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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verschließwerkzeug gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1.
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Zum
Verschließen
von Flaschen oder dergleichen Behälter mit Schraubkappen oder
Schraubverschlüssen
sind Verschließmaschinen
(auch Verschließer)
bekannt, insbesondere auch solche umlaufender Bauart, bei denen
am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen
Rotors mehrere Verschließpositionen
gebildet sind, denen die zu verschließenden Behälter an einem Behältereinlauf
zugeführt
und die verschlossenen Behälter
an einem Behälterauslauf
entnommen werden. Eine solche Verschließmaschine ist beispielsweise
in der
DE 42 17 461
A1 beschrieben. An jeder Verschließposition ist u.a. ein Verschließwerkzeug
vorgesehen, welches durch einen Antrieb um seine Werkzeugachse rotierend
antreibbar ist. An einer Aufnahmeposition wird von jedem Verschließwerkzeug
jeweils ein Verschluss aufgenommen, der dann in einer Verschlussaufnahme
des Verschließwerkxeugs
durch Klemmsitz gehalten ist. Zum Verschließen wird das um seine Werkzeugachse
rotierend angetriebene Verschließwerkzeug auf den zu verschließenden Behälter abgesenkt
und hierbei der Verschluss durch Festschrauben auf das mündungsseitige
Behältergewinde
aufgebracht. Nach dem Verschließvorgang
wird das Verschließwerkzeug
von dem am Behälter
vorgesehenen Verschluss abgezogen.
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Nachteilig
bei bekannten Verschließwerkzeugen
ist u.a., dass sie ein zuverlässiges
Verarbeiten von Verschlüssen
bei größeren Verschlusstoleranzen
nicht gewährleisten.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verschließwerkzeug aufzuzeigen, der
diese Nachteile vermeidet und auch bei größeren Toleranzen von Schraubverschlüssen bzw.
Schraubkappen ein sicheres Verschließen von Behältern gewährleistet. Zur Lösung dieser
Aufgabe ist ein Verschließwerkzeug
entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im
Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
vereinfachter perspektivischer Darstellung und in einer Ansicht
schräg
von oben ein Verschließwerkzeug
gemäß der Erfindung
für eine Verschließmaschine
(Verschließer)
zum Verschließen
von Flaschen mit Schraubkappen oder Schraubverschlüssen;
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2 das
Verschließwerkzeug
im Schnitt;
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3 in
vereinfachter Darstellung die die Verschlussaufnahme bildenden Segmente
des Verschließwerkzeugs
der 1 in Draufsicht.
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Das
mit 1 bezeichnete Verschließwerkzeug (Verschließkonus)
ist Bestandteil einer Verschließmaschine,
beispielsweise einer solchen umlaufender Bauart, die an einem um
eine vertikale Achse umlaufenden, nicht dargestellten Rotor mehrere
Verschließpositionen
aufweist, an denen jeweils ein Verschließwerkzeug 1 vorgesehen
ist. Die Verschlüsse 2 werden
zum Verschließen
der Flaschen 3 jeweils an einer Bereitstellungsposition
einzeln von jedem Verschließwerkzeug 1 aufgenommen
und anschließend durch
Absenken und Rotation des Verschließwerkzeugs 1 um seine
Mittel- oder Werkzeugachse M auf dem an der Flaschenmündung vorgesehenen
Außengewinde 3.1 durch
Aufschrauben befestigt.
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Im
einzelnen besteht das Verschließwerkzeug 1 bei
der dargestellten Ausführungsform
u.a. aus einem schalenförmigen
Gehäuse 4,
mit einem im wesentlichen kreisscheibenförmigen mittleren Gehäuseabschnitt 4.1,
der sich in einer Ebene senkrecht zur Werkzeugmittelachse M erstreckt,
mit einem kreiszylinderförmigen
und die Werkzeugmittelachse M konzentrisch umschließenden äußeren Gehäuseabschnitt 4.2,
der sich vom äußeren Rand
des Gehäuseabschnittes 4.1 bei
der für
die 2 gewählten
Darstellung nach unten erstreckt, sowie mit einem kreiszylinderförmigen,
die Werkzeugmittelachse M konzentrisch umschließenden Gehäuseabschnitt 4.3,
der sich von einer mittigen Öffnung
des ringartigen Gehäuseabschnittes 4.1 bei
der für
die 2 gewählten
Darstellung nach oben erstreckt. Mit dem Gehäuseabschnitt 4.3 ist
das Verschließwerkzeug
1 im Verwendungsfall mit einer nicht dargestellten rotierend antreibbaren
Welle der Verschließmaschine
verbunden.
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Im
Inneren des Gehäuseabschnittes 4.3 ist ein
Hülsenkörper 5 achsgleich
mit der Werkzeugmittelachse M gehalten, und zwar dadurch, dass dieser Hülsenkörper mit
einem an der Außenfläche eines Hülsenabschnittes 5.1 gebildeten
Gewinde mit einem Innengewinde des Gehäuseabschnittes 4.3 verschraubt
ist. Mit einem weiteren Hülsenabschnitt 5.2 steht
der Hülsenkörper 5 bei
der für
die 2 gewählten
Darstellung nach unten über
den Gehäuseabschnitt 4.1 in
den von dem Gehäuseabschnitt 4.2 umschlossenen
Innenraum des Gehäuses 4 vor. Über einen
zwischen dem Hülsenabschnitt 5.1 und 5.2 gebildeten
Bund 6 liegt der Hülsenkörper 5 gegen eine
Fläche
des Gehäuses 4 an,
so dass nach dem Einschrauben des Hülsenkörpers 5 dieser exakt
im Gehäuse
positioniert ist.
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An
der die Werkzeugmittelachse M konzentrisch umschließenden,
kreiszylinderförmigen
Außenfläche des
Hülsenabschnittes 5.2 ist
ein diesen Hülsenabschnitt
umschließender
Stütz-
oder Druckring 7 axial verschiebbar, aber um die Werkzeugmittelachse
M nicht verdrehbar geführt.
Der Stützring 7 liegt hierfür mit seiner
inneren Ringfläche
gegen die Außenfläche des
Hülsenabschnittes 5.2 an.
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Um
die Werkzeugmittelachse M in gleichmäßigen Winkelabständen verteilt
sind mehrere Führungs-
und Druckelemente 8 vorgesehen, und zwar bei der dargestellten
Ausführungsform
insgesamt fünf
derartige Druckelemente 8, die jeweils aus einem hülsenartigen,
an einem Ende verschlossenen und dort mit einem Zapfen im Gehäuseabschnitt 4.1 verankerten
Führungskörper 8.1 und
einer Druckfeder 8.2 gebildet sind. Die Druckfedern 8.2 sind
mit ihrer Längserstreckung
jeweils achsgleich mit der Achse des zugehörigen hülsenartigen Führungskörpers 8.1 und
parallel zur Werkzeugmittelachse M angeordnet ist und stützen sich
mit ihrem in der 2 oberen Ende am geschlossenen
Boden des Hülseninnenraumes
des jeweiligen Führungskörpers 8.1 und
mit ihrem unteren Ende an einer dem Gehäuseabschnitt 4.1 zugewandten
Fläche 9.1 ab,
die in einer Ebene senkrecht zur Werkzeugmittelachse M liegt und
von jeweils einer an der Außenfläche des
Ringes 7 vorgesehenen Ausnehmung 9 gebildet ist.
Die Anzahl der Ausnehmungen 9 ist gleich der Anzahl der Druck- und Führungselemente 8.
Weiterhin sind die Ausnehmungen 9 jeweils am Umfang sowie
an der dem Gehäuseabschnitt 4.1 benachbarten
Oberseite des Ringes 7 offen. Über die Druckfedern 8.2 ist
der Ring 7 in eine Stellung vorgespannt, in der dieser Ring 7 gegen
einen Flansch oder Bund 10 anliegt, der am unteren Ende
des Hülsenkörpers 5 an
der Außenfläche des
Hülsenabschnittes 5.2 gebildet
ist, und in der die Oberseite des Rings 7 von der Unterseite
des Gehäuseabschnittes 4.1 einen
Abstand x aufweist, um den dann der Ring 7 gegen die Wirkung der
Druckfedern 8.2 aus seiner in der 2 dargestellten
unteren Ausgangsstellung axial nach oben in Richtung zum Gehäuseabschnitt 4.3 verschiebbar ist.
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Um
die Werkzeugmittelachse M verteilt sind weiterhin mehrere Ring-
oder Verschlusseinspannsegmente 11 vorgesehen, die mit
einem unteren über den
Gehäuseabschnitt 4.2 nach
unten vorstehenden Segmentabschnitt 11.1 bzw. mit dortigen
innen liegenden teilkreiszylinderförmigen Flächen 12, deren Krümmungsradien
parallel zur Werkzeugmittelachse M orientiert sind, sowie mit Teilringflächen 13,
die in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Werkzeugmittelachse
M liegen, eine napfartige, an der Unterseite des Verschließwerkzeugs 1 offene
Verschlussaufnahme 14 für
jeweils einen Verschluss 2 derart definieren, dass jeder
in der Verschlussaufnah me 14 aufgenommene Verschluss im
Bereich seiner Umfangsfläche 2.1 gegen
die Flächen 12 und
mit seiner Verschlussoberseite 2.2 gegen die Flächen 13 anliegt.
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An
der der Verschlussaufnahme 14 abgewandten Außenseite
sind die Segmente 11 an den Segmentabschnitten 11.1 mit
jeweils einer Nut 15 zur Aufnahme eines ringartigen Federelementes 16,
beispielsweise einer Ringfeder oder eines aus einem elastischen
Material hergestellten Ringes hergestellt, der die Segmente 11 zusammenhält und bezogen
auf die Werkzeugmittelachse M radial nach innen vorspannt.
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An
einem oberhalb der Verschlussaufnahme 14 gebildeten Segmentabschnitt 11.2 sind
die Segmente 11 an dem Ring 7 für einen
kurzen Bewegungshub radial zur Werkzeugmittelachse M geführt, und
zwar dadurch, dass die Segmente dort an ihrer der Werkzeugmittelachse
M zugewandten Innenseite mit einer nutenartigen Ausnehmung 17 versehen sind,
in die ein an der Unterseite des Ringes 7 gebildeter und über die
Außenfläche dieses
Ringes wegstehender Flansch oder Rand 18 eingreift. Weiterhin liegt
der Ring 7 mit seiner Unterseite gegen in einer gemeinsamen
Ebene senkrecht zur Werkzeugmittelachse M angeordnete Flächen 19 der
Segmente 11 an.
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An
der der Werkzeugmittelachse M abgewandten Außenseite sind die Segmente 11 oberhalb der
Nut 15 weiterhin als Konus bzw. mit einer kegelstumpfförmigen Fläche 20 ausgebildet,
und zwar derart, dass sich der Abstand dieser Fläche von der Werkzeugmittelachse
M mit zunehmendem Abstand von der Unterseite des Verschließwerkzeugs 1 verringert.
Die Flächen 20 liegen
gegen eine entsprechend geformte Innenfläche am Gehäuseabschnitt 4.2 an,
so dass dann, wenn der Ring 7 und die an diesem Ring radial
geführten
Segmente 11 relativ zum Gehäuse 4 und gegen die
Druckfedern 8.2 nach oben bewegt werden, auf die Segmente 11 über die Kegelflächen 20 eine
Kraft ausgeübt
wird, und zwar im Sinne einer Bewegung dieser Segmente 11 radial nach
innen bzw. eines zusätzlichen
Einspannens des jeweiligen Verschlusses 2 in der Verschlussaufnahme 14.
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An
der der Werkzeugmittelachse M zugewandten Innenseite der Segmentabschnitte 11.2 ist in
jedem Segment eine Ausnehmung 21 vorgesehen, die an der
Innenseite sowie an der Oberseite des Segmentes offen ist. Jede
Ausnehmung 21 dient ebenfalls zur teilweisen Aufnahme eines
Führungskörpers 8.1 eines
Druck- und Führungselementes,
so dass die Segmente 11 u.a. auch über diese Führungskörper 8.1 gegen ein
Verdrehen um die Werkzeugmittelachse M gesichert sind.
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An
der Unterseite des Gehäuses
ist durch Aufschrauben oder auf andere geeignete Weise ein napfartiger
Gehäusedeckel 22 befestigt,
der mit einem kreiszylinderförmigen
Deckelabschnitt 22.1 den Gehäuseabschnitt 4.2 im
unteren Bereich übergreift und
an diesem Gehäuseabschnitt
durch Aufschrauben oder auf andere geeignete Weise gehalten ist, und
der an seinem in einer Ebene senkrecht zur Werkzeugmittelachse M
sich erstreckenden deckelbodenartigen Abschnitt 22.2 eine Öffnung 23 aufweist,
durch die die Verschlussaufnahme 14 zugänglich ist. Der Rand der Öffnung 23 ist
abgeschrägt,
so dass der die Segmente 11 insbesondere an ihrem Segmentabschnitt 11.1 am
Umfang sowie an der Unterseite des Verschließwerkzeugs 1 nach
außen
hin abdeckende Gehäusedeckel 22 als
Zentrierring wirkt.
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Im
Verwendungsfall ist der jeweils von dem Verschließwerkzeug 1 aufgenommene
Verschluss in der Verschlussaufnahme 14 an den Segmenten 11 durch
eine von der Ringfeder 16 erzeugten Klemmkraft vorläufig gehalten.
Nach dem Aufsetzen des jeweiligen Verschlusses 2 auf die
Mündung
der zu verschließenden
Flasche 3 und bei dem dann erfolgenden axialen Andrücken des
Verschlusses 2 gegen die Flaschenmündung über den Verschließwerkzeug 11 erfolgt
ein axiales Verschieben der Segmente 11 und des Ringes 7 gegen
die Kraft der Druckfedern 8.2 relativ zum Gehäuse 4 und
damit über
die Kegelflächen 20 ein
Anpressen der Segmente 11 mit hoher Press- oder Einspannkraft
gegen den Verschluss 2, so dass ein sicheres Verschließen der
jeweiligen Flasche 3 auch bei eventuellen Verschlusstoleranzen
gewährleistet
ist.
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Nach
dem Verschließen
bzw. Schraubvorgang und nach dem Wegfall des von dem Verschließwerkzeug 1 ausgeübten axialen
Druckes auf den Verschluss 2 entfällt diese zusätzliche über die
Kegelflächen 20 erzeugte
Einspannkraft, so dass dann das nur noch durch die reduzierte, von
der Ringfeder 16 erzeugte Klemmkraft am Verschluss 2 gehaltene
Verschließwerkzeug 1 von
diesem Verschluss abgezogen werden kann. Der als Zentrierring ausgebildete Deckel 22 sorgt
für eine
Vorzentrierung des jeweiligen Verschlusses 2 beim Einbringen
in die Verschlussaufnahme 14.
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- 1
- Verschließwerkzeug
- 2
- Verschluss
- 2.1
- Außenfläche des
Verschlusses
- 2.2
- Oberseite
des Verschlusses
- 3
- Flasche
- 3.1
- Außengewinde
- 4
- Gehäuse des
Verschließwerkzeugs
- 4.1,
4.2, 4.3
- Gehäuseabschnitt
- 5
- Hülsenkörper
- 5.1,
5.2
- Hülsenabschnitt
- 6
- Bund
oder Anschlag
- 7
- Ring
- 8
- Druck-
und Führungselement
- 8.1
- Führungskörper
- 8.2
- Druckfeder
- 9
- Ausnehmung
- 9.1
- Fläche in der
Ausnehmung 9
- 10
- Bund
- 11
- Segment
- 11.1,
11.2
- Segmentabschnitt
- 12,
13
- Fläche
- 14
- Verschlussaufnahme
- 15
- Nut
- 16
- Ringfeder
- 17
- Ausnehmung
- 18
- Führungsflansch
- 19
- Fläche
- 20
- Konus-
oder Kegelfläche
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Deckel
- 22.1,
22.2
- Deckelabschnitt
- 23
- Zentrieröffnung
- M
- Werkzeugmittelachse