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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen eines
mit einem Deckel versehenen Behälters
mittels eines Spannringes mit Spannverschluss. Weiterhin betrifft
die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Aus
dem Stand der Technik sind Spannringe bekannt, die aus einem ringförmigen Element
zum Umgreifen des Randbereiches von Deckel und Behälter und
einem Spannverschluss bestehen, mit dem der Durchmesser des Spannringes
verringert werden kann, so dass der Spannring um den Deckel und
den Rand des Behälters
gespannt werden kann.
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Eine
mögliche
Ausführungsform
des Spannverschlusses ist aus der
GB
705 759 bekannt. Dieser Spannverschluss umfasst ein Rastelement
am einen Ende des ringförmigen
Elementes, dem eine Ausnehmung am gegenüberliegenden Ende des ringförmigen Elementes
zugeordnet ist. Um den Spannring zu schließen oder zu verspannen, muss
nur das Rastelement in die Ausnehmung gebracht werden.
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Ein
weiterer Spannverschluss ist aus der
EP 0 471 911 A2 bekannt, wobei dieser Spannverschluss
einen an dem einen Ende des ringförmigen Elementes angelenkten
Spannhebel und einen Verbindungshebel umfasst, wobei letzterer einerseits
am anderen Ende des ringförmigen
Elementes und andererseits an dem Spannhebel angelenkt ist. Man spricht
hierbei auch von einem Kniehebelverschluss. Zum Verspannen des Spannringes
muss lediglich der Spannhebel umgelegt werden, wobei das Lösen des
Spannringes durch eine entgegengesetzte Bewegung erfolgt.
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Die
beschriebenen Spannringe können
manuell mit oder ohne Hinzuziehung von speziellen Werkzeugen an
den mit Deckeln versehenen Behältern
angebracht werden. Hierbei erweist sich insbesondere das Aufbringen
der geöffneten
Spannringe auf den Deckel- und Behälterrand als kompliziert und zeitaufwendig.
Aus diesem Grunde wurden Versuche unternommen, das Aufbringen maschinell
und vollautomatisch durchzuführen.
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In
der
EP 1 028 066 A2 ist
ein automatisches Verfahren zum Verschließen von eimerförmigen Behältern mittels
Deckeln und Spannringen offenbart, bei dem Spannringe mit einem
Kniehebelverschluss zum Einsatz kommen. Bei dem bekannten Verfahren werden
zuerst die Deckel auf die Behälter
aufgesetzt, um danach den im Querschnitt U- oder V-förmig ausgebildeten
Spannring aufzulegen. Im Zuge der Zuführung des Spannringes wird
der Spannring geöffnet,
so dass dieser über
den Randbereich des Deckels und des Behälterrandes geschoben werden kann.
Im Anschluss daran wird der Spannring durch Ausübung einer Kraft auf den Spannhebel
gespannt oder geschlossen, so dass der Behälter sicher verschlossen ist.
Wie schon beim manuellen Aufbringen des Spannringes ist es auch
bei diesem automatisierten Verfahren notwendig, den Spannring zuerst
zu öffnen
und anschließend
zu schließen,
was viel Zeit in Anspruch nimmt. Darüber hinaus ist ein großer apparativer
Aufwand notwendig, um den Spannring exakt zu positionieren.
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Die
US 3 076 300 beschreibt
ein Verfahren, bei dem der untere Rand einer Verschlusskappe um die
Schulter eines Behälters
umgebogen wird. Die Verschlusskappe ist als Schraubverschluss ausgebildet.
Der um die Schulter gebogene Rand der Kappe bildet dabei einen Originalitätsverschluss.
Bei einem derartigen Schraubverschluss ist ein Spannring nicht erforderlich.
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Um
die vorstehend genannten Probleme zu überwinden schlägt die
DE 28 13 517 A1 ein
Verfahren vor, mit dem der bereits gespannte Spannreif auf den Behälter aufgebracht
wird. Um dies zu ermöglichen,
weist der Spannreif im Querschnitt einen den Rand des Deckels übergreifenden
ersten Schenkel, einen den Rand des Deckels und des Behälters umschließenden zweiten
Schenkel und einen über
den Rand des Behälters
nach unten vorstehenden dritten Schenkel auf. Der kleinste von dem
dritten Schenkel eingeschlossene Durchmesser ist derart groß, dass der
Spannreif im gespannten Zustand von oben auf den Behälter aufgesetzt
werden kann. Im Anschluss daran wird der dritte Schenkel unter den
Rand des Behälters
gebogen, so dass der Behälter
verschlossen ist. Wie das Verformen des dritten Schenkels durchzuführen ist,
wird nicht angegeben. Das bekannte Verfahren ermöglicht ein schnelles Verschließen des
Behälters
sowie eine einfache Automatisierung. Die vorliegende Erfindung greift
diesen Stand der Technik auf und setzt sich das Ziel, diesen zu
verbessern.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zum Verschließen
eines Behälters
mittels eines Spannringes mit Spannverschluss anzugeben, das besonders
sicher durchführbar
ist und für
unterschiedliche Spannringe geeignet ist. Der Erfindung liegt ferner
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer
das Verschließen
eines Behälters
sicher durchgeführt
werden kann und die für
unterschiedliche Spannringe geeignet ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe erfolgt anhand der im Patentanspruch 1 und 3 angegebenen
Merkmale. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
zu verschließenden
Behälter
müssen öffnungsseitig
einen radial nach außen
vorstehenden umlaufenden Rand aufweisen, wobei unter dem Rand beispielsweise
eine Randbordierung oder eine radial nach außen gebogene Kante der Öffnung verstanden
werden kann. Der nach außen
stehende Rand soll die Hintergreifbarkeit durch den Spannring gewährleisten.
Der Behälter
kann bereits mit dem Deckel versehen sein oder der Deckel kann erst
im Zuge der folgenden Verfahrensschritte zusammen mit dem Spannring
auf den Behälter
aufgesetzt werden.
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In
dem ersten Verfahrensschritt wird ein Spannring bereitgestellt,
der im Querschnitt einen den Rand des Deckels übergreifenden ersten Schenkel,
einen den Rand des Deckels und den Rand des Behälters umschließenden zweiten
Schenkel und einen über
den Rand des Behälters
nach unten vorstehenden dritten Schenkel aufweist. Der Spannverschluss
ragt nach unten über
den zweiten Schenkel hinaus. Dies ist beispielsweise bei Kniehebelverschlüssen der
Fall, die in der Regel auf dem zweiten Schenkel des Spannringes
angeordnet und breiter als dieser sind, so dass der Spannverschluss
nach unten über
den zweiten Schenkel hinausragt. Indem der dritte Schenkel nach
unten über
den Rand des Behälters vorsteht,
kann der geschlossene Spannring über
den Deckel- und Behälterrand
geschoben werden, ohne dass der dritte Schenkel auf dem Rand des
Deckels oder des Behälters
aufliegt. Dies ist dann der Fall, wenn der kleinste von dem dritten Schenkel
eingeschlossene Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser
des Behälter-
und des Deckelrandes ist. Der zweite Schenkel kann sehr klein ausgebildet
sein, d.h. dieser kann beispielsweise lediglich in einer Biegung
zwischen dem ersten und dritten Schenkel bestehen. Der zweite und
dritte Schenkel können
fluchtend hintereinander angeordnet oder auch über eine Biegestelle miteinander
verbunden sein.
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In
dem zweiten Verfahrensschritt wird der Spannverschluss des Spannringes
gespannt. Als Spannverschluss kann beispielsweise der eingangs beschriebene
Kniehebelverschluss oder ein einrastender Verschluss verwendet werden.
Darüber
hinaus sind alle Spannverschlüsse
einsetzbar, die ein Spannen und Entspannen des Spannringes ermöglichen.
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Nach
dem Spannen des Spannringes wird der gespannte oder geschlossene
Spannring in dem dritten Verfahrensschritt auf den Deckel aufgesetzt. Wie
bereits oben erwähnt,
kann entweder der Spannring zuerst auf den Deckel und der Deckel
dann zusammen mit dem Spannring auf den Behälter oder der Spannring auf
den bereits auf den Behälter
aufgesetzten Spannring aufgesetzt werden. Aufgrund seiner Form kann
der Spannring beim Aufsetzten bereits in seine endgültige Lage
auf dem Behälter
gebracht werden.
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In
dem vierten Verfahrensschritt wird der dritte Schenkel, der über den
Rand des Behälters
nach unten vorsteht, derart verformt, dass der dritte Schenkel den
Rand des Behälters
untergreift. Durch den vierten Verfahrensschritt wird somit die
endgültige
Form des Spannringes hergestellt, wohingegen der Spannring in den
vorangegangenen Verfahrensschritten lediglich als Halbzeug ausgebildet
war.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
hat – wie auch
das aus der
DE 28 13
517 A1 bekannte Verfahren – den Vorteil, dass es beim
Aufbringen des Spannringes nicht notwendig ist, den Spannring zuerst
zu öffnen
und anschließend
zu schließen.
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Darüber hinaus
erweist sich das Aufsetzen als sehr einfach, da der gespannte oder
geschlossene Spannring lediglich von oben auf den Deckel aufgeschoben
werden muss. Auf diese Weise wird eine große Zeitersparnis erzielt, die
durch das anschließende
Verformen des dritten Schenkels nur geringfügig geschmälert wird. Durch das Verfahren
wird somit ein einfaches und schnelles Verschließen eines Behälters mittels
eines Spannringes mit Spannverschluss ermöglicht.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird der dritte Schenkel mittels mindestens einer umlaufenden Rolle
verformt, die gegen den dritten Schenkel drückt. Die Rolle kann angetrieben
oder freidrehend sein und den dritten Schenkel umkreisen, während sie
einen im wesentlichen radial nach innen gerichteten Druck auf den
dritten Schenkel ausübt,
so dass dieser kontinuierlich unter den Rand des Behälters gedrückt wird,
um diesen zu untergreifen.
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Um
den dritten Schenkel zu verformen, werden die Rollen während des
Umlaufens derart unter den Rand des Behälters verschwenkt, dass der über den
zweiten Schenkel hinausragende Spannverschluss berührungslos
untergriffen wird. Durch das Verschwenken der Rolle ist gewährleistet,
dass die Rolle gegen den dritten Schenkel drücken und diesen verformen kann,
ohne dass es zu einer Berührung zwischen
der Rolle und dem nach unten vorstehenden Ende des Spannverschlusses
kommt. Eine solche Berührung
würde unweigerlich
zu einer Beschädigung
des Spannverschlusses oder zu einer Instabilität des Verfahrens während des
Verformens des dritten Schenkels führen. Ohne das berührungslose Untergreifen
müsste
zugunsten eines stabileren Verfahrens auf die Verwendung von Spannringen
mit über
den zweiten Schenkel hinausragenden Spannverschlüssen verzichtet werden. Die
Erfindung ermöglicht
somit die Verwendung unterschiedlicher Spannringe.
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Ein
besonders stabiler Prozess beim Verformen des dritten Schenkels
wird durch eine bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens erzielt, bei der zwei, vorzugsweise drei und besonders
bevorzugt fünf
Rollen eingesetzt werden, wobei die Rollen symmetrisch angeordnet
sind. Auf diese Weise können sich
die auf den dritten Schenkel und somit auf den Behälter aufgebrachten
Kräfte
im wesentlichen ausgleichen, so daß der Behälter nur leicht festgespannt sein
muß.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Verschließen
eines mit einem Deckel versehenen Behälters, der öffnungsseitig einen radial
nach außen
vorstehenden umlaufenden Rand aufweist, mittels eines Spannringes
mit Spannverschluß,
wobei der Spannring im Querschnitt einen den Rand des Deckels übergreifenden
ersten Schenkel, einen den Rand des Deckels und den Rand des Behälters umschließenden zweiten
Schenkel und einen über
den Rand des Behälters
nach unten vorstehenden dritten Schenkel aufweist und der Spannverschluß nach unten über den
zweiten Schenkel hinausragt, weist eine Spannvorrichtung zum Festspannen
des Behälters mit
Deckel und Spannring auf. Unter einer Spannvorrichtung ist hierbei
eine Vorrichtung zu verstehen, die den Behälter in einer Position festspannt,
die trotz der nachfolgenden äußeren Belastungen
beibehalten wird. Die Spannvorrichtung kann beispielsweise aus mehreren
gegen den Behälter
drückenden
Spannbacken o. ä.
bestehen. Durch die Spannvorrichtung wird der Behälter mit
Deckel und Spannring auf einer Mittelachse fixiert, wobei die Mittelachse
in der Regel der Mittelachse des Behälters entspricht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist ferner mindestens eine Rolle auf, die auf einer Rollenachse
angeordnet ist, wobei sich die Rollenachse wiederum auf einer Kreisbahn
um die Mittelachse bewegt. Unabhängig von
der Rotationsstellung der Rollenachse bezüglich der Mittelachse kann
die Rollenachse zusätzlich
in einer Ebene verschwenkt werden, in der die Mittelachse angeordnet
ist. Dadurch können
die Rollen in Abhängigkeit
von der Schwenkposition der Rollenachse eine Kreisbahn mit einem
größeren oder
kleineren Radius beschreiben, sobald die Rollenachse um die Mittelachse
rotiert.
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Die
Rollenachse ist derart verschwenkbar, daß die Rollenachse von einer
ersten Position, in der der Behälter
in der Spannvorrichtung festspannbar ist, in eine zweite Position
verschwenkt werden kann, in der die Rolle den dritten Schenkel verformt
und der dritte Schenkel den Rand des Behälters untergreift, wobei der über den
zweiten Schenkel hinausragende Spannverschluß berührungslos von der mindestens einen
Rolle untergreifbar ist. Der Übergang
von der ersten in die zweite Position kann gleichmäßig erfolgen,
so dass der dritte Schenkel des Spannringes stetig verformt werden
kann.
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Der
wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin,
dass es bei der Verwendung von Spannverschlüssen großer Breite, bei denen der Spannverschluss
nach unten über
den zweiten Schenkel hinausragt, nicht zu einer Berührung zwischen
der Rolle und dem Spannverschluss kommt, was zu den oben geschilderten
Nachteilen führen
würde.
Durch die Verschwenkbarkeit der Rollenachse ist vielmehr gewährleistet,
dass die Rolle den dritten Schenkel verformen und gleichzeitig den Spannverschluss
berührungslos
untergreifen kann.
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Um
eine Berührung
der Rolle mit dem Spannverschluss noch sicherer ausschließen zu können, weist
die dem Spannring beim Untergreifen zugewandte Stirnseite der Rolle
in einer besonders bevorzugten Ausführungsform eine umlaufende
Vertiefung oder einen umlaufenden Ansatz auf. Unter den Stirnflächen sind
die beiden Seiten einer Rolle zu verstehen. Die umlaufende Vertiefung
gewährleistet, dass
selbst bei einem breiten Spannverschluss das nach unten vorstehende
Ende während
des Rotierens der Rolle um die Mittelachse und während des Verschwenkens der
Rollenachse die Stirnseite nicht berührt, da das vorstehende Ende
in die Vertiefung ragen kann. Die Querschnittsform ist dabei unerheblich,
solange die Funktion, nämlich
die berührungslose
Aufnahme des nach untenstehenden Endes des Spannverschlusses, gewährleistet
ist. Analog hierzu kann auch ein umlaufender Ansatz auf der dem Spannring
zugewandten Stirnseite vorgesehen sein. Dieser sollte im Berührungsbereich
zwischen der Rolle und dem dritten Schenkel angeordnet sein. Der entsprechend
tiefer angeordnete dahinterliegende Bereich dient dann wiederum
der berührungslosen Aufnahme
des nach untenstehenden Endes des Spannverschlusses. Die Vertiefung
und der Ansatz können
sowohl alternativ als auch kumulativ eingesetzt werden.
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Vorzugsweise
ist der Querschnitt der Rolle derart ausgebildet, dass sich dieser
in radialer Richtung verjüngt,
damit die Krafteinleitung am Spannring auf einen kleinen Bereich
beschränkt
bleibt. Darüber hinaus
soll dadurch die Gefahr einer Kollision der Rollen mit dem Behälter an
anderen Stellen aufgrund von Fertigungstoleranzen verringert werden.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Rolle
nasenartig ausgebildet ist. Beispielsweise kann die dem Spannring
abgewandte Stirnfläche
der Rolle radial nach außen
abfallen, also im wesentlichen konisch ausgebildet ist, während in der
dem Spannring zugewandten Stirnseite der Rolle eine umlaufende Vertiefung
zur berührungslosen Aufnahme
des nach unten vorstehenden Endes des Spannverschlusses vorgesehen
ist.
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Bei
der erfindungsgemäße Vorrichtung
ist die Bewegung der Spannvorrichtung vorzugsweise mit der Schwenkbewegung
der Rollenachse mechanisch gekoppelt.
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Die
Spannvorrichtung weist in einer bevorzugten Ausführungsform einen Teller auf,
der gegen den Deckel des Behälters
gedrückt
werden kann. Der Teller sollte dabei sowohl auf den Deckel als auch
auf den Spannring drücken,
um diese sicher zu fixieren. Der Teller kann weiterhin dazu dienen,
den Behälter unterhalb
der Spannvorrichtung zu zentrieren. Bei der derart ausgebildeten
Spannvorrichtung bildet der Boden, auf dem der Behälter steht,
wie beispielsweise ein Fließband,
das Gegenlager.
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Um
die unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Verfahren beschriebene Prozeßstabilität zu erzielen,
sind bei einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen mindestens
zwei, vorzugsweise drei und besondes bevorzugt fünf symmetrisch um die Mittelachse
angeordnete Rollen vorgesehen.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Figuren eingehender erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung des ersten und zweiten Verfahrensschrittes
des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine
schematische Darstellung des dritten Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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3 eine
schematische Darstellung des vierten Verfahrensschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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4 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
in geschnittener Darstellung mit der Rollenachse in einer ersten
Position,
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5 die
Vorrichtung von 4 mit der Rollenachse in einer
zweiten Position,
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6 den
Ausschnitt I von 4 in vergrößerter Darstellung mit gegen
den dritten Schenkel verschwenkter Rolle,
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7 den
Ausschnitt von 6 mit weiter verschwenkter Rolle
und
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8 den
Ausschnitt II von 5 in vergrößerter Darstellung.
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Die 1 bis 3 zeigen
die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer
Darstellung. 1 zeigt den ersten und zweiten
Verfahrensschritt.
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Der
Spannring 2, der in 1 geschnitten dargestellt
ist, umfaßt
ein ringförmiges
Element 4 und einen Spannverschluß 6.
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Im
unteren Bereich von 1 ist der zu verschließender Behälter 8 dargestellt.
Der Behälter 8 weist öffnungsseitig
einen radial nach außen
weisenden Rand 10 auf, der im vorliegenden Fall von einer Randbordierung
gebildet wird. In die nach oben weisende Öffnung des Behälters 8 ist
ein tassenförmiger Deckel 12 eingesetzt,
der einen Deckelrand 14 aufweist. Der Deckelrand 14 ist
ebenfalls als Randbordierung ausgebildet und liegt auf dem Rand 10 des Behälters 8 auf.
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Das
ringförmige
Element 4 des Spannringes 2 weist im Querschnitt
einen ersten Schenkel 16 auf der in der Lage ist, den Deckelrand 14 zu übergreifen.
An den ersten Schenkel 16 schließt sich ein zweiter Schenkel 18 an,
der den Rand 10 des Behälters 8 und
den Deckelrand 14 von außen umschließt, wenn
der Spannring 2 auf dem Behälter 8 angeordnet
ist. An den zweiten Schenkel 18 schließt sich wiederum ein dritter
Schenkel 20 an, der über
den Rand 10 des Behälters 8 nach
unten ragt, wenn der Spannring 2 auf den Behälter 8 aufgesetzt
ist. In der dargestellten Ausführungsform
des Spannringes 2 ist der dritte Schenkel 20 gegenüber dem
zweiten Schenkel 18 leicht angewinkelt und radial nach
innen geneigt, allerdings ist es ebenso möglich, den zweiten und dritten
Schenkel 18, 20 hintereinander fluchtend anzuordnen.
Die leichte Neigung des dritten Schenkels 20 hat aber den
Vorteil, daß der
Knick zwischen dem zweiten und dritten Schenkel 18, 20 als
Sollbiegestelle im weiteren Verfahren fungieren kann.
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Trotz
der Neigung des dritten Schenkels 20 muß gewährleistet sein, daß der kleinste
von dem dritten Schenkel 20 eingeschlossene Kreis einen Durchmesser
a aufweist, der größer als
der Außendurchmesser
b des Randes 10 des Behälters 8 und des
Deckelrandes 14 ist, so daß der dritte in 2 dargestellte
Verfahrensschritt durchgeführt
werden kann. Im dritten Verfahrensschritt wird der im zweiten Verfahrensschritt
gespannte Spannring 2 auf den Deckel 12 in Richtung
des Pfeiles A aufgesetzt. Es sei allerdings darauf hingewiesen,
daß der
Spannring 2 auch zuerst auf den separaten Deckel 12 aufgesetzt werden
kann, um danach den Deckel 12 zusammen mit dem Spannring 2 auf
den Behälter 8 aufzusetzen. Aus 2 geht
insbesondere hervor, daß der
erste Schenkel 16 den Deckelrand 14 nach dem Aufsetzen des
Spannringes 2 übergreift,
während
der zweite Schenkel 18 den Deckelrand 14 und den
Rand 10 des Behälters 8 umschließt und der
dritte Schenkel 20 nach unten über den Rand 10 des
Behälters 8 vorsteht.
Mit dem dritten Verfahrensschritt wird der Spannring 2 somit
in seine endgültige
Lage auf dem Behälter 8 gebracht.
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Im
vierten Verfahrensschritt, der in 3 dargestellt
ist, wird der dritte Schenkel 20 derart verformt, daß dieser
den Rand 10 des Behälters 10 untergreift.
In der dargestellten Ausführungsform
des Verfahrens wird der dritte Schenkel 20 in Richtung der
Pfeile B gebogen, wobei der Knick zwischen dem zweiten Schenkel 18 und
dem radial nach innen geneigten dritten Schenkel 20 als
Sollbiegestelle fungiert. Mit Hilfe dieser Sollbiegestelle kann
die endgültige
Form des Spannringes 2 schon vorher weitgehend festgelegt
werden.
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Der
dritte Schenkel wird mittels umlaufender Rollen verformt, wie dies
später
unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erläutert wird,
wobei die Rollen während
des Umlaufens unter den Rand des Behälters verschwenkt werden, wie
dies ebenfalls durch die Pfeile B angedeutet ist. Da der Spannverschluß 6 breiter
als der zweite Schenkel 18 und somit nach dem Verformen
breiter als der fertiggestellte Spannring 2 ausgebildet
ist, steht ein Teil des Spanverschlusses 6 über den
zweiten Schenkel 18 nach unten hervor. Durch das erfindungsgemäße Verschwenken
der Rolle ist gewährleistet,
daß die
Rolle gegen den dritten Schenkel 20 drücken und diesen verformen kann,
ohne daß es
zu einer Berührung zwischen
der Rolle und dem nach unten vorstehenden Ende des Spannverschlusses 6 kommt.
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4 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
in geschnittener Darstellung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine
Spannvorrichtung 22 und drei Rollen 24, von denen
aus Gründen
der Übersichtlichkeit
lediglich eine dargestellt ist. Die Spannvorrichtung 22 ist
auf einer Mittelachse 26 angeordnet, die gleichzeitig die
Mittelachse des Behälters 8 darstellt,
der unten in der 4 zusammen mit dem Deckel 12 dargestellt
ist. Die Spannvorrichtung 22 ist entlang der Mittelachse 26 verfahrbar,
wie dies anhand des Pfeiles C dargestellt ist, und weist im wesentlichen
ein Gestell 28, einen Schlitten 30 und einen Teller 32 auf.
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Der
Teller 32 ist auf den Deckel 12 und den Spannring 2 des
Behälters 8 aufsetzbar
und ist über eine
Welle 34 drehbar in dem Gestell 28 der Spannvorrichtung 22 gelagert,
wobei dies in der vorliegenden Ausführungsform über ein Rollenlager 36 erfolgt. Das
Gestell umfaßt
einen unteren Teil 38, in dem die Welle 34 gelagert
ist, mehrere Stege 40, von denen lediglich einer dargestellt
ist und die sich ausgehend von dem unteren Teil 38 parallel
zur Mittelachse 26 nach oben erstrecken, und eine ringförmige Platte 42,
die den Abschluß der
oberen Enden der Stege 40 bildet. Der Schlitten 30 der
Spannvorrichtung 22 ist auf den Stegen 40 gleitend
gelagert und somit zwischen dem unteren Teil 38 und der
ringförmigen
Platte 42 des Gestells 28 verschiebbar angeordnet.
Zwischen der nach oben weisenden Seite des unteren Teiles 38 und
der dem unteren Teil 38 zugewandten Seite des Schlittens 30 ist
ferner eine Druckfeder 44 angeordnet, so daß der Schlitten 30 von
der Druckfeder 44 gegen die ringförmige Platte 42 gedrückt ist, wenn
die Spannvorrichtung 22 entspannt ist. An der dem Schlitten 30 zugewandten
Seite des unteren Teiles 38 ist darüber hinaus ein Anschlagelement 46 angeordnet,
das entlang der Mittelachse 26 höhenverstellbar ist und als
Anschlag für
den Schlitten 30 dient. Ein Abschnitt des Schlittens 30 erstreckt
sich durch die ringförmige
Platte 42 und ist mit einer Antriebswelle 48 fest
verbunden, wobei die Antriebswelle 48 um die Mittelachse 26 rotiert
werden kann, wie dies durch den Pfeil D angedeutet ist.
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Am
unteren Teil 38 des Gestells 28 sind radial nach
außen
weisende Streben 50 befestigt, von denen wiederum lediglich
eine dargestellt ist und die an ihren Enden jeweils eine Gabel 52 aufweisen.
In der Gabel 52 ist ein erster Hebel 54 schwenkbar
gelagert, der an seinem in Richtung des Tellers 32 weisenden
Ende die Rolle 24 aufnimmt, die mittels eines Rollenlagers 56 drehbar
an dem ersten Hebel 54 angeordnet ist. Der erste Hebel 54 erstreckt
sich somit in Richtung der Rollenachse 58 und kann in einer Ebene
verschwenkt werden, in der die Mittelachse 26 liegt. An
dem der Rolle 24 abgewandten Ende des ersten Hebels 54 ist
ein zweiter Hebel 60 angelenkt, dessen anderes Ende an
dem Schlitten 30 der Spannvorrichtung 22 angelenkt
ist.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird im folgenden anhand der 4 und 5 beschrieben.
Zuerst wird die Welle 48 in eine Richtung des Pfeiles D
rotiert. Diese Rotation überträgt sich über den
Schlitten 30 und die Stege 40 auf das Gestell 28.
Auch der Teller 32 vollzieht trotz der Rollenlagerung die
Drehbewegung nach, was allerdings lediglich auf die Reibkräfte innerhalb
des Rollenlagers 36 zurückzuführen und
für das
weitere Verfahren bedeutungslos ist. Darüber hinaus rotieren auch die
Rollenachsen 58 durch Übertragung
der Rotation über
die Streben 50 und den zweiten Hebel 60 um die
Mittelachse, so daß auch
die Rollen 24 eine Kreisbahn beschreiben.
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Im
Anschluss daran wird die Spannvorrichtung 22 in Richtung
des Pfeiles C auf den Behälter 8 gesenkt,
wodurch der Teller 32 auf dem Spannring 2 und
dem Deckel 12 zur Auflage kommt, wie dies in 4 dargestellt
ist. Der Teller 32 ist dabei derart gestaltet, dass sich
der Behälter 8 unterhalb
der Spannvorrichtung 22 zentriert. Sobald der Teller 32 auf
dem Behälter 8 aufsetzt,
wird dessen Rotation unterbunden, so dass lediglich der Schlitten 30 und
das Gestell 28 der Spannvorrichtung weiterhin rotieren.
Eine Übertragung
der Rotation auf den Behälter 8 ist
aufgrund des Rollenlagers 36 ausgeschlossen.
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Um
den Behälter
mit der notwendigen Stabilität
festzuspannen, wird die Welle 26 weiter in Richtung des
Behälters 8 verschoben.
Da der Teller 32 aber bereits auf dem Behälter 8 aufliegt
ist ein Verschieben der gesamten Spannvorrichtung 22 nicht mehr
möglich,
so dass durch ein weiteres Verschieben der Welle 26 lediglich
der auf den Stegen 40 gleitend geführte Schlitten 30 entgegen
der Kraft der Druckfeder 44 weiter verschoben werden kann.
Die dadurch hervorgerufene Rückstellkraft
der Druckfeder 44 wirkt auch auf den unteren Teil 38 des
Gestells 28 und über
die Welle 34 auf den Teller 32 ein, so dass der
Behälter 8 mit
einer vorgegebenen Kraft festgespannt wird. Die Verschiebung des
Schlittens 30 in Richtung des unteren Teiles 38 des
Gestells 28 bewirkt außerdem
ein Verschwenken des ersten Hebels 54 durch den an dem
Schlitten 30 angelenkten zweiten Hebel 60. Somit
wird auch die Rolle 24 gegen den dritten Schenkel 20 des
unter Bezugnahme auf die 1 beschriebenen Spannringes 2 verschwenkt
und drückt
beim weiteren Verschieben des Schlittens 30 in Richtung
des unteren Teiles 38 gegen den dritten Schenkel 20,
um diesen zu verformen. Die einzelnen Phasen dieses Verformungsvorganges
sind in den 6 bis 8 dargestellt
auf die später
näher eingegangen
werden soll.
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Der
Schlitten 30 wird so lange in Richtung des unteren Teiles 38 des
Gestells 28 verschoben, bis dieser an dem Anschlagelement 46 anschlägt. Diese
Position ist in 5 gezeigt, wobei die Rolle durch
das Verschwenken der Rollenachse 58 unter den Rand 10 des
Behälters 8 gelangt
ist und den dritten Schenkel 20 dabei vollständig verformt
und unter den Rand 10 gebogen hat. Der Schließvorgang
ist somit beendet und die Spannvorrichtung 22 kann wieder
zurückgefahren
werden, wodurch sich die oben beschriebenen Bewegungen der Vorrichtung umkehren. 5 verdeutlicht,
daß durch
das Verschwenken des Rollenachse 58 der Spannverschluß 6 des
Spannringes 2 berührungslos
untergriffen werden kann, so daß die
Vorrichtung ein sicheres Verschließen des Behälters 8 ohne Kollision
der Rollen 24 mit dem Spannverschluß 6 ermöglicht.
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Die 6 bis 8 sollen
verdeutlichen, daß das
sichere Verschließen
des Behälters 8 mittels des
Spannringes 2 mit Spannverschluß 6 darüber hinaus
auf der besonderen Ausbildung des Querschnittes der Rollen 24 beruht.
Die Figuren zeigen die einzelnen Phasen des Verformungsprozesses des
dritten Schenkels 20 des Spannringes 2. In 6 ist
die Rolle 24 bereits gegen den dritten Schenkel 20 verschwenkt.
In 7 ist die Rolle 24 noch weiter gegen
den dritten Schenkel 20 verschwenkt und untergreift bereits
den Rand 10 des Behälters,
so daß der
dritte Schenkel 20 radial nach innen gebogen wird. 8 zeigt
den Ausschnitt II von 5, d. h. der dritte Schenkel 20 ist
bis an die Unterseite des Randes 10 gebogen, und der Spannring 2 hat
somit seine endgültige
Form angenommen. Die in den 6 bis 8 dargestellte
Rolle 24 weist einen Querschnitt auf, der nasenartig ausgebildet
ist. Die dem Spannring 2 abgewandte Stirnfläche der Rolle 24 fällt radial
nach außen
ab, ist also im wesentlichen konisch ausgebildet. Die dem Spannring 2 zugewandte
Stirnseite der Rolle 24 weist eine umlaufende Vertiefung 62 auf,
die der berührungslosen Aufnahme
des nach unten vorstehenden Endes des Spannverschlusses 6 dient.
Dies ist insbesondere in 8 zu erkennen. Zusammen mit
der Verschwenkbarkeit der Rollenachse 58 ermöglicht diese
spezielle Ausbildung der Rolle 24 somit eine kollisionsfreie Funktionsweise
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.