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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Aufsetzen eines Verschlusses auf einer sich auf einer Kreisbahn
bewegende Öffnung
mit einem Aufnahmeelement zur Aufnahme des Verschlusses.
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Derartige Vorrichtungen sind aus
dem Stand der Technik zum Verschließen von in der Regel mit einem
Gewindeverschluss versehenen Verpackungen bekannt. Derartige Verpackungen,
wie beispielsweise Getränkeflaschen
oder Beutel werden regelmäßig auf
sogenannten Drehsternen mit füllfähigen Gütern gefüllt und
durch Aufsetzen eines Verschlusses auf die Füllöffnung verschlossen.
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Bei den aus dem Stand der Technik
bekannten Füllanlagen
ist in der Regel ein separater Drehstern zum. Verschließen der Öffnungen
der Verpackungen mit Hilfe eines Verschlusses vorgesehen. Dies führt zu einem
erhöhten
apparativen Aufwand, welcher mit erhöhten Kosten und höherem Platzbedarf
verbunden ist. Bei diesen bekannten Drehsternen zum Verschließen der
Verpackungen wird der Verschluss auf relativ einfache Art und Weise
von oben auf die sich auf einer Kreisbahn bewegende Öffnung aufgesetzt
und mit dieser – in
der Regel – verschraubt.
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Aus dem Stand der Technik ist es
jedoch ebenfalls bekannt, vgl.
DE 1 069 070 B mit Hilfe eines einzigen Drehsternes,
der wiederum im Drehstern selbst rotierende Innenkarussells aufweist,
mehrerer Bearbeitungsschritte, wie beispielsweise Füllen und Verschrauben
zu ermöglichen.
Bei einer derartigen Anlage ist die aus dem Stand der Technik bekannte Zuführung der
Verschlüsse
innerhalb eines auf das Verschließen von Verpackungen spezialisierten Drehsterns
von oben in der bekannten Art und Weise nicht möglich.
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Die
US
5,050,369 offenbart eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufsetzen
eines Verschlusses, wobei das Aufnahmeelement sich im wesentlichen
auf einer Kreisbahn außerhalb
der Kreisbahn der Öffnung
bewegt, welche in einer Ebene parallel zur Ebene der Kreisbahn der Öffnung verläuft. Ferner weist
die bekannte Vorrichtung zum Aufsetzen eines Verschlusses im Übergabebereich
des Verschlusses eine radiale Zwangssteuerung auf, durch welche
das Aufnahmeelement im Übergabebereich
auf der Kreisbahn der Öffnung
bewegt wird. Die Aufnahmeelemente zur Aufnahme der Verschlüsse sind
dazu jeweils auf einem radialen ausgerichteten Schaft angeordnet,
der radial verschiebbar in einer eine Kreisbahn ausführenden
Halterung eines Kreisförderers montiert
ist. Das dem Aufnahmeelement abgewandte Ende des Schafts fährt beim
Durchlaufen der Kreisbahn eine erste stationäre Nockenscheibe ab, während die
Halterung des Kreisförderers über ein
Kurvenrad und einer weiteren kreisförmigen, stationären Nockenscheibe
auf einer Kreisbahn gehalten wird. Die Zwangssteuerung der Aufnahmeelemente
erfolgt bei der bekannten Vorrichtung einerseits durch eine radial
auswärts
gerichtete Bewegung des Schafts und damit des Aufnahmeelements aufgrund
des Zusammenwirkens mit der ersten stationären Nockenscheibe und andererseits
durch eine Führungsbahn, welche
eine radial nach innen gerichtete Bewegung der Aufnahmeelemente
hervorruft.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik
ist, dass die bekannte Vorrichtung zum Aufsetzen eines Verschlusses
auf eine sich auf einer Kreisbahn bewegenden Öffnung aufgrund des Zusammenwirkens verschiedener
Vorrichtungselemente hohe Anforderungen hinsichtlich der Maßhaltigkeit
der einzelnen Vorrichtungselemente, beispielsweise der Führungsbahn,
und der Justage der einzelnen Vorrichtungselemente erfordert. Hieraus
resultieren nicht nur erhöhte
Fertigungskosten der Vorrichtung, sondern auch eine verringerte
Prozesssicherheit aufgrund des Justagebedarfs der zusammenwirkenden
Vorrichtungselemente.
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Ausgehend von dem letztgenannten
Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung zum Aufsetzen eines Verschlusses auf eine sich
auf einer Kreisbahn bewegende Öffnung
zur Verfügung
zu stellen, welche eine vereinfachte Zwangssteuerung aufweist und gleichzeitig
eine höhere
Prozesssicherheit gewährleistet.
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Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und
aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst,
dass sich das Aufnahmeelement an einem Führungsarm im wesentlichen auf
einer Kreisbahn bewegt, die Kreisbahn des Aufnahmeelementes in einer
zur Ebene der Kreisbahn der Öffnung
im wesentlichen parallelen Ebene verläuft, die Kreisbahn des Aufnahmeelementes
außerhalb
der Kreisbahn der Öffnung
verläuft, das
Aufnahmeelement auf einem auf dem Führungsarm radial verschiebbar
angeordneten Schlitten angeordnet ist, zumindest in einem Übergabebereich für den Schlitten
eine radiale Zwangssteuerung vorgesehen ist und die radiale Zwangssteuerung
das Aufnahmeelement im Übergabebereich
auf der Kreisbahn der Öffnung
bewegt, zur radialen Zwangssteuerung eine in einer parallelen Ebene
zur Ebene der Kreisbahn des Aufnahmeelements angeordnete Stegnocke
und eine an dem Schlitten angeordnete, mit der Stegnocke zusammenwirkende
Schlitzführung
vorgesehen ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Aufsetzen eines Verschlusses auf eine sich auf einer Kreisbahn
bewegenden Öffnung
erfolgt die Zwangssteuerung lediglich durch Zusammenwirken der Schlitzführung der
Stegnocke, welche gemeinsam die notwendige radial nach außen sowie
nach innen gerichtete Bewegung des Aufnahmeelementes zur Aufnahme
des Verschlusses bewirkt, so dass sich das Aufnahmeelement im Übergabebereich
auf der Kreisbahn der Öffnungen
bewegt. Die radiale Zwangssteuerung des Aufnahmeelements zur Aufnahme
des Verschlusses hängt
damit im wesentlichen nur von der Präzision der Stegnocke sowie
der mit ihr zusammenwirkenden Schlitzführung ab, so dass eine gattungsgemäße Vorrichtung
nunmehr mit verringertem Aufwand realisiert und gleichzeitig die Präzision der
Zwangssteuerung verbessert werden kann. Im Ergebnis kann mit dieser
Maßnahme
die Prozesssicherheit der Vorrichtung deutlich gesteigert werden.
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Dadurch, dass auf dem Führungsarm
ein Hebelwerk zum Absetzen des Verschlusses aus dem Aufnahmeelement
auf die Öffnung
vorgesehen ist, ist gewährleistet,
dass die zum Aufsetzen des Verschlusses notwendige Vertikalbewegung
während der
parallelen Bewegung der Öffnung
und des Verschlusses im Übergabebereich
erzielbar ist.
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Für
ein sicheres Handling der Verschlüsse mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es vorteilhaft, wenn das Hebelwerk eine Unterdrucköffnung zur
Fixierung des Verschlusses aufweist. Eine derartige Unterdrucköffnung sorgt
für eine
sichere Fixierung des Verschlusses ohne mechanischen Verschleiß, wie er
beispielsweise bei der Verwendung von Federelementen auftreten würde. Außerdem lässt sich
der Verschluss leicht parallel zur Ansaugfläche der Unterdrucköffnung abstreifen,
was nach dem Aufsetzen des Verschlusses auf die Öffnung von Vorteil ist.
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Dadurch, dass zur Steuerung der Vertikalbewegung
des Hebelwerkes eine auf einer Ebene parallel zur Ebene der Kreisbahn
des Aufnahmeelementes angeordnete, horizontale Topfkurve vorgesehen ist,
lässt sich
die Vertikalbewegung mechanisch gesteuert mit geringem apparativen
Aufwand gewährleisten.
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Es bestehen nun eine Vielzahl von
Möglichkeiten,
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Aufsetzen eines Verschlusses auf eine sich auf einer Kreisbahn
bewegende Öffnung
auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird beispielsweise verwiesen einerseits
auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits
auf die Beschreibung auf eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung
mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
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1 eine
schematische Aufsicht auf die wesentlichen Elemente eines Ausführungsbeispiels einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Aufsetzen eines Verschlusses und
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2 eine
schematische Ansicht von der Seite auf die wesentlichen Elemente
des Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum
Aufsetzen eines Verschlusses.
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Die in 1 dargestellte
Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Aufsetzen eines Verschlusses 1 auf eine sich auf einer
Kreisbahn 2 bewegenden Öffnung 3 weist
zunächst
ein Aufnahmeelement 4 zur Aufnahme des Verschlusses 1 auf.
Erfindungsgemäß bewegt
sich das Aufnahmeelement 4 an einem Führungsarm 5 im wesentlichen
auf einer Kreisbahn 6, die in einer zur Ebene der Kreisbahn 2 der Öffnung 3 im
wesentlichen parallelen Ebene verläuft. Würden die beiden Ebenen der
Kreisbahn 6 des Aufnahmeelementes 4 und der Kreisbahn 2 der Öffnung 3 einen erheblichen
Winkel einschließen,
so wäre
im Übergabebereich
keine übereinstimmende
Bewegung der Öffnung 3 und
des Verschlusses 1 zu gewährleisten. Dadurch, dass die
Kreisbahn 6 des Aufnahmeelementes 1 außerhalb
der Kreisbahn 2 der Öffnung 3 verläuft, ist
die Möglichkeit
der Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung neben einem
Drehstern, der vorzugsweise mit rotierenden Innenkarussellen arbeitet,
gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist das
Aufnahmeelement 4 auf einem auf dem Führungsarm 5 radial
verschiebbar angeordneten Schlitten 8 angeordnet, wobei
zumindest im Übergabebereich 7 für den Schlitten 8 eine
radiale Zwangssteuerung vorgesehen ist und die radiale Zwangssteuerung
das Aufnahmeelement 4 im Übergabebereich 7 auf
der Kreisbahn 2 der Öffnung 3 bewegt.
Durch die radiale Zwangssteuerung des Aufnahmeelementes 4 im Übergabebereich 7 derart,
dass sich das Aufnahmeelement 4 und damit auch der Verschluss 1 auf
der Kreisbahn 2 der Öffnung 3 bewegt,
ist eine einfache, beschleunigungsfreie Übergabe im Übergabebereich 7 gewährleistet.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
der Schlitten 8 auf dem Führungsarm 5 mit Hilfe einer
Schiene 9 geführt.
Aus 1 ist ersichtlich, dass
zur radialen Zwangssteuerung bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine in einer parallelen Ebene zur Ebene der Kreisbahn 6 des
Aufnahmeelementes 4 angeordnete Stegnocke 10 vorgesehen
ist. Weiter ist in 1 angedeutet
dargestellt, dass eine an dem Schlitten 8 angeordnete,
mit der Stegnocke 10 zusammenwirkende Schlitzführung, bestehend aus
zwei am Schlitten 8 gelagerten Rollen 11, vorgesehen
ist. Dadurch, dass zur Schlitzführung
Rollen 11 eingesetzt werden, ist die Reibung zwischen der Schlitzführung und
der Stegnocke 10 weitestgehend reduziert. Da über die
Schlitzführung
mit Hilfe der Rollen 11 eine Zwangssteuerung des Schlittens 8 radial
nach außen
und radial nach innen gewährleistet ist,
erübrigt
sich eine denkbare alternative Federbelastung des Schlittens 8 in
radialer Richtung.
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Die radiale Zwangssteuerung des Schlittens 8 und
damit des Aufnahmeelementes 4 wird aus der in 2 dargestellten Ansicht
besonders deutlich.
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In 2 ist
darüber
hinaus die Anordnung des Führungsarmes 5 auf
einer Antriebswelle 12 dargestellt.
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Weiter ist in 2 schematisch die Anordnung eines Hebelwerkes 13 auf
dem Führungsarm 5 zum
Absetzen des Verschlusses 1 aus dem Aufnahmeelement 4 auf
die Öffnung 3 dargestellt.
Das Hebelwerk 13 sorgt durch seine angedeutete Vertikalbewegung
für ein
Absetzen des Verschlusses 1 im Übergabebereich 7 auf
die Öffnung 3.
Bei diesem Absetzen wird der Verschluss 1 von dem Aufnahmeelement 4 freigegeben
und in der weiteren Bewegung der Öffnung 3 auf der Kreisbahn 2 von
dem mit einer nicht dargestellten Unterdrucköffnung versehenen Absetzbereich 14 des
Hebelwerkes 13 abgestriffen. Die nicht dargestellte Unterdrucköffnung am
Absetzbereich 14 des Hebelwerkes 13 sorgt sowohl
bei der Aufnahme des Verschlusses 1 in das Aufnahmeelement 4 als
auch beim Absetzen des Verschlusses 1 auf die Öffnung 3 für eine Fixierung
des Verschlusses 1.
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Zur Steuerung der Vertikalbewegung
des Hebelwerkes 13 ist eine auf einer Ebene parallel zur Ebene
der Kreisbahn 6 des Aufnahmeelementes 4 angeordnete,
horizontale Topfkurve 15 vorgesehen. Die Gestalt dieser
Topfkurve 15 ist in 1 ausschnittsweise
in dem im Übergabebereich 7 wirksamen
Abschnitt graphisch dargestellt. Die Topfkurve 15 wirkt
mit dem Hebelwerk 13 über
einen Steuerbereich 16 zusammen, der an seinem mit der
Topfkurve 15 zusammenwirkenden Ende mit einer Walze 17 zur reibungsarmen Übertragung
der Topfkurvenkontur auf das Hebelwerk 13 versehen ist.
Um die Rückstellung
des Hebelwerkes 13 zu gewährleisten, ist bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
zwischen dem Führungsarm 5 und
dem Hebelwerk 13 eine Feder 18 vorgesehen. Schließlich weist
das Hebelwerk 13 ein Radialspiel 19 auf, welches
eine radiale Bewegung des Absetzbereiches 14 gegenüber einem
Widerlager 20 gewährleistet.
Dieses radiale Spiel ist notwendig, damit der Absetzbereich 14 der
Zwangsführung
des Aufnahmeelementes 4 im Übergabebereich 7 folgen
kann.
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Im Ergebnis wird mit Hilfe des dargestellten Ausführungsbeispiels
der Deckel 1 mit hoher Reproduzierbarkeit und Geschwindigkeit
auf eine Öffnung 3 beispielsweise
eines Beutels 21 gewährleistet.
Die Zuführung
der Deckel 1 derart, dass sie in dem Aufnahmeelement 4 aufgenommen
werden können,
erfolgt vorzugsweise über
einen nicht dargestellten Tisch, auf den die Deckel 1 aufgesetzt
werden und von dem Aufnahmeelement 4 abgestriffen werden.
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Weitere denkbare Ausgestaltungen
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Aufsetzen eines Verschlusses einer sich auf einer Kreisbahn
bewegenden Öffnung
umfassen beispielsweise die Anordnung von zwei oder mehreren Aufnahmeelementen auf
einer entsprechenden Anzahl von Führungsarmen.