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BEZEICHNUNG
DER ERFINDUNG
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VORRICHTUNG
ZUR PRÜFUNG
DER DICHTUNGSBELASTBARKEIT
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG UND ANGABE DES STANDES DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung der
Dichtungsbelastbarkeit, die in einer Verschließvorrichtung eingebaut ist
oder separat davon vorgesehen ist, wobei die Verschließvorrichtung
einen Gummistopfen in ein Gefäß, wie beispielsweise
ein Glasfläschchen,
hereintreibt und dann einen Metalldeckel über dem Gummistopfen aufbringt
und ihn entlang des gesamten Umfangs befestigt, während eine
Kraft auf den Metalldeckel ausgeübt
wird und insbesondere auf ein solches Gerät, das es erlaubt, die Dichtungskapazität des Gummistopfens
durch Ermittlung einer Kraft, die bei Beendigung des Befestigungsvorganges
auf dem Metalldeckel lastet, zu bestätigen.
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Ein
Glasfläschchen,
das mit einem Medikament gefüllt
ist, wird zum Beispiel dadurch abgedichtet, dass ein Gummistopfen
in eine seiner Öffnungen eingeführt wird,
nachdem es mit einem Inhalt gefüllt wurde,
dann Aufbringen eines Deckels, der aus einem Metall wie beispielsweise
Aluminium ausgebildet ist, über
dem Gummistopfen und Befestigen des Deckels durch Falten der Schürze (unteres
Ende) des Deckels nach innen.
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Die
Dichtungsbelastbarkeit eines solchen Glasfläschchens hängt von der Dichtungskapazität des Gummistopfens
ab. Um eine hinreichend gute Dichtungsleistung mit dem Gummistopfen
zu erreichen, muss dieser in einem angemessen zusammengepressten
Zustand gehalten werden. Wenn der Befestigungsvorgang ohne ein Zusammendrücken des
Gummistopfens durchgeführt
werden würde, würde hieraus
ein Versagen einer zufriedenstellenden Dichtungskapazität resultieren.
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Entsprechend
ist es allgemeine Praxis, dass eine Befestigung um den Metalldeckel
herum erfolgt, während
das Gefäß, das mit
dem Metalldeckel über dem
hereingetriebenen Gummistopfen ausgestattet ist, durch einen Druckblock
belastet wird. Der Metalldeckel, dessen Schürze (unteres Ende) in Übereinstimmung
mit dem äußeren Profil
des Gefäßes nach innen
gefaltet ist, kann jedoch nach dem Befestigungsvorgang zurückfedern
oder der gefaltete Bereich kann dazu tendieren, in seine ursprüngliche Konfiguration
zurückzukehren,
wodurch einen Abstand bezüglich
der äußeren Oberfläche des
Gefäßes ausgebildet
wird. Hieraus resultierend kann sich der Gummistopfen aufgrund seiner
eigenen Elastizität
um einen zu einem solchen Abstand korrespondierenden Betrag zurückbilden,
wenn die Kraft, die über
den Metalldeckel ausgeübt
wurde, losgelassen wird und die Kraft des Deckels, die nach der
Beendigung des Befestigungsvorgangs übrig bleibt, kann gegenüber der
Kraft während
des Befestigungsvorgangs verringert sein. In einem solchen Fall
ist die Dichtungskapazität
des Gummistopfens voraussichtlich nicht ausreichend. Daher ist es
notwendig, eine Kraft auf den Deckel nach der Beendigung des Befestigungsvorgangs
zu ermitteln um zu bestätigen, dass
der Gummistopfen eine ausreichende Dichtungskapazität zur Verfügung stellt.
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Eine
Verschließvorrichtung,
die eine Kraft während
eines Befestigungsvorgangs ermittelt, der durch Aufbringen einer
Kraft über
eines Deckel, der über
der Öffnung
eines Gefäßes angebracht
ist, stattfindet oder eine Verschließvorrichtung, die eine Kraft ermittelt,
die aufgebracht wird, wenn ein Deckel in eine Gefäßöffnung eingetrieben
wird, sind im Stand der Technik bekannt (vergleiche zum Beispiel
japanische, offengelegte Patentveröffentlichungen Nr. 61-189 und
Nr. 8-58889). Bei
der Verschließvorrichtung,
die in der ersten Referenz beschrieben ist (die im Weiteren als
Deckelklemmanlage bezeichnet wird), ist eine Kraftmesszelle an einem
Nocken befestigt, der einen Verschließkopf (Klammerkopf) anhebt
und eine Kraft auf einen aufrollbaren Deckel wird, während er
befestigt wird, in Reihe ermittelt. Bei der Verschließvorrichtung,
die in der zweiten Referenz beschrieben ist (die im Weiteren als
Verschließer
bezeichnet wird), ist eine Kraftmesszelle an einer Flaschenaufnahme
befestigt, um eine Kraft zu ermitteln, wenn der Deckel eingetrieben
wird.
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Die
Verschließvorrichtungen,
die in der oben angegebenen Patentliteratur beschrieben sind, sind nicht
in einer Weise ausgebildet, dass sie eine Dichtungskapazität eines
Gummistopfens liefern könnten, während er
in ein Gefäß eingetrieben
wird und sind daher nicht einer signifikanten Veränderung
der Kraft am Ende eines Verschlussvorgangs ausgesetzt. Eine gewünschte Kraft
kann nach dem Ende des Verschlussvorgangs erreicht werden, durch
Aufbringen einer vorbestimmten Kraft während des Verschlussvorgangs
und daher ist keine Ermittlung einer Variation der Kraft nach Lösen der
Kraft am Ende des Verschlussschritts, wie etwa einem Befestigungsvorgang,
vorgesehen.
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AUFGABE UND
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit zur Verwendung mit einer Verschließvorrichtung
anzugeben, in der eine Befestigung eines Metalldeckels durch Umfalten
eines unteren Endes des Deckels stattfindet, der über einen eingetriebenen
Gummistopfen angebracht wird, während
eine Kraft darauf aufgebracht wird, wobei die Vorrichtung dazu in
der Lage sein soll, eine auf dem Deckel lastende Kraft nicht nur
während,
sondern auch nach der Fertigstellung des Befestigungsschritts zu
ermitteln.
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Die
obenstehende Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit, die in einer Verschließvorrichtung,
in der ein Metalldeckel, der über
einem Gefäß, in das
ein Gummistopfen eingetrieben ist, befestigt wird, angeordnet ist,
wobei die Vorrichtung einen Druckblock zum Aufbringen einer Kraft
auf den Gummistopfen über
den Deckel aufweist, um ein Zusammenpressen des Gummistopfens zu
bewirken, einen Luftzylinder zum Bewegen des Druckblocks nach oben
und nach unten, ein Befestigungsmittel zum Falten einer Schürze des
Deckels nach innen, Drehmittel zum Drehen entweder des Befestigungsmittels
oder eines Tisches, auf dem das Gefäß angeordnet ist, Bewegungsmittel zum
Bewegen des Befestigungsmittels in eine Position, in der es gegen
den Deckel anliegt und eine Position, in der es nicht anliegt, Kraftdetektionsmittel
zur Detektion einer Kraft, die auf den Deckel aufgebracht ist, Verschiebungsdetektionsmittel
zur Detektion einer Verschiebung in der Höhenlage der oberen Oberfläche des
Deckels, Luftdrucksteuerungsmittel zur Steuerung des Luftdrucks
in dem Luftzylinder und Kraftwertspeichermittel zur Speicherung
eines Kraftwerts, der durch das Kraftdetektionsmittel detektiert wurde,
wobei die Anordnung so ausgebildet ist, dass eingangs eine Kraft
auf den Metalldeckel ausgeübt wird,
um den Gummistopfen zusammen zu drücken und das Befestigungsmittel
führt in
diesem Zustand einen Befestigungsvorgang durch, durch Falten der Schürze des
Deckels nach innen, nach der Beendigung des Befestigungsvorganges
wird darauffolgend die Kraft einmal gelöst und dann das Luftdrucksteuerungsmittel
so angesteuert, dass wieder eine Kraft aufgebracht wird, die graduell
von einem niedrigen Wert, der nicht dazu ausreicht, ein Zusammenpressen
des Gummistopfens zu bewirken, zu einem höheren Wert hin ansteigt und
die Kraft, die während des
Ansteigens der Kraft in dem Moment detektiert wird, in dem eine
Verschiebung in der Höhenlage
der oberen Oberfläche
des Deckels stattfindet, als Dichtungskraft bestimmt wird.
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Die
oben genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur
Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit eines Metalldeckels, der über einen
Gefäß angebracht
ist, in das ein Gummistopfen eingetrieben ist und dass einem Befestigungsvorgang
ausgesetzt war, wobei die Vorrichtung einen Druckblock zum Aufbringen
einer Kraft auf den Gummistopfen über den Deckel umfasst, um
den Gummistopfen zusammen zu pressen, einen Luftzylinder zum Bewegen
des Druckblocks nach oben und nach unten, Kraftdetektionsmittel
zur Detektion einer auf den Deckel ausgeübten Kraft, Verschiebungsdetektionsmittel
zur Detektion einer Verschiebung in der Höhenlage der oberen Oberfläche des
Deckels, Luftdrucksteuerungsmittel zur Steuerung des Luftdrucks
in dem Luftzylinder, und Kraftswertspeichermittel zum Speichern
eines Kraftwerts, der durch das Kraftdetektionsmittel detektiert
wird, wobei die Anordnung so ausgebildet ist, dass nach der Beendigung
des Befestigungsvorganges das Luftdrucksteuerungsmittel so angesteuert
wird, dass eine Kraft auf den Deckel aufgebracht wird, die von einem
niedrigen Wert, der unzureichend ist, ein Zusammendrücken des
Gummistopfens herbeizuführen,
graduell zu einem höheren
Wert hin ansteigt und die Kraft, die während des Ansteigens der Kraft
in dem Moment detektiert wird, in dem eine Verschiebung der Höhenlage
der oberen Oberfläche
des Deckels stattfindet, als Dichtungskraft bestimmt wird.
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Zusätzlich wird
die oben genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Prüfung der
Dichtungsbelastbarkeit zur Detektion einer Dichtungskraft eines Metalldeckels
gelöst,
der über
einem Gefäß angebracht
ist, in das ein Gummistopfen eingetrieben wurde und das einem Befestigungsvorgang
unterzogen wurde, wobei die Vorrichtung einen Druckblock umfasst,
der so angeordnet ist, dass er gegen die obere Oberfläche des
Deckels anstoßen
kann, einen Tisch, auf dem das Gefäß angeordnet ist, einen Luftzylinder zum
Bewegen des Tisches nach oben und nach unten, Kraftdetektionsmittel
zur Detektion einer auf den Deckel wirkenden Kraft, Verschiebungsdetektionsmittel
zur Detektion einer Verschiebung in der Höhenlage des Tisches, Luftdrucksteuerungsmittel
zur Steuerung des Luftdrucks in dem Luftzylinder, und Kraftwertspeichermittel
zum Speichern eines Kraftwerts, der durch das Kraftdetektionsmittel
detektiert wurde, wobei die Anordnung so ausgebildet ist, dass der
Tisch nach der Beendigung des Befestigungsvorganges durch eine niedrige
Kraft angehoben wird, die unzureichend ist, ein Zusammendrücken des
Gummistopfens zu erreichen, bis die obere Oberfläche des Deckels gegen den Druckblock
anstößt, worauf nachfolgend
die auf den Tisch aufgebrachte Kraft vergrößert wird und die Kraft, die
zu dem Moment während
des Erhöhens der
Kraft detektiert wird, in dem eine Verschiebung in der Höhenlage
des Tisches stattfindet, wird als Dichtungskraft bestimmt.
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In
der Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Metalldeckel über
ein Gefäß, in das
ein Gummistopfen eingetrieben ist, gestülpt, ein Befestigungsvorgang
findet statt durch Aufbringen einer Kraft auf die obere Oberfläche des
Deckels um den Gummistopfen zusammen zu pressen während die Schürze des
Metalldeckels nach innen gefaltet wird und daraufhin wird die auf
den Deckel aufgebrachte Kraft losgelassen und danach wird die Kraft
allmählich
erhöht,
beginnend mit einer niedrigen Kraft, die unzureichend ist, den Gummistopfen
zusammen zu drücken
zu einem höheren
Wert hin. Auf diese Weise ist es möglich, die Dichtungskapazität des Gummistopfens
nach der Beendigung des Befestigungsvorgangs exakt zu bestätigen, wodurch
defekte Produkte zuverlässig
erkannt werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht, die schematisch eine vollständige Anordnung einer Verschließvorrichtung
zeigt, die mit einer Vorrichtung zur Prüfung der Dichtungsbelastbarkeit
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist
ein Längsschnitt,
der eine Gesamtanordnung der Verschließvorrichtung zeigt;
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3 ist
eine schematische Ansicht, die Steuerungsmittel der Verschließvorrichtung
zeigt;
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4A bis 4D sind
Verdeutlichungen von nacheinander ausgeführten Schritten der Verschließvorrichtung;
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5 zeigt
graphisch eine Veränderung
in der Höhenlage
eines Druckblocks und eine Veränderung
in der Kraft, die während
des Betriebs der Verschließvorrichtung
auf einen Deckel wirkt;
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6 zeigt
graphisch eine Beziehung zwischen dem Luftdruck, der einem anhebenden
Luftzylinder zugeführt
wird und der Kraft, die auf den Deckel wirkt;
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7 ist
eine Draufsicht, die ein Layout einer Vorrichtung zur Prüfung der
Dichtungsbelastbarkeit entsprechend einer zweiten Ausführungsform
zeigt;
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8 ist
ein Längsschnitt
durch die Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit entsprechend der zweiten Ausführungsform;
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9A bis 9C zeigen
nacheinander ausgeführte
Schritte der Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit;
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10 zeigt
graphisch eine Veränderung
in der Höhenlage
eines Druckblocks und eine Veränderung
in der Kraft, die während
des Betriebs der Vorrichtung zur Prüfung der Dichtungsbelastbarkeit
auf einen Deckel wirkt, entsprechend der zweiten Ausführungsform;
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11 ist
ein Längsschnitt
der Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit entsprechend einer dritten Ausführungsform;
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12 ist
ein Längsschnitt
durch die Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit entsprechend der dritten Ausführungsform,
wenn eine Dichtungsbelastbarkeit ermittelt wird; und
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13 zeigt
graphisch eine Veränderung
in der Höhenlage
des Druckblocks und eine Veränderung
in der Kraft, die während
des Betriebs der Vorrichtung zur Prüfung der Dichtungsbelastbarkeit
auf den Deckel wirkt entsprechend der dritten Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Einige
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, die in den Zeichnungen gezeigt sind,
werden nun beschrieben. Eine Verschließvorrichtung (im Allgemeinen
durch das Bezugszeichen 1 bezeichnet), die mit einer Vorrichtung
zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindung versehen ist, umfasst einen Tisch 6, auf
den ein Gefäß 2 (das
ein Glasfläschchen
ist, in das in dieser Ausführungsform
ein Gummistopfen 4 eingetrieben wird) zugeführt wird,
einen Druckblock 10, der durch einen Luftzylinder 8 nach
oben und nach unten bewegt wird und eine Befestigungsrolle 14,
die einen Deckel 12 befestigt, der aus einem Metall, wie
Aluminium, ausgebildet ist und der über einem Gummistopfen 4,
der in das Glasfläschchen 2 eingetrieben
ist, angebracht ist.
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Eine
Anzahl von Glasfläschchen 2,
die nacheinander mit einem Förderband
L zur Gefäßbeförderung
befördert
werden, werden durch eine Förderschnecke
M voneinander in einen vorgegebenen Abstand getrennt und werden
in die Verschließvorrichtung 1 über ein
Eingangssternrad N eingebracht. Diese Glasfläschchen 2 werden einer
Befestigung von Metalldeckeln 12 und einer Prüfung der
Dichtungsbelastbarkeit innerhalb der Verschließvorrichtung 1 unterzogen
und werden durch ein Ausgangssternrad P auf das Förderband
L zur Gefäßbeförderung
geliefert, um einem darauffolgenden Schritt zugeführt zu werden.
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Das
Glasfläschchen 2 umfasst
eine Öffnung 2a,
in die der Gummistopfen 4 eingepresst wird, einen Bereich 2b,
der einen reduzierten Durchmesser der Öffnung 2a aufweist,
der geringer ist, als der äußere Durchmesser
der Öffnung 2a und
die äußere Oberfläche der Öffnung 2a und
der Bereich 2b sind durch eine sich verjüngende Oberfläche 2c miteinander
verbunden. Das Glasfläschchen 2 umfasst
auch einen Bereich 2e, der einen erweiterten Durchmesser
aufweist, der unterhalb des Bereichs 2b des verringerten
Durchmessers angeordnet ist und sich zu einem Boden 2d hin
fortsetzt.
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Der
Gummistopfen 4, der einen Presssitz in der Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 einnimmt, schließt einen
Presssitzbereich 4a ein, der einen äußeren Durchmesser aufweist,
der im Wesentlichen gleich oder etwas größer als der innere Durchmesser der Öffnung 2a ist
und einen Kopf 4b eines vergrößerten Durchmessers aufweist,
der einen äußeren Durchmesser
aufweist, der im Wesentlichen dem äußeren Durchmesser der Öffnung 2a entspricht.
Ein Metalldeckel 12, der über dem Gummistopfen 4 aufgebracht
ist, umfasst einen zylindrischen Bereich 12a, der den vergrößerten Durchmesser
des Kopfs 4b des Gummistopfens 4 und die äußere Oberfläche der Öffnung 2a in
dem Glasfläschchen 2 umfasst
und eine obere Oberfläche 12b aufweist,
die auf dem oberen Teil des Kopfes 4b mit einem vergrößerten Durchmesser
angeordnet ist. Der Metalldeckel 12 weist eine solche Länge auf,
dass, wenn er über
dem Gummistopfen 4 aufgebracht ist, das untere Ende (Schürze) des
zylindrischen Bereichs 12a außerhalb des sich verjüngenden
Bereichs 2c des Glasfläschchens 2 oder
etwas darunter angeordnet ist. Es ist zu beachten, dass ein Kunststoffdeckel 16,
der einen zylindrischen Bereich 16a, der kürzer als
der zylindrische Bereich 12a ist und eine obere Oberfläche 16a aufweist,
mit dem Metalldeckel 12 integriert verbunden ist und in
einer Position um den äußeren Umfang des
oberen Bereichs des zylindrischen Bereichs 12a herum und über die
obere Oberfläche 12b hinweg verklebt
ist.
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Der
Tisch 6 ist auf einer vertikalen Rotationswelle 20 befestigt,
die mit einer Antriebswelle eines Motors (Drehmittel) 18 verbunden
ist und dazu ausgebildet ist, mit dem Glasfläschchen darauf gedreht zu werden,
wenn der Motor 18 betrieben wird. Die Drehung des Motors 18 wird
von einer Steuerung 22 gesteuert, die später beschrieben
wird.
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Ein
Druckblock 10, der über
dem Tisch 6 angeordnet ist, ist mit dem unteren Ende einer
Kolbenstange 8a des Luftzylinders 8 verbunden,
der fest so angebracht ist, dass er nach unten zeigt und dazu ausgebildet
ist, durch Betätigung
des Luftzylinders 8 nach oben und nach unten bewegt zu
werden. Der Druckblock 10 weist einen Schaft 10a auf,
der sich vom Zentrum des Blockes nach oben hin erstreckt und der
mit der Innenseite der Kolbenstange 8a des Luftzylinders 8 mittels
eines Sprengrings 24 befestigt ist. Ein Kugellager 26 ist
zwischen der unteren Oberfläche
der Kolbenstange 8a des Luftzylinders 8 und dem
Druckblock 10 angeordnet, der daher durch Betätigung des
Luftzylinders 8 anhebbar ist und außerdem bezüglich des Luftzylinders rotierbar
ist. In die untere Oberfläche
des Druckblocks 10 ist eine kreisförmige Ausnehmung 10b eingeformt,
die gegen die obere Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12a drückt, der über dem
Glasfläschchen 2 aufgebracht
ist (in der vorliegenden Ausführungsform
sind der Metalldeckel 12 und der Kunststoffdeckel 16 miteinander
integriert ausgebildet und daher wird er gegen die obere Oberfläche 16b des
Kunststoffdeckels 16 gedrückt).
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Der
anhebende Luftzylinder 8 ist mit einer Kraftmesszelle 28 ausgestattet,
die zur Ermittelung der Kraft dient und dazu ausgebildet ist, eine
auf den Deckel 12 wirkende Kraft zu ermitteln, wenn der
Luftzylinder 8 zum Drücken
des Druckblocks 10 gegen den Metalldeckel 12 betätigt wird.
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Der
Druckblock 10, der durch die Betätigung des Luftzylinders 8 auf-
und abwärts
bewegt wird, ist mit einem Potentiometer 30 verbunden,
das als Mittel zur Ermittlung der Anhebung dient und das eine Veränderung
in der Richtung der Anhebung ermittelt und auch die Anhebung des
Druckblocks 10, der durch den Luftzylinder 8 angehoben
wird, wird durch das Potentiometer 30 ermittelt.
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Wie
vorstehend erwähnt,
ist der sich verjüngende
Bereich 2c des Glasfläschchens 2 in
einem Bereich unterhalb der Öffnung 2a ausgeformt,
in die der Gummistopfen 4 mit einem Presssitz eingebracht wird
und erstreckt sich dann weiter in den Bereich 2b des verringerten
Durchmessers, wodurch ermöglicht wird,
dass das untere Ende 12c des zylindrischen Bereichs des
Metalldeckels 12a in Richtung des sich verjüngenden
Bereiches 2c gefaltet wird. Um ein Falten des unteren Endes 12c des
Metalldeckels 12a durchzuführen, ist ein Befestigungsroller 14 in
einer Position in der Nähe
des Druckblocks 10 und des Tischs 6, die übereinanderliegend
angeordnet sind, angeordnet. Der Befestigungsroller 14 ist
mit einem Drücker 14a ausgestattet,
der an dem unteren Ende 12c des zylindrischen Bereichs 12a des
Metalldeckels anstößt, um es
nach innen zu falten, wobei der Drücker 14a im Wesentlichen
die gleiche Neigung aufweist, wie der sich verjüngende Bereich 2c des Glasfläschchens 2.
Die Befestigungsrolle 14 ist mittels eines Luftzylinders 32 in
horizontaler Richtung bewegbar und wird zwischen einer Position
(vergleiche 4A, die später beschrieben wird), in der
sie gegen den Metalldeckel 12 gedrückt wird, um das untere Ende 12c des
zylindrischen Bereichs 12a nach innen zu falten, und einer
Position (vergleiche 2), in der sie nicht an dem
Metalldeckel 12 anliegt, bewegt.
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Eine
Steuerung 22, die den Betrieb verschiedener Teile der Verschließvorrichtung 1 steuert,
umfasst einen Kraftdetektor 34, der eine Kraft, die von dem
Druckblock 10 auf den Metalldeckel 12 ausgeübt wird,
in Reaktion auf ein von der Kraftmesszelle 28 ausgesendetes
Signal ermittelt und einen Verschiebungsdetektor 36, der
eine Position in der Richtung des Anhebens des Druckblocks 10 in
Reaktion auf ein von dem Potentiometer ausgesendetes Signal ermittelt.
Zusätzlich
umfasst er einen Kraftspeicher 38 zur Speicherung einer
von dem Kraftdetektor 34 in Reaktion auf ein von der Kraftmesszelle 28 ausgesendetes
Signal ermittelte Kraft und zur Speicherung einer ordnungsgemäßen Kraft
und einen Verschiebungsspeicher 40 zur Speicherung einer
Verschiebung, die von dem Verschiebungsdetektor 36 in Reaktion
auf ein von dem Potentiometer 30 ausgesendetes Signal ermittelt
wurde. Zusätzlich
umfasst sie eine Vergleichs/Entscheidungseinheit 42, die Werte,
die von dem Kraftsensor 34 und dem Verschiebungssensor 36 ermittelt
wurden, mit Werten, die in dem Kraftspeicher 38 und dem
Verschiebungsspeicher 40 gespeichert sind, vergleicht und
ermittelt, ob sie oder ob sie nicht in einem ordnungsgemäßen Bereich
liegen, und eine Steuereinheit 46, die den Betrieb eines
Selbstregulators 44 steuert, der einen Luftdruck regelt,
der dem anhebenden Luftzylinder, der den Druckblock 10 antreibt,
zugeführt
wird und den Motor (Drehmittel) 18, der den Tisch 6 dreht, steuert.
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Der
Luftzylinder 8, der den Druckblock 10 auf und
ab bewegt weist eine obere und eine untere Druckkammer (nicht gezeigt)
auf, die in seinem Inneren ausgebildet ist, und diese Druckkammern
sind mit einer Quelle der Luftversorgung 52 über Solenoid-betätigte Ventile 48 und 50 verbunden.
Der Druckblock 10 wird durch Zufuhr von Luft in jede dieser Druckkammern
von der Quelle der Luftversorgung 52 oder durch Öffnen der
Druckkammern der Atmosphäre
gegenüber
auf und ab gehoben. Wenn das untere Ende 12c des Metalldeckels 12 befestigt
wird, weist die Luft von der Quelle der Luftversorgung 52 einen Druck
auf, der von dem Selbstregulator 44 gesteuert wird und
der oberen Druckkammer zugeführt
wird, während
die untere Druckkammer gegenüber
der Atmosphäre
geöffnet
ist, um den Druckblock 10 gegen den Metalldeckel 12 zu
drängen,
der über
dem Glasfläschchen 2 unter
einer bestimmten Kraft angebracht ist.
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Die
Funktionsweise der Verschließvorrichtung 1,
die in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird nun beschrieben.
Gefäße (Glasfläschchen) 2,
denen in einem vorhergehenden Schritt der Gummistopfen 4 hereingetrieben
und mit dem Metalldeckel 12 und dessen integriertem Kunststoffdeckel 16 über dem
Gummistopfen ausgestattet wurden, werden nacheinander durch das
Förderband
L gefördert,
voneinander durch die eingangsseitige Förderschnecke M in einen gegebenen
Abstand vereinzelt und in die Verschließvorrichtung 1 durch ein
Einlasssternrad N eingeführt,
um jedem der Tische 6 zugeführt zu werden. Zu dem Zeitpunkt,
an dem das Glasfläschchen 2 dem
Tisch 6 zugeführt
wird, ist die obere Druckkammer in dem anhebenden Luftzylinder 8 gegenüber der
Atmosphäre
geöffnet,
während
ein Luftdruck der unteren Druckkammer zugeführt wird, wodurch der Druckblock 10 eine
angehobene Position einnimmt.
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Der
Bereich des Presssitzes 4a des Gummistopfens 4,
der einen äußeren Durchmesser,
der gleich oder leicht größer ist,
als der innere Durchmesser der Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 ist
als Presssitz in die Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 eingebracht
und der einen erhöhten
Durchmesser aufweisend Kopf 4a, der oberhalb des Bereichs
des Presssitzes 4a angeordnet ist, ist an der äußeren Kante
der Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 angeordnet.
Der äußere Durchmesser
des Kopfes 4b des Gummistopfens 4 ist im Wesentlichen
gleich zum äußeren Durchmesser
der Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 und
der zylindrische Bereich 12b des Metalldeckels 12 ist
so ausgerichtet, dass er mit den äußeren Umfangsoberflächen des
Kopfes 4a des Gummistopfens 4 und der Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 in
Kontakt steht. Das untere Ende 12c des zylindrischen Bereichs 12a des
Metalldeckels 12, der auf diese Weise über dem Gummistopfen 4 und
dem Glasfläschchen
aufgebracht ist, erstreckt sich bis zu einem Punkt, der unterhalb
der Öffnung 2a des
Glasfläschchens 2 angeordnet
ist und ist von der sich verjüngenden
Oberfläche 2c des
Glasfläschchens 2 beabstandet.
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Wenn
das Glasfläschchen 2 dem
Tisch 6 zugeführt
wird, wird die Luft von der Quelle 52 durch den Selbstregulator 52 hindurch
der oberen Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 8,
der über dem
Tisch 6 angeordnet ist, zugeführt, wodurch der Druckblock 10 abgesenkt
wird. Der Druckblock 10 wird gegen die obere Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12, der über
dem Glasfläschchen 2 angeordnet ist,
gedrückt
(oder direkt gegen die obere Oberfläche 16b des Kunststoffdeckels 16)
und übt
daher über
die obere Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 eine Kraft auf den Gummistopfen 4 aus.
Ein Intervall A, das in 1 gezeigt ist, repräsentiert
einen Zeitabschnitt, in dem der Druckblock 10 abgesenkt
wird.
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Während des
Betriebs der Verschließvorrichtung 1 ermitteln
die Kraftmesszelle 28 und das Potentiometer 30 die
Kraft, die auf den Metalldeckel 12 (Kunststoffdeckel 16)
ausgeübt
wird und die Anhebung des Druckblocks 10 zu einem gegebenen
Zeitintervall und die Steuerung 22 erkennt Signale, die von
der Kraftmesszelle 28 und dem Potentiometer 30 ausgesendet
werden. Der obere Graph in 5 zeigt graphisch
eine Veränderung
der Höhenlage
des Druckblocks 10, wie sie von dem Potentiometer 30 detektiert
wird, während
der untere Graph in 5 graphisch eine Veränderung
in der Stärke
der auf den Metalldeckel 12 lastenden Kraft, wie von der
Kraftmesszelle 28 detektiert wird, zeigt. Im Folgenden wird
mit Bezug auf diese Figur der Schritt des Verschließens beschrieben.
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Die
Stärke
der Kraft, die auf den Metalldeckel 12 ausgeübt wird,
wird von dem Druckblock 10 aufgebaut (diese vorgegebene
Kraft wird durch das Bezugszeichen FO in dem unteren Bereich der 5 bezeichnet).
Ein Luftdruck, der dazu benötigt
wird, die vorgegebene Kraft FO aufzubringen, wird vorangehend experimentell
bestimmt, so dass dieser Luftdruck dem anhebenden Luftzylinder 8 zugeführt werden
kann. 6 zeigt graphisch eine Beziehung zwischen dem
Luftdruck und der Kraft, die auf den Metalldeckel 12 wirkt.
Eine vorbestimmter Luftdruck wird durch den Selbstregulator 44,
der durch die Steuereinheit 46 innerhalb der Steuerung 22 gesteuert
wird, der oberen Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 8 zugeführt, wodurch
die vorgegebene Kraft FO aufgebracht wird. Insbesondere kann der
Selbstregulator 44 so eingestellt werden, dass er zum Beispiel eine
Kraft von 20 kg bereitstellt und dieser Luftdruck wird dem anhebenden
Luftzylinder 8 zugeführt,
um eine entsprechende Kraft auf den Gummistopfen 4 aufzubringen.
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Während der
anhebende Luftzylinder 8 betätigt wird, wird der Druckblock 10 graduell
abgesenkt, wie im oberen Bereich der 5 angedeutet
und wenn er sich so weit bewegt, dass er in Kontakt mit dem Kunststoffdeckel 16,
der in den Metalldeckel 12 integriert ist, kommt, (Position
T1 in 5), wird augenblicklich eine hohe Kraft detektiert.
Anschließend wird,
wenn der Druckblock in 10 auf eine minimale Höhenlage
abgesenkt wird (Position T2 in 5), eine
Deckelkraft FA, die im Wesentlichen der vorgegebenen Kraft FO entspricht,
durch die Kraftmesszelle 28 detektiert.
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Nach
dem die Druckkraft 10 die untere Begrenzung der Bewegung
erreicht hat, wird ein Befestigungsvorgang eingeleitet (Position
T3 in 5). Während
der Durchführung
des Befestigungsvorganges wird der Luftzylinders 32, der
für die
horizontale Bewegung verwendet wird, betätigt, um die Befestigungsrolle 14 in
Richtung des Glasfläschchens 2 zu bewegen,
um den Drücker 14a der
Befestigungsrolle 14 gegen das untere Ende 12c des
zylindrischen Abschnitts 12a des Metalldeckels 12 zu
drängen,
während
der Tisch 6 durch Antrieb des Motors 18 gedreht wird.
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Der
Befestigungsvorgang findet während
eines vorgegebenen Zeitabschnitts statt (der einem Zeitabschnitt
von Position T3 als zu Position T4 in dieser Ausführungsform
entspricht) durch Drängen der
Befestigungsrolle gegen das untere Ende 12c des Metalldeckels 12 und
Drehen des Tisches 6. Der Drücker 14a der Befestigungsrolle 14 weist
eine Neigung auf, die im Wesentlichen der Neigung der sich verjüngenden
Oberfläche 2c entspricht,
die um die äußere Umfangsfläche des
Glasfläschchens 2 herum geformt
ist, wodurch das untere Ende 12c des Metalldeckels 12 in Übereinstimmung
mit dem Profil der sich verjüngen
Oberfläche 2c des
Glasfläschchens (vergleiche 4A)
nach innen gefaltet wird. Während
des Befestigungsintervalls (T3 bis T4 und entsprechend einem Intervall
B, wie in 1 gezeigt), bleibt der Luftdruck,
der dem anhebenden Luftzylinder 8 zugeführt wird, der den Druckblock 10 absenkt, konstant,
aber die auf den Deckel 12 aufgebrachte Kraft variiert,
wie im unteren Bereich der 5 gezeigt.
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Bei
Beendigung des Befestigungsvorganges wird der Luftzylinder 32,
der für
die horizontale Bewegung verwendet wird, betätigt, in um die Befestigungsrolle 14 in
eine Position zurückzuziehen,
in der sie den Metalldeckel 12 nicht berühren kann.
Die Befestigungsrolle 14, die das untere Ende 12c des
Metalldeckels 12 gegen die sich verjüngende Oberfläche 2c des
Glasfläschchens
gedrückt
hat, wird zurückgezogen,
während
die Kraft, die durch den Druckblock 10 aufgebracht wird,
aufrechterhalten wird (die Kraft, die durch die Kraftmesszelle zu
diesem Zeitpunkt gemessen wird, wird durch FA bezeichnet). Durch
Rückfederung
bewegt sich das untere Ende des Metalldeckels 12 leicht
von der sich verjüngenden
Oberfläche 2c des
Glasfläschchens 2 (vergleiche 4B)
weg.
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Bei
Beendigung des Befestigungsvorganges wird die Kraft, die durch den
Druckblock 10 aufgebracht wird, gelöst. Während des Befestigungsvorganges
wird der Luftdruck der oberen Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 8 zugeführt, während die
untere Druckkammer gegenüber
der Atmosphäre geöffnet ist,
aber zur Lösung
der Kraft wird das Solenoid-betätigte
Ventil 48 geschaltet, um die obere Druckkammer in gleicher
Weise, wie die untere Druckkammer, gegenüber der Atmosphäre zu öffnen. Wenn
die obere und die untere Druckkammer gegenüber der Atmosphäre geöffnet sind,
wird die Kraft auf den Deckel 12 gelöst, während der Druckblock 10 abgesenkt
bleibt. Wenn die Kraft von dem Druckblock 10 entfernt wird,
kann sich der Gummistopfen 4, der bis zu diesem Moment
zusammengepresst war, expandieren und kann über den Metalldeckel 12 den Druckblock 10 nach
oben pressen (vergleiche 4C). Obwohl
der Druckblock 10 durch den Gummistopfen 4 nach
oben gedrückt
wird, kann der Metalldeckel 12 bei Anliegen des gefalteten
unteren Endes 12c des zylindrischen Abschnitts 12a des
Metalldeckels 12 gegen die sich verjüngende Oberfläche 2c des
Glasfläschchens 2 nicht
weiter durch die Elastizität
des Gummistopfens 4 nach oben gedrückt werden und der Metalldeckel 12 und
der Druckblock 10 hören
dann auf, sich zu anzuheben (Position T5 im oberen Bereich der 5).
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Die
Kraft wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gelöst, während der
Druckblock 10 in seiner tiefsten Stellung verbleibt, aber
die Kraft kann auch entfernt werden, während sich der Druckblock 10 anheben
kann. In diesem Fall wird die obere Druckkammer des Luftzylinders 8,
der der Luftdruck während
des Befestigungsvorganges zugeführt
wurde, gegenüber
der Atmosphäre
geöffnet,
während ein
Luftdruck der unteren Druckkammer zugeführt wird, um den Druckblock 10 anzuheben.
Wenn der Druckblock 10 jedoch angehoben wird, um die Kraft von
dem Metalldeckel 12 zu lösen, ist es notwendig, dass
die untere Druckkammer gegenüber
der Atmosphäre
geöffnet
wird, um anschließend
den Druckblock 10 wieder in Anlage mit der oberen Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 zu bringen.
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4C zeigt
eine Stellung, in der der Metalldeckel 12 und der Druckblock 10 aufgehört haben, sich
durch die Expansion des Gummistopfens 4 anzuheben. Eine
Verschiebung des Metalldeckels 12 und das Druckblocks 10 nach
oben, die zu diesem Zeitpunkt stattgefunden hat, ist durch die Bezeichnung
S1 in den 4B und 4C und
im oberen Bereich der 5 gekennzeichnet. Nachdem die Kraft
auf diese Weise einmal gelöst
wurde, wird wiederum eine Kraft über
die obere Oberfläche 12b des Metalldeckels 12 aufgebracht.
Während
die untere Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 8 gegenüber der
Atmosphäre
offen bleibt, wird Druckluft von der Quelle 52 durch den
Selbstregulator 44 der oberen Druckkammer, zugeführt. Der
Selbstregulator 44, der in dem Druckpfad angeordnet ist,
durch den der Luftdruck der oberen Druckkammer zugeführt wird,
wird so angesteuert, dass der bereitgestellte Luftdruck graduell
erhöht
wird, wie im unteren Bereich der 5 von Position
T6 zu Position T8 gezeigt.
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Es
ist zu beachten, dass wenn die Kraft nach der Beendigung des Befestigungsvorganges
wiederum zugeführt
wird, die Kraft graduell erhöht
wird, beginnend mit einem Kraftwert FB (vergleiche den unteren Bereich
der 57, der geringer ist, als die Kraft
FA, die während
des Befestigungsvorganges verwendet wird. Solange die aufgebrachte
Kraft niedrig bleibt findet eine Verschiebung des Metalldeckels 12 nicht
statt, doch wenn die aufgebrachte Kraft ansteigt beginnt der Metalldeckel 12 sich
nach unten zu verschieben. Wie vorstehend beschrieben, wird eine Veränderung
in der Höhenlage
des Druckblocks 10 durch das Potentiometer 30 detektiert
und eine Veränderung
in der auf den Deckel lastenden Kraft wird durch die Kraftmesszelle 18 detektiert.
Der Moment, in dem eine Abwärtsverschiebung
des Metalldeckels 12 auftritt (vergleiche T7 in 5)
wird durch das Potentiometer 30 detektiert und die Kraft
FC zu diesem Moment wird durch die Kraftmesszelle 28 detektiert. Die
Kraft FC in dem Moment, in dem das Potentiometer 30 eine
Verschiebung des Metalldeckels 12 detektiert hat wird als
die Kraft ermittelt, die auf den Metalldeckel 12 anschließend an
die Beendigung des Befestigungsvorganges wirkt, oder als die Dichtungskapazität des zusammengedrückten Gummistopfens 4. 4D zeigt
einen zusammengepressten Zustand des Gummistopfens 4 als
Resultat des erneuten Aufbringens der Kraft mit dem Druckblock 10.
Ein Intervall C in 1 zeigt ein Prüfungsintervall
der auf den Deckel wirkenden Kraft. Es soll klar sein, dass die Kraft
FB, die nach Beendigung des Befestigungsvorganges erneut aufgebracht
wird, hat in dem Moment, in dem die Kraft erneut aufgebracht wird,
einen niedrigen Wert aufweist, der nicht dazu ausreicht, ein Zusammendrücken des
Gummistopfens 4 zu erreichen.
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Daraufhin
wird die obere Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 8 gegenüber der
Atmosphäre
geöffnet,
während
der Luftdruck der unteren Druckkammer zugeführt wird, um den Druckblock 10 anzuheben
und dadurch die auf den Metalldeckel 12 wirkende Kraft
wieder zu entfernen (vergleiche T9 in 5). Ein
Intervall D in 1 bedeutet ein Intervall, während dessen
der Druckblock 10 angehoben wird.
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Der
Kraftspeicher 38 der Steuerung 22 hat eine ordnungsgemäße Kraft
gespeichert, die dazu erforderlich ist, die Dichtungskapazität des Gummistopfens 4 sicherzustellen
und die Vergleichs/Entscheidungseinheit 42 vergleicht die
Dichtungskraft FC bei Beendigung des Befestigungsvorganges mit der
ordnungsgemäßen Kraft
und in dem Fall, dass eine Abweichung von der ordnungsgemäßen Kraft auftritt,
das Produkt als defektes bestimmt, das ausgestoßen wird. Auf diese Weise kann
die Dichtungsbelastbarkeit des Gummistopfens 4 anschließend an den
Befestigungsvorgang von Produkt zu Produkt festgestellt werden,
wodurch ermöglicht
wird, jedes defekte Produkt, das eine nicht ausreichende Dichtungskapazität des Gummistopfens 4 aufweist,
zu ermitteln.
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Die
Verschließvorrichtung 1 gemäß dieser Ausführungsform
ist dafür
ausgerichtet eine Rückkopplungssteuerung
bereit zu stellen. Speziell vergleicht die Vergleichs/Entscheidungseinheit 42 die Kraft
FC, die nach Beendigung des Befestigungsvorgangs ermittelt wurde
und die ordnungsgemäße Kraft und
immer wenn ein Unterschied zwischen diesen beiden auftritt, der
einen vorbestimmten Wert überschreitet,
wird die Stärke
der Kraft, die auf die obere Oberfläche 12b des Metalldeckels 12 durch
den Druckblock 10 ausgeübt
wird, während
des nächsten Deckelbefestigungsvorgangs
in Übereinstimmung mit
der Kraft FC, die nach der Beendigung des Befestigungsvorganges
ermittelt wurde, korrigiert. Der Selbstregulator 44 ist
in einer Luftrohrleitung angeordnet, die die Luft dem Luftzylinder 8 zuführt; der den
Druckblock 10 anhebt und wenn es notwendig ist den Druck,
der auf den Metalldeckel 12 ausgeübt wird, zu korrigieren, wird
der Luftdruck, der der oberen Druckkammer des Luftzylinders 8 zugeführt wird, automatisch
in Übereinstimmung
mit einem Signal, das von der Steuerungseinheit 46 gesendet
wird und das von der detektierten Kraft FC abhängt, reguliert. Durch Einbeziehen
der detektierten Kraft in die Rückkopplungssteuerung
ist es möglich,
die Dichtungskapazität
des Gummistopfens 4 gegenüber einem ordnungsgemäßen Wert
zu steuern. Zusätzlich
wird eine Kraft, die auf den Deckel wirkt in diesem Ausführungsform
normalerweise überwacht,
wodurch ermöglicht
wird, das Auftreten jeder Abweichung in der Verschließvorrichtung 1 zu
detektieren.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird der Tisch 6 durch den Motor 18 gedreht, aber
die Befestigungsrolle kann auch so angeordnet sein, dass sie um
das Glasfläschchen 2, über dem
der Metalldeckel 12 angeordnet ist, herum drehbar ist.
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7 und 8 sind
eine Draufsicht, die schematisch eine Gesamtanordnung einer Verschließlinie,
die eine Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 101 gemäß einer zweiten Ausführungsform
umfasst und eine schematische Ansicht, die die Anordnung der Vorrichtung
zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 101 zeigt. In dieser Ausführungsform
ist die Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 101 separat von der Verschließvorrichtung 1,
die die Befestigung eines Metalldeckels 12 durchführt, angeordnet.
Gefäße (Glasfläschchen,
die bereits mit Gummistopfen 4 ausgestattet sind) die durch
das Gefäßbeförderungsförderband
L befördert
wurden, werden voneinander durch eine in der Zuführung liegende Schnecke N in
vorgegebene Abstände
separiert, der Verschließvorrichtung 1 durch
ein Einlasssternrad M zugeführt
und nachdem ein Verschließen
(ein Befestigen des Metalldeckels) durchgeführt wurde, auf das Förderband L
durch ein Auslasssternrad P abgeführt, um dann der Vorrichtung
zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 101 zugeführt zu werden.
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Da
die Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 101 dieser Ausführungsform
unabhängig
von der Verschließvorrichtung 1,
die eine Befestigung des Metalldeckels 12 durchführt, vorgesehen
ist, sind die Befestigungsrolle 14, der Luftzylinder 32 für die horizontale
Bewegung, der die Befestigungsrolle 14 in eine Position,
in der sie gegen den Metalldeckel 12 anliegt und eine Position,
in der sie nicht anliegt, bewegt und Drehmittel, die den Tisch 6 drehen,
die in dem ersten Ausführungsform
verwendet werden, weggelassen, aber in anderer Hinsicht ist die
Anordnung identisch mit dem ersten Ausführungsform und entsprechend
werden übereinstimmende
Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie vorher und deren
Beschreibung fortgelassen und nur das, was notwendig ist, wird nachfolgend
beschrieben.
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Die
Vorrichtung zur Kontrolle der Dichtungsbelastbarkeit 101 ist
von der Art, die einen feststehenden Tisch 106 aufweist
und ein Glasfläschchen 2 das
den Befestigungsvorgang des Metalldeckels 12 in der Verschließvorrichtung
abgeschlossen hat, wird von dem Förderband L gefördert, um
auf den feststehenden Tisch 106 zugeführt zu werden. Dementsprechend
ist bei dem Glasfläschchen 2,
dass dem Tisch 106 zugeführt wird, das untere Ende 12c des
Metalldeckels 12 bereits so gefaltet, dass es sich entlang des äußeren Profils
des sich verjüngenden
Bereichs 2c des Glasfläschchens 2 erstreckt.
Oberhalb des feststehenden Tisches 106 sind ein Druckblock 10, ein
Luftzylinder 8, der den Druckblock in 10 auf und ab
bewegt, eine Kraftmesszelle 28, die eine auf den Metalldeckel 12 wirkende
Kraft detektiert und ein Potentiometer 30, dass die Höhenlage
der oberen Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 detektiert, angeordnet. Der anhebende
Luftzylinder 8 hat obere und untere Druckkammern, die mit
einer Quelle der Luftversorgung 52 über Solenoid-betätigte Ventile 48 und 50 und
einen Selbstregulator 44 verbunden sind, um die Luft zuzuführen oder
von den Druckkammern weg zu führen.
Wenn die Luft der oberen Druckkammer, durch den Selbstregulator 44 zugeführt wird,
wird der Druckblock 10 abgesenkt, um eine vorbestimmte Kraft
auf den Metalldeckel 12 auszuüben, während wenn die Luft der unteren
Druckkammer, zugeführt wird,
wird der Druckblock 10 angehoben.
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In
dieser Ausführungsform
ist, bevor das Glasfläschchen 2 dem
Tisch 106 zugeführt
wird, die obere Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 8 gegenüber der
Atmosphäre
geöffnet,
während
der unteren Druckkammer Luft zugeführt wird, um den Druckblock 10 in
seiner angehobenen Position zu halten (ein in 9A gezeigter
Zustand). In diesem Zustand, wenn das Glasfläschchen 2 mit dem
Förderband
L auf den Tisch 106 zugeführt wird, wird das Solenoid-betätigte Ventile 50 betätigt, um
die Luftversorgung der unteren Druckkammer zu unterbrechen und um
diese gegenüber
der Atmosphäre
zu öffnen. Der
Druckblock 10 sinkt dann durch sein Eigengewicht ab (vergleiche
den oberen Abschnitt der 10 von
T10 bis T11). Während
der Druckblock 10 absinkt, steigt ein Wert, der vom Potentiometer
detektiert wird, an. Wenn der Druckblock 10, der durch
sein Eigengewicht absinkt, gegen die obere Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 anliegt (oder direkt an der oberen Oberfläche 16b des
Kunststoffdeckels 16) hört
der Druckblock 10 auf, abzusinken (ein Zustand, der in 9B gezeigt
ist) und ein Wert, der von dem Potentiometer 30 detektiert
wird, hört
ebenfalls auf, sich zu ändern
(eine Position, die im oberen Bereich der 10 unter
T11 gezeigt ist).
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Das
Solenoid-betätigte
Ventil 48, das mit der oberen Druckkammer des anhebenden
Luftzylinders 8 verbunden ist, wird dann umgeschaltet von
einem Zustand, in dem die obere Druckkammer gegenüber der
Atmosphäre
offen ist, in einen, in dem ein Luftdruck, der von dem Selbstregulator 44 festgelegt
ist von der Quelle 52 zu der oberen Druckkammer zugeführt wird,
und dadurch den Druckblock 10 dazu zu drängen, sich
abzusenken, um eine Kraft auf den Metalldeckel 12 aufzubringen.
In dieser Ausführungsform
ist der Selbstregulator 44 so gesteuert, dass der zugeführte Luftdruck
ansteigt, so das die Kraft, die auf die obere Oberfläche 12b des
Deckels wirkt, graduell von Null aus ansteigt, bis ein vorbestimmter Wert
FD erreicht ist (vergleiche ein Intervall von T12 bis T14 im unteren
Bereich der 10). In der Steuerung 22 ist
eine Beziehung zwischen dem Luftdruck und der Kraft, die auf den
Metalldeckel 12 wirkt, gespeichert, und entsprechend wird
eine Kraft in Übereinstimmung
mit dem Luftdruck aufgebracht und die Stärke der Kraft wird durch die
Steuerung 22 erkannt.
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Wenn
die Kraft, die auf den Metalldeckel 12 aufgebracht wird,
die Dichtungsbelastbarkeit übersteigt,
wird der Gummistopfen 4 zusammengepresst, wodurch der Metalldeckel 12 beginnt
abzusinken (vergleiche 9C und den oberen Bereich der 10 bei
T13). In einem gegebenen Zeitintervall (wie zum Beispiel 0,2 Millisekunden)
werden Signale von der Kraftmesszelle 28 und dem Potentiometer 30 der
Steuerung 22 übermittelt
(vergleiche 3) und solche Signale werden
in einem Kraftspeicher 38 und in einem Anhebungsspeicher 40 gespeichert.
Die Steuerung 22 detektiert den Moment (T13), in dem der
Gummistopfen 4 schrumpft und der Wert des Potentiometers
beginnt, anzusteigen und liest eine vorliegende Kraft aus dem Kraftspeicher 38 aus
und bestimmt sie als die Dichtungsbelastbarkeit FE. Weiterhin kann
in dieser Ausführungsform
die Dichtungsbelastbarkeit des Gummistopfens 4 anschließend an den
Befestigungsvorgang exakt bestätigt
werden, wodurch jedes defekte Produkt, das eine unzureichende Dichtungsbelastbarkeit
der Gummidichtung 4 aufweist, auf zuverlässige Weise
detektiert werden. In dieser Ausführungsform sind eine Vielzahl
von Sätzen,
von denen jeder den Druckblock 10, den anhebenden Luftzylinder 8 und
den Tisch 106, wie in 8 gezeigt,
umfasst, vorgesehen, um eine Vielzahl von Glasfläschchen 2 gleichzeitig
zu bearbeiten, aber auch nur ein einzelner Satz kann ebenfalls verwendet
werden. Es ist auch möglich,
das Förderband L
zur Beförderung
der Gefäße, das
Gefäße von der Verschließvorrichtung 1 zu
der Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 101 befördert, direkt als Tische zu
verwenden. Zusätzlich
kann die Kraftmesszelle 28 auf dem Tisch 106 angeordnet
sein.
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11 ist
ein Längsschnitt,
der eine Anordnung einer Vorrichtung zur Prüfung der Dichtungsbelastbarkeit 201 gemäß einer
dritten Ausführungsform zeigt.
In dieser Ausführungsform
wird auf die gleiche Weise wie in der zweiten Ausführungsform
die Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 201 separat von der Verschießeinheit 1 in
einer Position stromabwärts
von dieser bereitgestellt (vergleiche 7).
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In
der Anordnung der zweiten Ausführungsform
ist der Tisch 106 fest befestigt und hat eine konstante
Höhe. In
der vorliegenden Ausführungsform jedoch
ist der Tisch 206 auf der Kolbenstange 208a eines
anhebenden Luftzylinders 208 angebracht und kann auf und
ab bewegt werden durch die Zufuhr von Luft zu oder Auslassen der
Luft aus den oberen und unteren Druckkammern (nicht gezeigt) des
anhebenden Luftzylinders 208. Um die Anhebung des Tisches 206 zu
detektieren, ist ein Potentiometer 230 an dem Tisch 206 angebracht.
Andererseits ist ein Druckblock 210 so in einer Position
oberhalb des Tisches 206 befestigt, dass er gegen die obere
Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 (oder exakter der oberen Oberfläche 16b des
Kunststoffdeckels 16) anstoßen kann, der über dem
Gefäß (Glasfläschchen) 2 befestigt
ist, wenn es durch den Tisch 206 angehoben wird.
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Der
anhebenden Luftzylinder 208 dieser Ausführungsform weist obere und
untere Druckkammern (nicht gezeigt) auf, die jeweils durch Solenoid-betätigte Ventile 248 und 250 mit
einer Quelle der Luftversorgung 252 verbunden sind. Ein
Selbstregulator 244 ist in einer Passage zur Luftzuführung zu
einer unteren Druckkammer angeordnet. Durch Bereitstellung des Luftdrucks,
der durch den Selbstregulator 44 reguliert ist, der seinerseits
durch die Steuerungsmittel 22 (vergleiche 3)
gesteuert ist, in die untere Druckkammer, wird der Tisch 206 angehoben, um
den Metalldeckel 12 gegen den Druckblock 210 zu
zwingen und um auf diesen eine vorbestimmte Kraft aufzubringen.
Entsprechend ist in dieser Ausführungsform
die Kraftmesszelle 228, die die Kraft detektiert, auf der
Seite des Luftzylinders 208, der den Tisch 206 anhebt,
angeordnet.
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Mit
der Vorrichtung zur Prüfung
der Dichtungsbelastbarkeit 201, die in der vorbeschriebenen Weise
aufgebaut ist, wird, wenn das Glasfläschchen 2, das einem
Befestigungsvorgang des Metalldeckels 12 durch die Verschließvorrichtung 1 unterzogen
wurde, durch das Förderband
L befördert
wird, um dem Tisch 206 zugeführt zu werden, wird die Luft der
unteren Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 108 zugeführt, um den
Tisch 206 anzuheben. In dieser Ausführungsform wird die Kraft in
zwei Abschnitten erhöht,
wie in dem unteren Bereich der 13 gezeigt.
Der Luftdruck wird durch den Selbstregulator 44 so gesteuert,
dass die Eingangskraft FF, die in dem ersten Abschnitt aufgebracht
wird (vergleiche den unteren Bereich der 13 von
T20 bis T21) geringer ist, als die Dichtungskraft FG. Bei dieser Kraft
FF wird die obere Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 gegen die kreisförmige Ausnehmung 210b in
der unteren Oberfläche
des Druckblocks 210 gedrückt, aber der Gummistopfen 4 kann
nicht zusammengedrückt
werden, da die Kraft FF geringer ist, als die Dichtungskraft FG
und der Tisch 26 hört
auf, sich anzuheben. Die Anlage der oberen Oberfläche 12b des
Metalldeckels 12 gegen den Druckblock 210, bei der
seine Bewegung stoppt, wird durch einen Wert des Potentiometers 230 ermittelt,
der aufhört
sich zu verändern
(vergleiche T22 in 13).
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Um
die Kraft in dem zweiten Abschnitt aufzubringen, wird der Luftdruck,
der der unteren Druckkammer des anhebenden Luftzylinders 208 zugeführt wird,
graduell vergrößert (vergleiche
den unteren Bereich der 13 von
T23 bis T25). Die Kraft, die von der Kraftmesszelle 228 detektiert
wird, steigt von Zeit zu Zeit an und wenn sie einen gegebenen Wert
erreicht (vergleiche den unteren Abschnitt der 13 bei
T24) wird der Gummistopfen 4 zusammen gedrückt, wodurch
es dem Tisch 206 ermöglicht
wird, das Anheben zu beginnen. Die Kraft FG, die von der Kraftmesszelle 228 in
dem Moment der detektiert wird, in dem der Tisch beginnt sich anzuheben,
was es durch ein Signal des Potentiometers 230 detektiert wird,
wird als Dichtungskraft bestimmt. 12 zeigt einen
Zustand, in dem der Gummistopfen 4 zusammengedrückt ist,
um dem Tisch 206 zu ermöglichen, sich
anzuheben.
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Die
Kraft, die in dem ersten Abschnitt aufgebracht wird, wird wie folgt
ermittelt:
Wenn eine Kraft von 20 kg während eines Befestigungsvorgangs
durch die stromaufwärts
liegende Verschließvorrichtung 1 aufgebracht
wird, wird die Dichtungsbelastbarkeit anschließend an den Befestigungsvorgang
kleiner als 20 kg sein aufgrund von Faktoren wie der oben genannten
Rückfederung.
Angenommen, dass dieser Wert in der Größenordnung von 15 kg wäre, würde der
zugeführte
Luftdruck so gewählt,
dass die Kraft in dem ersten Abschnitt niedriger als 15 kg wäre, während der
Tisch 206, der das Glasfläschchen 2 darauf trägt, noch
angehoben werden kann, der in der Größenordnung von 10 kg liegen kann.
Wenn entsprechend gewählt
wird, kann der Gummistopfen 4 auch dann nicht zusammengepresst
werden, wenn Luftdruck weiterhin zugeführt wird, nachdem die obere
Oberfläche 12b des
Deckels resultierend aus der Anhebung des Gefäßes 2 gegen den Druckblock 210 anliegt.
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Mit
der dritten Ausführungsform
kann eine Dichtungskraft, die mit dem zusammengepresstem Gummistopfen 4 ermittelt
werden kann, als Ergebnis eines Befestigens des Metalldeckels 12 unter
Kraft in der Verschließvorrichtung 1 exakt
bestätigt
werden für
jeden Fall in der gleichen Weise, wie in den beschriebenen Ausführungsbeispielen,
wobei ein defektes Produkt, das eine unzureichende Dichtungsbelastbarkeit
hat, in einer zuverlässigen
Weise detektiert werden kann.