter
eine erste Hubbewegung und beim Festschrauben des Verschlusses eine
zweite Hubbewegung ermöglicht
ist. Außerdem
werden jeweils unterschiedliche Federkräfte auf den Verschluss ausgeübt. Dabei
sind die Federkräfte
beim ersten Aufsetzen geringer als beim Festschrauben. Es ist daher
möglich,
die Behältermündung zunächst mit
dem Verschluss so gegenüber
der Umgebung abzu schließen,
dass ein Reinigungsvorgang durchgeführt wird, mit dem Inhaltsreste
von der Behälterwandung
entfernt werden, die die Mündung
umgeben. Danach kann dann mit höheren Federkräften ein
Festschrauben des Verschlusses erfolgen. Besonders vorteilhaft wird
der hier genannte Verschließkopf
im Zusammenhang mit Verschlüssen
eingesetzt, die in einer ersten Funktionsstellung im Öffnungsbereich
eine Dichtungseinlage aufweisen. Diese verschließt dann die Mündung des
Behälters
sicher während
des Reinigungsvorgangs. Werden dann höhere Kräfte auf den Verschluss ausgeübt, so wird
die Dichtungseinlage in ihre endgültige Position (zweite Funktionsstellung)
im Inneren des Verschlusses gedrängt
und der Verschluss festgeschraubt. Dabei überdeckt die Seitenwandung
des Verschlusses beziehungsweise dessen Mantel einen Bereich des
Behälters,
der zuvor gereinigt ist, so dass sich bei Bakterien hier nicht mehr
ohne Weiteres ansiedeln können.
Auch wird ein Verkleben vermieden.
-
Weitere Ausgestaltungen des Verschließkopfes
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Aufgabe wird außerdem durch
ein Verfahren gelöst,
das die in Anspruch 15 genannten Merkmale umfasst. Es zeichnet sich
dadurch aus, dass der Verschluss mit einer ersten Federkraft auf die
Behältermündung aufgesetzt
wird, die so groß gewählt ist,
dass nun ein Reinigungsvorgang durch geführt werden kann, ohne dass
Reinigungsflüssigkeit
in das Innere des Behälters
gelangt und dessen Inhalt verunreinigt. Danach wird der bei diesen
Verfahren eingesetzte Verschließkopf
weiter abgesenkt, und der Verschluss endgültig auf den Behälter aufgebracht
und festgeschraubt.
-
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung wird im Folgendem anhand der
Zeichnung näher
erläutert,
die eine Figur umfasst. Diese zeigt einen Längsschnitt durch einen Verschließkopf.
-
Der in der Figur dargestellte Verschließkopf 1 umfasst
einen Verschließkonus 3,
der von einer Aufnahme 5 gehalten und gegenüber dieser
verschieblich gelagert ist. Die Figur zeigt noch eine Halterung 7 für die Aufnahme 5.
Die Aufnahme 5 ist gegenüber der Halterung 7 ebenfalls
verschieblich gelagert. Über
einen hier nicht dargestellten Antrieb kann ein Drehmoment auf die
Aufnahme 5 ausgeübt
werden, um diese in Rotation zu versetzen. Das Drehmoment wird auf
geeignete Weise auf den Verschließkonus 3 übertragen.
-
Der Verschließkopf 1 ist mit einer
Federeinrichtung 9 versehen, die ein der Aufnahme 5 zugeordnetes
erstes Federelement 11 und ein dem Verschließkonus 3 zugeordnetes
zweites Federelement 13 umfasst.
-
Der Verschließkopf 1 ist außerdem mit
einer Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 versehen, die
hier beispielhaft mit dem Verschließkonus 3 und der Aufnahme 5 zusammenwirkt.
Es ist grundsätzlich auch
möglich,
eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 zwischen dem hier
nicht dargestellten Antrieb und dem Verschließkopf 1 vorzusehen.
Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung dient dazu, das auf einen Ver schluss
ausgeübte
Drehmoment auf einen bestimmten gewünschten wert zu begrenzen und
dazu, ein zu starkes Festschrauben auf dem Behälter zu verhindern.
-
Der bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
gewählte
Verschließkonus 3 weist
einen Konuskörper 17 mit
einen Hohlraum 19 auf, in dem die auf einen Behälter aufzuschraubenden
Verschlüsse eingebracht
werden. In den Konuskörper 17 ist
eine umlaufende Nut 21 eingebracht in die beispielhaft vier
Kugeln 23 eingesetzt und dort von einer Bandfeder 25 gehalten
werden. Die Kugeln 23 ragen durch geeignete Öffnungen,
die kleiner sind als der Außendurchmesser
der Kugeln 23, in den Hohlraum 19 hinein, um die
in den Hohlraum eingebrachten Verschlüsse federnd zu halten. In den
Hohlraum 19 können
noch bekannte Haltenasen eingreifen, deren Abstand auf die auf der
Außenseite
der Verschlüsse vorgesehene
Riffelung abgestimmt sind.
-
Der Konuskörper 17 ist an einem
Haltelement 27 angebracht, beispielsweise festgeschraubt, welches
in einer Führungsöffnung 29 im
Grundkörper der
Aufnahme 5 in Richtung der Mittel- beziehungsweise Drehachse 31 des
Verschließkopfes 1 verschieblich
gelagert ist. Der Grundkörper
der Aufnahme 5 ist mit einer Ausnehmung 33 versehen,
im die das zweite Federelement 13, das Teil der Federeinrichtung 9 ist,
eingesetzt ist. Diese stützt
sich einerseits an einem mit dem Haltelement 27 zusammenwirkenden
ersten Widerlager 35 und andererseits an einem zweiten
widerlager 37 der Aufnahme 5 ab. Dadurch wird der Verschließkonus 3 mit
einer in der Figur nach unten wirkenden Vorspannkraft beaufschlagt,
so dass sich der Verschließkonus 3,
wie dargestellt, in seiner ausgefahrenen Situation befindet. Das
erste Widerlager 35 ist so ausgebildet, dass es die Ausfahrbewegung
auf einen maximalen Wert begrenzt, so dass der Verschließkonus 3 nicht
aus dem Veraschließkopf 3 beziehungsweise
aus der Aufnahme 5 herausgeschoben wird.
-
Der Außendurchmesser des Konuskörpers 17 ist
so groß gewählt, dass
dieser nicht in die Führungsöffnung 29 eindringen
kann. Vielmehr dient die Unterkannte 39 der Aufnahme 5 als
Anschlag für
eine nach oben gerichtete Bewegung des Konuskörpers 17 beziehungsweise
des Verschließkonus' 3. Durch die
Unterkante 39 und durch das erste Widerlager 35 wird
also einerseits die maximale Auswärtsbewegung des Verschließkonus' 3 und andererseits
die maximale Einwärtsbewegung
des Verschließkonus' 3 begrenzt.
Dadurch ergibt sich eine maximale erste Hubbewegung H1 des Verschließkonus' 3 gegenüber der
Aufnahme 5.
-
Die Aufnahme 5 ist gegenüber der
Halterung 7 in Richtung der Drehachse 31 verlagerbar.
Sie wird durch das erste Federelement 11 der Federeinrichtung 9 mit
einer in der Figur nach unten gerichteten Federkraft beaufschlagt,
bis sie sich mit der in der Figur dargestellten Position befindet.
Die nach unten gerichtete Bewegung wird durch einen geeigneten Anschlag 41 begrenzt.
In der Figur befindet sich die Aufnahme 5 gegenüber der
Halterung 7 in ihrer untersten Position.
-
Die Aufnahme 5 weist einen
Führungskörper 43 auf,
der von der Halterung 7 umgriffen wird und in einer Führungsöffnung 45 derselben
in Richtung der Drehachse 31 verlagerbar ist. Am oberen
Ende des Führungskörpers 43 ist
ein Abschlusskörper 47 vorgesehen,
der eine umlaufende Schulter 49 aufweist, dessen Außendurchmesser
größer ist
als der Innendurchmesser der Führungsöffnung 45.
Bei einer Abwärtsbewegung
der Aufnahme 5 gegenüber
der Halterung 7 dient also die Schulter 49 als
Anschlag 41.
-
Die Abwärtsbewegung des Aufnahme 5 gegenüber der
Halterung 7 wird durch das erste Federelement 11 der
Federeinrichtung 9 bewirkt. Bei dem hier dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist das erste Federelement 11 eine innere erste Teilfeder 51 auf, die
im Inneren des Führungskörpers 43 angeordnet ist
und sich einerseits an einem ersten inneren Widerlager 53 und
andererseits an einem zweiten inneren widerlager 55 abstützt. Das
zweite innere Widerlager 55 wird durch einen geeigneten,
in die Halterung 7 eingebrachten Abschlusskörper 57 gebildet, der
fest mit der Halterung 7 verbunden ist.
-
Das erste Federelement 11 weist
außerdem eine
zweite Teilfeder 59 auf, die die Halterung 7 und die
Aufnahme 5 außen
umgibt und sich einerseits an der Halterung 7 und andererseits
an der Aufnahme 5 so abstützt, dass letztere mit einer
nach unten gerichteten Kraft beaufschlagt wird. Auch hier dient
der Anschlag 41 als Begrenzung der Abwärtsbewegung der Aufnahme 5 gegenüber der
Halterung 7.
-
Die Halterung 7 übergreift
außen
den Führungskörper 43 und
ist so ausgestaltet, dass sie an einem gegenüber dem Führungskörper 43 nach außen vorspringenden
Bereich 61 der Aufnahme 5 anschlägt, wenn
diese entgegen der Kraft des ersten Federelements 11 nach
oben in Richtung der Drehachse 31 verlagert wird. Eine
Unterkante 63 der Halterung 7 dient als Anschlag
für den
Bereich 61 und begrenzt damit die Aufwärtsbewegung der Aufnahme 5 gegenüber der
Halterung 7. Damit wird, gemeinsam mit dem Anschlag 41,
eine zweite Hubbewegung der Aufnahme 5 gegenüber der
Halterung 7 begrenzt, die in der Figur mit H2 gekennzeichnet
ist.
-
Aus den Erläuterungen wird deutlich, dass die
nach unten gerichtete Bewegung der Aufnahme 5 gegenüber der
Halterung 7 durch das erste Federelement 11 der
Federeinrichtung 9 bewirkt wird. Dabei spielt es keine
Rolle, ob das erste Federelement 11 aus zwei Teilfedern 51 und 59 besteht,
wie dies hier dargestellt ist, oder ob lediglich eine einzige innere Teilfeder 51 oder
eine einzige äußere Teilfeder 59 vorgesehen
ist.
-
Der Verschließkopf 1 wird, wie
gesagt, von einem hier nicht dargestellten Antrieb in Rotation versetzt,
wodurch sich einerseits die Aufnahme 5 und andererseits
der Verschließkonus 3 dreht.
Wie unten noch genauer ausgeführt
wird, dient der Verschließkonus 3 zum
Aufschrauben, das heißt
Festschrauben, eines Verschlusses auf einen Behälter. Dabei darf nicht ein
beliebig großes
Drehmoment eingesetzt werden. Daher ist eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 vorgesehen.
Diese kann zwischen dem An trieb und dem Verschließkopf 1 vorgesehen
werden, so dass sich der Verschließkopf 1 bei Erreichen
eines bestimmten Drehmoments, nicht weiter dreht. Es wird deutlich,
dass der Verschließkopf 1 eine
relativ große
Masse hat. Es ist daher vorzugsweise vorgesehen, eine Drehmomenteinrichtung 15 zwischen
dem Verschließkonus 1 und
der Aufnahme 5 vorzusehen, um die beim Festschrauben des
Verschlusses bewegte Masse auf ein Minimum zu reduzieren.
-
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
umfasst die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 eine Magnetkupplung 65.
Diese weist eine Anzahl von unteren Magneten 67 und von
oberen Magneten 69 auf, wobei die unteren Magnete 67 drehfest
mit einem vom Bereich 61 ausgehenden Ringmantel 71 verbunden
sind und die oberen Magnete 69 mit einem im Inneren der
Aufnahme 5 gelagerten Aufnahmekörper 73. Um die Drehbewegung zwischen
dem Aufnahmekörper 73 und
dem Ringmantel 71 zu ermöglichen, ist eine geeignete
Lagerung 75 vorgesehen.
-
Der in Richtung der Drehachse 31 gemessene
Abstand zwischen den unteren Magneten 67 und den oberen
Magneten 69 ist vorzugsweise einstellbar, um die Übertragungskräfte der
Magnetkupplung 65 auf einen vorbestimmten Wert einstellen
zu können.
-
Im Folgenden wird auf das Verfahren
zum Verschließen
von Behältern,
insbesondere mit Hilfe eines Verschließkopfs 1, wie er anhand
der Figur erläutert
wurde, näher
eingegangen:
Der Verschließkopf 1 wird
im Zusammenhang mit einer Verschließeinrichtung eingesetzt, durch
die die zu verschließenden
Behälter
beispielsweise auf einer linearen Bahn oder vorzugsweise auf einer
Kreisbahn geführt
werden. Der Verschließkopf
wird innerhalb einer Verschließeinrichtung
auf geeignete Weise gehalten und, abhängig vom Verschließvorgang,
auf und ab bewegt.
-
Die Verschließeinrichtung ist mit einem
geeigneten Vorratsbehälter
versehen, in dem die Verschlüsse
bereitgehalten werden. Über
eine geeignete Sortier- und
Zuführeinrichtung
werden die Verschlüsse
dem Verschließkopf 1 zugeführt. Dieser übernimmt
die Verschlüsse
in einer sogenannten Pickstation. Die Übernahme der Verschlüsse erfolgt dadurch,
dass der Verschließkopf 1 auf
einen in der Übergabe-
beziehungsweise Pickstation bereitgehaltenen Verschluss abgesenkt
wird, so dass dieser in dem Hohlraum 19 des Konuskörpers 17 angeordnet ist.
Der Verschluss wird schließlich
ganz in den Hohlraum 19 eingedrückt und dort sicher von den
Kugeln 23 gehalten. Nun wird der Verschluss aus der Zufuhr-/Pickstation
herausgenommen und dem zu verschließenden Behälter zugeführt.
-
Im Rahmen des Verschließverfahrens
wird der Verschluss nun auf die Mündung des zu verschließenden Behälters aufgesetzt,
indem der Verschließkopf 1 auf
den Behälter
abgesenkt oder dieser gegenüber
dem Verschließkopf 1 angehoben
wird. Beim ersten Aufsetzen des Verschlusses wirkt das zweite Federelement 13 der
Federeinrichtung 9. Der Konuskörper 17 kann dabei
eine erste Hubbewegung H1 durchfüh ren.
Es ist also möglich,
Höhentoleranzen
auszugleichen, die durch verschiedene Höhen der Behälter aber auch durch Maßtoleranzen
beim Verschluss auftreten können.
-
In dieser Phase wird also der Verschluss
von dem Verschließkonus 3 mit
einer ersten Federkraft auf die Behältermündung aufgedrückt. Dabei
wird die Behältermündung nicht
vollständig
in das Innere des Verschlusses eingeschoben.
-
Wird beispielsweise ein herkömmlicher Schraubverschluss
verwendet, der auf die Behältermündung festgeschraubt
wird, so verhindert das Innengewinde im Verschluss, dass dieser
vollständig auf
den Behälter
aufgeschoben wird. Dies ist zumindest dann der Fall, wenn der Verschließkopf 1 beziehungsweise
der Verschließkonus 3 mit
dem Verschluss keine Drehbewegung durchführt. Es ist nun möglich, den
die Mündung
umgebenden Bereich des Behälters
einem Reinigungsvorgang zu unterziehen, während die Mündung des Behälters vorläufig abgedeckt
ist.
-
Besonders bevorzugt wird jedoch im
Zusammenhang mit dem hier beschriebenen Verschließkopf 1 ein
Verschluss verwendet, der eine Dichteinlage aufweist, die in einer
ersten Funktionsstellung im Öffnungsbereich
des Verschlusses gehalten wird. Die Dichteinlage kann dabei im Wesentlichen
eben ausgebildet sein und beim ersten Aufsetzen des Verschlusses
die Behältermündung so
dicht abschließen,
dass ein Reinigungsvorgang problemlos durchgeführt werden kann. Es ist auch
möglich,
die Dichtungseinlage mit einem zentralen Vorsprung zu versehen,
der in das Innere der Behältermündung eingreift
und diese abschließt.
Die Dichteinlage ist so im Öffnungsbereich
des Verschlusses gehalten, dass sie bei Einwirken der Federkraft
des zweiten Federelements 13 aus ihrer gegebenen Position
nicht herausgedrückt
wird.
-
Bei Einsatz eines derartigen Verschlusses wird
also der Verschließkopf 1 auf
die Behältermündung aufgesetzt
und diese mit einer ersten Federkraft so ver schlossen, dass
Reinigungsflüssigkeit
nicht in das Innere des Behälters
eindringen kann.
-
Nach dem Reinigungsvorgang wird der
Verschließkopf 1 weiter
gegenüber
dem Behälter
abgesenkt beziehungsweise dieser gegenüber dem Verschließkopf 1 angehoben.
Dadurch schlägt
der Konus 17 schließlich
an der Unterkante 39 der Aufnahme 5 an. Bei einer
weiteren Relativbewegung zwischen dem Verschließkopf 1 und dem Behälter wird nun
das erste Federelement 11 zusammengedrückt, so dass die zwischen Verschluss
und Behälter
wirkenden Kräfte
erhöht
werden. Dadurch wird schließlich
die Dichtungseinlage aus ihrer in der ersten Funktionsstellung gegebenen
Position in das Innere des Verschlusses hineingedrückt, so
dass sie an der oberen Begrenzungswand des Verschlusses anliegt und
ihre endgültige
Position einnimmt.
-
Es wird deutlich, dass bei Verwendung
eines derartigen Verschlusses der Verschließkopf 1 beim ersten
Aufsetzen rotieren kann. Durch die Haltekräfte der Dichtungseinlage an
der Verschlusskappe und durch die Abstimmung der Federkräfte des
zweiten Federelements 13 auf diese Haltekräfte wird
sicherge stellt, dass beim ersten Aufsetzen die Dichtungseinlage
lediglich den Mündungsbereich
verschließt und
nicht in das Innere des Verschlusses hineingedrückt wird. Dadurch kann auch
das auf der Innenseite des Verschlusses liegende Gewinde nicht mit
dem Gewinde in Eingriff treten, das auf der Behälteraußenseite vorgesehen ist. Daher
kann also der Verschließkopf 1 rotieren,
ohne dass der Verschluss festgeschraubt wird.
-
Erst wenn die Aufdrückkräfte durch
den Verschließkopf 1 erhöht werden,
wenn also die Dichtungseinlage in das Innere des Verschlusses hineingedrückt wird,
kann das Gewinde des Verschlusses mit dem des Behälters in
Eingriff treten. Durch die Rotation des Verschließkopfs 1 wird
nun der Verschluss auf den Behälter
festgeschraubt.
-
Durch die Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 wird
sichergestellt, das der Verschluss nicht mit einer übermäßig großen Kraft
auf den Behälter festgeschraubt
wird, sondern dass die beim Festschrauben gegebenen Kräfte auf
einen bestimmten Wert begrenzt werden. Dadurch werden auch die Abschraubkräfte, also
die beim Lösen
des Verschlusses erforderlichen Kräfte, auf eine definierten Maximalwert
begrenzt.
-
Wenn der Verschluss durch den Verschließkopf 1 weiter
auf die Behältermündung aufgedrückt wird,
so dass ein Festschrauben möglich
wird, wird das erste Federelement 11 zusammengedrückt. Durch
den oben beschriebenen Aufbau des Verschließkopfes 1 ist eine
zweite Hubbewegung H2 möglich,
durch die das Verschließen
des Behälters, also
das Festschrauben des Verschlusses auf die Behältermündung ermöglicht wird. Dieser Hub wird daher
auch als Arbeits- oder Verschließhub bezeichnet.
-
Der Verschließkopf 1 ist so ausgelegt,
dass bei den bei dem Verschließverfahren
auftretenden Toleranzen die erste Hubbewegung H1 beim ersten Aufsetzen
des Verschlusses und die zweite Hubbewegung H2 beim Festschrauben
des Verschlusses nicht voll ausgenützt werden, so dass der Verschließkopf nicht
auf Block fährt.
-
Der Verschließkopf 1 kann mit unterschiedlich
ausgebildeten Federeinrichtungen 9 versehen sein. In der
Figur ist ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, bei dem die von dem ersten Federelement 11 und
dem zweiten Federelement 13 ausgeübten Druckkräfte konkurrieren:
Beim
ersten Aufsetzen des Verschlusses auf einen Behälter wird das zweite Federelement 13 zusammengedrückt. Es
ist so ausgebildet, dass die hierbei auftretenden Federkräfte geringer
sind, als die vom ersten Federelement 11 aufgebrachten
Federkräfte. Das
erste Federelement 11 reagiert also praktisch noch nicht,
wenn der Verschließkopf 1 gerade
auf den Behälter
aufgesetzt wird. Bei einer weiteren Absenkung des Verschließkopfes 1 gegenüber dem
Behälter
beziehungsweise beim Anheben eines Behälters gegenüber dem Verschließkopf 1 fährt der
Konuskörper 17 gegen
die Unterkante 39 der Aufnahme 5. Damit ist eine
weitere Komprimierung des zweiten Federelements 13 nicht
möglich.
-
Es spricht nun ausschließlich das
erste Federelement 11 an und baut die zum Festschrauben des
Verschlusses erforderlichen Kräfte
auf.
-
Bei dieser Ausführungsform, also bei konkurrierenden
Federkräften,
muss das zweite Federelement 13 auf die Haltekräfte ausgelegt
werden, die beim ersten Aufsetzen erforderlich sind. Wird ein üblicher
Verschluss ohne eine Drehbewegung auf einen Behälter aufgesetzt, um die Mündung für einen
Reinigungsprozess wenigstens vorläufig abzudecken, so dürfen die
Aufdrückkräfte nicht
so groß sein,
dass das Gewinde des Verschlusses über das am Behälter vorgesehene
Gewinde geschoben wird. Wird ein Verschluss mir einer Dichtungseinlage
verwendet, die in einer ersten Funktionsstellung im Öffnungsbereich des
Verschlusses liegt, so dürfen
die beim ersten Aufsetzen ausgeübten
Federkräfte
nicht so groß werden,
dass die Dichtungseinlage in das Innere des Verschlusses verlagert
wird. Auf diese Kräfte
muss also das zweite Federelement 13 abgestimmt sein. Die
für die
Verlagerung der Dichtscheibe in das Innere des Verschlusses erforderlichen
Kräfte
werden dann vom ersten Federelement 11 aufgebracht.
-
Es ist aber auch möglich, den
Verschließkopf 1 so
auszubilden, dass sich die vom ersten Federelement 11 und
vom zweiten Federelement 13 ausgeübten Kräfte addieren. In diesem Fall
wird der Verschließkopf 1 wie
folgt ausgelegt:
Das zweite Federelement 13, das auf
den Konuskörper 17 bzw.
den Verschließkonus 3 wirkt,
ist so stark ausgebildet und stützt
sich so an der Aufnahme 5 ab, dass der Konuskörper 17 sowohl
beim ersten Aufsetzen des Verschlusses auf den Behälter als
auch während
des Verschließvorganges
nicht gegen die Aufnahme 5 anschlägt. Diese könnte bei dieser Ausführungsvariante
auch entfallen. Das zweite Federelement 13 wird also während der
ersten Hubbewegung H1 aber eben auch bei der zweiten Hubbewegung
H2 komprimiert. Das erste Federelement 11 ist so ausgelegt,
dass es im Wesentlichen erst während
der zweiten Hubbewegung H2 Kräfte
auf den Konuskörper 17 bzw.
den Verschließkonus 3 ausübt. In dieser zweiten
Phase des Verschließvorgangs
addieren sich also die vom ersten Federelement 11 und vom zweiten
Federelement 13 ausgeübten
Kräfte.
-
Bei einer derartigen Ausgestaltung
müssen die
Federkräfte
des zweiten Federelements 13 so ausgelegt sein, dass beim
ersten Aufsetzen des Verschlusses auf einen Behälter mit Hilfe des Verschließkopfes 1 die
Anpresskräfte
begrenzt werden. Dadurch wird verhindert, dass ein herkömmlicher Verschluss
bereits beim ersten Aufsetzen auf den Behälter über dessen Gewinde gedrückt wird.
Wird ein Verschluss mit einer Dichtungseinlage verwendet, die in
einer ersten Funktionsstellung in dessen Öffnungsbereich liegt, müssen die
Anpresskräfte
des zweiten Federelements 13 während der ersten Hubbewegung
H1 so weit begrenzt werden, dass die Dichtungseinlage noch nicht
in das Innere des Verschlusses hineingedrückt wird.
-
Während
der zweiten Hubbewegung H2 werden zusätzlich die Kräfte des
ersten Federelements 11 auf den Verschluss wirksam, so
dass nun die addierten Fe derkräfte
dazu führen,
dass die Dichtungseinlage in das Innere des Verschlusses hinein
gedrückt
wird.
-
Aus der hier beschriebenen Funktion
der beiden Varianten der Federeinrichtung 9 wird deutlich, dass
bei konkurrierenden Federkräften
das zweite Federelement 13 schwächer ausgebildet werden muss,
als das erste Federelement 11. Bei addierenden Kräften kann
das zweite Federelement 13 stärker ausgebildet sein als das
erste Federelement 11. In diesem Fall können nämlich die Kräfte des
zweiten Federelements 13 so groß werden, das die Dichtungseinlage
gerade noch nicht in das Innere des Verschlusses hineingedrückt wird.
Erst die zusätzlichen
Kräfte
des ersten Federelements 11 führen dann zu einer Gesamtkraft,
die die Dichtungseinlage in den Verschluss hineinverlagert.
-
Aus den Erläuterungen zum Aufbau und zur Funktion
des Verschließkopfes 1 und
zum Verfahren zum Verschließen
von Behältern
wird folgendes deutlich:
Wesentlich ist, dass beim Verschließen des
Behälters
der Verschluss zunächst
nur auf den Mündungsbereich
aufgesetzt wird. Bei Einsatz eines herkömmlichen Verschlusses wird
damit der Mündungsbereich zumindest
soweit abgedeckt, dass eine Reinigung des den Mündungsbereich umgebenden Wandabschnitts
des Behälters
möglich
ist. Es wird damit vermieden, das Inhaltsreste zwischen Behälterwand
und Verschluss eingeschlossen werden und sich dort Bakterien ansiedeln.
Besonders bevorzugt wird allerdings ein Verschluss, bei dem in einer
ersten Funktionsstellung eine Dichtungseinlage im Öffnungsbereich
des Behälters
angeordnet ist. Diese verschließt
beim ersten Aufsetzen die Behältermündung sicher,
so dass ein Reinigungsvorgang ohne Beeinträchtigung des Inhalts des Behälters möglich ist.
Werden beispielsweise Behälter
mit schäumenden
Inhalt, wie zum Beispiel Bierflaschen, mit diesem Verschluss verschlossen,
so wird durch die in der ersten Funktionsstellung angeordnete Dichtungseinlage
aus dem Mündungsbereich
heraustretender Schaum verdrängt
und die Mündung
abgeschlossen. Dadurch kann nicht nur der Reinigungsvorgang durchgeführt werden,
es wird vielmehr auch verhindert, dass Luft aus dem Inneren des
Verschlusses in das Behälterinnere
eingebracht wird. Dies würde
zu einer Beeinträchtigung
der Haltbarkeit des Behälterinhalts
führen.
-
Wesentlich ist, dass während des
ersten Aufsetzens der Verschluss mit einer ersten Anpresskraft aufgedrückt wird,
die nur so groß ist,
dass der Verschluss nicht gewaltsam über das Gewinde gedrückt wird
beziehungsweise auf einen Wert begrenzt ist, bei dem die Dichtungseinlage
nicht aus ihrer ersten Funktionsstellung in das Innere des Verschlusses
zurückverlagert
wird.
-
Erst während des nächsten Schrittes des Verschließvorganges
wird während
der zweiten Hubbewegung H2 der Verschließkopf 1 weiter abgesenkt beziehungsweise
der Behälter
angehoben, so dass der Verschluss nunmehr über die Behältermündung geschoben beziehungsweise
auf dieser festgeschraubt wird. Dabei wir die Dichtungseinlage in
das Innere des Verschlusses hineingeschoben. Da der Mündungsbereich
des Behälters
jedoch schon beim ersten Aufsetzen verschlossen ist, kann Luft aus
dem Inneren des Verschlusses nicht in den Innerraum des Behälters gelangen.
-
Während
dieses zweiten Verfahrensschrittes werden größere Kräfte auf den Verschluss ausgeübt, als
beim ersten. Die Federelemente 11 und 13 der Federeinrichtung 9 sind
so ausgelegt, dass die unterschiedlichen Anpresskräfte ohne
besonderen großen Konstruktionsaufwand
realisierbar sind. Der Verschließkopf 1 ist also einfach
und damit störungsunanfällig aufgebaut;
er ist überdies
kostengünstig
realisierbar.
-
Die Federelemente 11 und 13 können so
angeordnet und ausgelegt werden, dass konkurrierende Federkräfte aufgebaut
werden. Denkbar ist auch eine Ausführungsform, bei der additive
Federkräfte realisiert
werden. Bei konkurrierenden Federkräften muss das zweite Federelement 13 immer
schwächer ausgelegt
sein als das Federelement 11. Bei additiven Federkräften ist
dies nicht zwingend der Fall. Es ist also möglich, dass das zweite Federelement
gleiche oder höhere
Federkräfte
aufbringt als das erste Federelement 11.
-
Wesentlich ist noch, dass der Verschließkopf 1 ohne
weiteres in bestehende Verschließanlagen integriert und gegen
herkömmliche
Verschließköpfe ausgetauscht
werden kann. Existierende Verschließanlagen können also ohne weiteres auf
die hier angesprochenen Verschlüsse
umgerüstet
werden, die in einer ersten Funktionsstellung eine im Öffnungsbereich
des Verschlusses angeordnete Dichtungseinlage aufweisen.
-
Es ist damit auch ohne Weiteres möglich, mit herkömmlichen
Verschließanlagen
das hier beschriebene Verfahren zum Verschließen von Behältern zu realisieren.
-
Es wird auch deutlich, dass der Verschließkopf und
das Verfahren für
alle Arten von Flaschen einsetzbar sind, sei es bei Glasflaschen
oder Kunststoffflaschen (PET-Flaschen). Es zeigt sich überdies, dass
der Verschließkopf
und das Verfahren insbesondere zum Verschließen von Bierflaschen mit einem
Schraubverschluss eingesetzt werden können, wobei sichergestellt
ist, dass der Mündungsbereich der
Flasche nach dem ersten Aufsetzen gereinigt werden kann, und dass
insbesondere bei der Verwendung der speziellen Verschlüsse, keine
Luft aus dem Innenraum des Verschlusses in das Innere der Bierflasche
gedrängt
wird. Dadurch wird die Haltbarkeit des Bieres durch den Verschließvorgang
in keiner Weise beeinträchtigt.
-
Wird ein herkömmlicher Verschluss zum Verschließen eines
Behälters
verwendet, so ist es schon vorteilhaft, dass der Mündungsbereich
des Behälters für einen
Reinigungsvorgang vorläufig
abgedeckt werden kann, so dass zumindest beim vorsichtigen Reinigen
der Inhalt des Behälters
nicht verunreinigt wird. Bei der Verwendung eines herkömmlichen
Verschlusses muss der Antrieb des Verschließkopfes 1 so ausgelegt
sein, dass beim ersten Aufsetzen des Verschlusses eine Drehbewegung
des Verschlusses nicht zu dessen Festschrauben führt. Der Verschluss ist also
entweder stillstehend oder entgegen der Festschraubbewegung rotierend
aufzusetzen. Damit wird verhindert, dass bereits beim ersten Aufsetzen der
Verschluss gänzlich über die
Behältermündung geschraubt
und damit ein Reinigungsvorgang verhindert wird. Nach dem Reinigen
wird dann ein stillstehender Verschließkopf 1 in eine Drehbewegung
versetzt, so dass der Verschluss aufgeschraubt wird. Sollte der
Verschließkopf
entgegen der Festschraubbewegung in Rotation versetzt sein, muss
diese Drehbewegung nun umgekehrt werden, um die zweite Hubbewegung
H2 durchzuführen
und den Verschluss endgültig
festzuschrauben.
-
Wenn aber ein spezieller Verschluss
mit einer Dichtungseinlage verwendet wird, die in einer ersten Funktionsstellung
im Öffnungsbereich
des Verschlusses angeordnet ist, kann der Verschließkopf 1 auch
beim ersten Aufsetzen rotieren. Die Dichtungseinlage hält den Verschluss
in einer Position, in der dessen Gewinde nicht mit dem Gewinde am
Behälter
in Eingriff tritt. Ein Festschrauben des Verschlusses unterbleibt
also noch. Erst bei der zweiten Hubbewegung H2 wird der Verschluss
weiter über die
Behältermündung abgesenkt,
wobei die Dichtungseinlage in das Innere des Verschlusses gedrückt wird.
Nun kann das Gewinde des Verschlusses mit dem am Behälter in
Eingriff treten und der Verschluss festgeschraubt werden.
-
Bei beiden Verschlusstypen wird zur
Begrenzung der beim ersten Öffnen
des Verschlusses erforderlichen Kräfte eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 eingesetzt.
Die Verschließkräfte werden also
auf einen Höchstwert
begrenzt.
-
Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung
ist vorzugsweise, wie in der Figur dargestellt, zwischen dem Verschließkonus 13 und
der Aufnahme 5 angeordnet. Wenn also die als Kupplung ausgelegte
Drehmomentbegrenzungseinrichtung 15 anspricht, erfolgt nur
noch eine geringe weitere Festschraubung des Verschlusses, weil
die Masse des Verschließkonus' gegenüber der
des kompletten Verschlieflkopfes 1 relativ gering ist.
Sollte es auf die Öffnungskräfte nicht
so sehr ankommen, kann die Drehmomentbegrenzungseinrichtung aber
auch zwischen dem Antrieb und dem Verschließkopf 1 vorgesehen
werden.
-
Vorzugsweise wird eine in der Figur
dargestellte Magnetkupplung deshalb eingesetzt, weil sie berührungslos
arbeitet und – anders
als bei ebenfalls einsetzbaren Reibungskupplungen – kein Abrieb
eintritt und auch keine aufwendige Steuerung erforderlich ist, wie
dies bei ebenfalls einsetzbaren Hystersekupplungen der Fall ist.
Im Übrigen
sind auch andere Kupplungsarten einsetzbar.
-
Aus der Funktion des Verschließkopfes
und aus dem Verfahren wird Folgendes deutlich: Beim ersten Aufsetzen
des Verschlusses auf einen Behälter
wirken insgesamt geringere Kräfte
als später
beim endgültigen
Verschließen.
Es ist daher auch möglich, Verschlüsse einzusetzen,
die beim endgültigen
Verschließen
lediglich auf die Behältermündung aufgedrückt werden,
bei denen also eine Verschraubung nicht erfolgt.