DE102007028429A1

DE102007028429A1 - Vorrichtung zum Verschließen von Behältern mit Schraubverschlüssen

Info

Publication number: DE102007028429A1
Application number: DE102007028429A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schmatz
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2007-06-20
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-12-24
Also published as: CN101795960B; WO2008154973A3; US8166730B2; ES2367546T3; US20100205905A1; SI2155598T1; WO2008154973A2; EP2155598B1; CN101795960A; EP2155598A2; PL2155598T3; ATE520621T1

Abstract

In einer Vorrichtung (V) zum Verschließen von Behältern, insbesondere Flaschen, mit Schraubverschlüssen, mit einem zumindest drehantreibbaren Verschließkopf (K), in dem ein verschlussspezifisches Verschließelement (E) auswechselbar gehaltert ist, ist in den Verschließkopf (K) ein formschlüssiger Schnellwechselmechanismus (S) für das jeweilige Verschließelement (E) eingegliedert und ist im Lösezustand des Schnellwechselmechanismus (S) das Verschließelement (E) im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Verschließkopfes (K) seitlich entnehmbar oder einsetzbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei solchen in der Praxis beispielsweise zum Verschließen von PET-Flaschen mit Schraubverschlüssen verwendeten Vorrichtungen, etwa der aus DE-A-101 24 659 bekannten Art, muss bei Umrüsten auf einen anderen Typ eines Schraubverschlusses das eingesetzte Verschließelement zusammen mit einer Passhülse nach unten aus dem Verschließkopf geschraubt werden. Da unter dem Verschließkopf und relativ nahe bei diesem verschiedene Flaschenförder- und Behandlungskomponenten installiert sind, z. B. Halsführungsronden, von denen zumindest einige exakt auf den Verschließkopf einjustiert werden müssen, erfordert der Wechsel des Verschließelementes die Demontage zumindest einiger Komponenten, um nach unten Platz und Zugang zu schaffen und nachfolgende neue Einjustierungen. Dies bedingt erhebliche Rüstzeiten und ist eine diffizile Arbeit, die mit Werkzeugen ausgeführt wird. Da häufig selbst Flaschen desselben Produzenten unterschiedliche Schraubverschlüsse haben, obwohl die Flaschen untereinander gleich sind, d. h. eigentlich nach einem Schließelement-Wechsel keine Einjustierungen der an den Verschließkopf angrenzenden Komponenten erfordern würden, fallen die langen Rüstzeiten erheblich ins Gewicht. Außerdem ergibt sich bei häufigem Verschließelement-Wechsel die Gefahr eines Fressens des Gewindes, mit dem das Verschließelement im Verschließkopf festgelegt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die einen schnellen Verschließelementwechsel ohne Demontage an den Verschließkopf angrenzender Komponenten, wie eines Halssterns oder von Führungsronden, ermöglicht.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das Verschließelement wird nicht direkt im Verschließkopf gehaltert, sondern im Schnellwechselmechanismus, der jedoch so ausgelegt ist, dass das Verschließelement im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Verschließkopfes und seitlich entnehmbar oder einsetzbar ist. Ein derartiger Wechsel lässt sich zügig bewerkstelligen und resultiert in sehr kurzer Rüstzeit, weil keine angrenzenden Komponenten demontiert und danach wieder neu einjustiert zu werden brauchen. An der Seite des Verschließkopfes und oberhalb der angrenzenden Komponenten ist genügend Platz, um bequem manipulieren zu können. Der Schnellwechselmechanismus ist für verschiedene Verschließkopfsysteme brauchbar, beispielsweise sowohl für Plunger- als auch Anschlagsysteme, und lässt sich auch für segmentierte Verschließelemente benutzen.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wird das jeweilige Verschließelement in einem Wechselteil des Schnellwechselmechanismus gehaltert und zusammen mit dem Wechselteil eingesetzt bzw. entnommen. Der Wechselteil ist über die Wechselteil-Formschlusskupplung mit der im Verschließkopf verbleibenden und dauerhaft festgelegten Aufnahme kraft- und bewegungsübertragend gekuppelt. Diese Formschlusskupplung lässt sich zum Wechseln und im Lösezustand des Schnellwechselmechanismus seitlich ausrücken. Hierbei liegt ein zusätzlicher Vorteil darin, dass das Gewinde im Verschließkopf nicht mehr verschleißt, da die Aufnahme, wenn überhaupt, nur selten demontiert zu werden braucht. Die Aufnahme des Wechselteils kann zu verschiedenartigen Schraubverschlüssen passen. Alternativ können deutlich verschiedenen Schraubverschlüssen unterschiedliche Wechselteile angehören.
Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass der Schnellwechselmechanismus von Hand und werkzeuglos bedienbar ist. Ein Wechsel lässt sich mit wenigen einfachen Handgriffen und ohne nennenswertem Kraftaufwand durchführen.
Zweckmäßig ist die Formschlusskupplung sogar so ausgebildet, dass zum Ausbauen bzw. Einsetzen des Wechselteils von zwei bezüglich der Drehachse des Verschließkopfes diametral gegenüberliegenden Seiten gearbeitet werden kann. Da in dem Bereich, in welchem der Wechselteil seitlich entnommen und eingesetzt wird, im Regelfall sehr gute Zugänglichkeit zum Wechseln besteht, beispielsweise über ca. 300°, braucht unter Umständen der mit einem Getriebe für mehrere Verschließköpfe gekuppelte Verschließkopf für einen Wechsel gar nicht gedreht zu werden, weil stets eine Seite für den Wechsel zugänglich ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Aufnahme ein im Verschließkopf festlegbarer Rohrabschnitt, vorzugsweise ein Rohrabschnitt mit einem Außengewinde und einem Passkonus an einem Ende. Am anderen Ende der Aufnahme ist eine Fassung ausgebildet, die einen ersten Teil der Formschlusskupplung aufweist. Der Wechselteil kann ein hohler Körper sein, der an einem Ende einen zweiten Teil der Formschlusskupplung besitzt und im anderen Ende die Aufnahme für das Verschlusselement aufweist.
Zwecks einfacher Handhabung kann die Wechselteil-Sicherung einen außen auf der Fassung axial verschiebbaren Ring umfassen, der in der Verriegelungsstellung außen über beide ineinander eingerückte Teile der Formschlusskupplung greift und so ein unbeabsichtigtes Lösen der Formschlusskupplung verhindert und den Wechselteil sauber an der Aufnahme bzw. dem Verschließkopf zentriert.
Zweckmäßig sind an der Aufnahme und am Wechselteil axial beabstandete Anschläge vorgesehen, zwischen denen der Ring axial hin- und herverschiebbar ist. Um unter betriebsbedingten Erschütterungen sicherstellen zu können, dass sich der Ring nicht unkontrolliert in den Lösezustand bewegt, ist es zweckmäßig, den Ring in Richtung zur Verriegelungsstellung durch Federkraft vorzuspannen. Die Federkraft braucht nur so hoch zu sein, dass der Ring seine Verriegelungsstellung nicht selbsttätig aufzugeben vermag, jedoch von Hand leicht in den Lösezustand gebracht werden kann. Der Ring sollte jedoch nach Entnahme des Wechselteils an der Aufnahme gesichert bleiben.
Montagetechnisch günstig ist zumindest der Anschlag an der Aufnahme ein Seegerring oder anderer geeigneter Anschlag, der sich leicht anbringen und abnehmen lässt, falls der Schnellwechselmechanismus zu zerlegen ist.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Formschlusskupplung nach Art einer im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Verschließkopfes ausgerichteten Schwalbenschwanzführung ausgebildet. Diese besitzt, vorzugsweise, an einem Ende des hohlen Körpers außen zwei parallel zueinander verlaufende, gerade und von Außenstegen begrenzte Nuten, und an der Fassung innen zwei parallel zueinander verlaufende und von innenseitigen Stegen begrenzte Nuten. Die Stege werden linear in die Nuten eingeschoben. Es ergibt sich eine stabile Halterung des Wechselteils mit großen Kraftübertragungsflächen und dem Vorteil, die Formschlusskupplung mit geringem Kraftaufwand leicht lösen bzw. einrücken zu können. Gegebenenfalls sind mehrere Nuten- und Stegpaare z. B. um jeweils 60° oder 120° in Umfangsrichtung versetzt in der Fassung und/oder am Wechselteil vorgesehen, um auch ohne Verdrehen des Verschließkopfes leicht eine passende Wechselposition zu finden.
Um das Verschließelement leicht aus dem Wechselteil entnehmen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Wechselteil in der Aufnahme eine Federverrastung für das eingesetzte Verschließelement aufweist.
Zweckmäßig sind die Aufnahme, der Wechselteil und der Ring Kunststoff- oder Metallformteile.
Ferner kann es zweckmäßig sein, zum Zentrieren des Wechselteils an der Aufnahme in der Schwalbenschwanzführung eine Art Verrastung, z. B. eine Kugelverrastung, anzuordnen, die zusätzlich oder grundsätzlich für die Zentrierung des Wechselteils an der Aufnahme sorgt.
Die Aufnahme sollte in Umfangsrichtung verteilte Reinigungsöffnungen besitzen, damit der Verschließkopf, wie üblich, bequem gespült und gereinigt werden kann.
Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältern, insbesondere Flaschen, mit Schraubverschlüssen, wobei ein Schnellwechselmechanismus gezeigt in einer Betriebsstellung kurz vor einem Wechsel gezeigt wird,
2 einen Längsschnitt des Schnellwechselmechanismus von 1,
3 einen Schnitt durch den Schnellwechselmechanismus in der Schnittebene III-III in 1,
4 eine Draufsicht auf den Schnellwechselmechanismus in 2,
5 eine Perspektivansicht des Schnellwechselmechanismus in der Betriebsstellung von 1, und
6 eine Perspektivansicht des Schnellwechselmechanismus bei der Durchführung eines Wechsels.
Von einer Vorrichtung V zum Verschließen von Behältern, beispielsweise PET-Flaschen, in einem Verschließer einer Füllanlage, ist in 1 gestrichelt ein unterer Teil eines Verschließkopfes K angedeutet. Der Verschließkopf K kann in axialer Richtung und/oder in Drehrichtung angetrieben werden, um einen in einem Verschließelement E positionierten Schraubverschluss auf das Außengewinde des Flaschenhalses einer unter dem Verschließkopf K positionierten Flasche anzubringen. Zum Positionieren und Fördern der Behälter sind in 1 nicht gezeigte Komponenten angrenzend an den Verschließkopf und unter diesem vorhanden.
Der Verschließkopf K in 1 ist mit einem Schnellwechselmechanismus S zum auswechselbaren Haltern des jeweiligen Schließelementes E ausgestattet. Hauptkomponenten des Schnellwechselmechanismus S in 1 (siehe auch 2 in einem Längsschnitt) sind eine Aufnahme 1, ein Wechselteil 2, in dem das Schließelement E gehaltert ist, eine Wechselteil-Formschlusskupplung 3, und eine Wechselteil-Sicherung 4. Der Schnellwechselmechanismus S ist bevorzugt werkzeuglos von Hand bedienbar und ermöglicht es, beim Einsetzen oder Entnehmen des Schließelementes E mit dem Wechselteil 2 diese Teile seitlich zu bewegen, d. h., senkrecht zur Drehachse des Verschließkopfes K.
Die Aufnahme 1 (2) ist ein Rohrabschnitt mit einem Passkonus 5 und einem Außengewinde 6 an einem Ende und einer Fassung 7 am anderen Ende. In der Aufnahme 1 können in Umfangsrichtung verteilte Reinigungsöffnungen 8 vorgesehen sein. Außen befindet sich an der Aufnahme 1 ein Anschlag 9, beispielsweise ein Seegerring, an dem sich eine Feder 10 abstützt, die einen axial verschiebbaren Ring 11 der Wechselteil-Sicherung 4 in Richtung zu einer Verriegelungsstellung beaufschlagt. Ein weiterer, den Bewegungsweg des Rings 11 begrenzender Anschlag 12 ist beispielsweise an der Fassung 7 angeformt, z. B. in Form einer umlaufenden Schulter.
Die seitlich lösbare und einrückbare Wechselteil-Formschlusskupplung 3 ist nach Art einer geraden Schwalbenschwanzführung ausgebildet und besteht aus zwei Teilen. Der eine Teil, d. h. zwei zueinander parallele, linear verlaufende Nuten 13, die nach oben durch gerade Stege 16 begrenzt sind, sind im oberen Ende des Wechselteils 2 eingeformt. Der andere Teil der Wechselteil-Formschlusskupplung 3 sind zwei zueinander parallele, innen in die Fassung 7 durchgehend eingeformte hier U-förmige Nuten 15, die unterseitig von ebenfalls geraden und durchgehenden Stegen 14 begrenzt sind. Die Stege 14, 16 werden mit einer geraden Bewegung (Teil 23 in 6) eingeschoben oder herausgezogen. Die Nuten 15, 13 sind entweder an der in der Zeichnungsebene von 2 hinten liegenden oder vorne liegenden Seite offen, oder an beiden Seiten, so dass sich der Wechselteil 2 in 2 seitlich nach oben oder nach unten von der Aufnahme 1 trennen lässt. Der Ring 11 ist in einer Lage gezeigt, in welcher er das Trennen der Aufnahme 1 von dem Wechselteil 2 noch nicht zulässt. Zum Wechseln muss der Ring 11 in Richtung eines Pfeils 22 (5 und 6) nach oben bewegt werden. Gegebenenfalls sind mehrere Nuten- und Stegpaare in Umfangsrichtung zueinander versetzt vorgesehen. Ferner kann der Querschnitt der Nuten und Stege beliebig gewählt werden.
Im unteren Ende des Wechselteils 2 ist eine Aufnahme 17 für das Verschließelement E eingeformt. Das Verschließelement E sitzt z. B. mit einem hohlen Ansatz 18 in der Aufnahme 17 und weist einen Innenkonus zur Aufnahme eines Drehverschlusses auf, der durch einen O-Ring 20 radial nach innen beaufschlagte Kugeln 19 gehalten wird.
In dem Schnitt in der Schnittebene III-III in 1 in 3 ist erkennbar, dass die Nuten 13 vorne und hinten frei auslaufen, um den Wechselteil 2 in 3 entweder nach unten oder nach oben von der Aufnahme 1 trennen zu können.
In der Draufsicht (in 2 von oben) gemäß 4 ist erkennbar, dass der Anschlag 9 von einem Seegerring oder ähnlichem Anschlagring gebildet wird, und dass ein Flansch des Verschließelementes E nach außen vorsteht. 4 zeigt den Blick auf das obere Ende der Aufnahme 1.
In der Perspektivansicht des Schnellwechselmechanismus S in 5 ist der Ring 11 in Richtung des Pfeiles 22 geringfügig gegen die Feder 10 in Richtung zum oberen Anschlag 9 hochgeschoben, gerade so weit, dass die Formschlusskupplung 3 noch nicht lösbar ist. Der Wechselteil 2 kann beispielsweise aus bearbeitungstechnischen Gründen seitliche Ausschnitte 21 aufweisen.
Um den Wechselteil 2 mit dem Verschließelement E seitlich in Richtung des Doppelpfeiles 23 (6) von der Aufnahme 1 trennen zu können, wird der Ring 11 gemäß 6 noch etwas weiter in Richtung des Pfeiles nach oben verschoben, und wird der Wechselteil in der Schwalbenschwanzführung mit dem Steg 16 aus der Nut 15 linear herausgezogen, während der Steg 14 aus der Nut 13 herausgleitet.
Gegebenenfalls ist in der Schwalbenschwanzführung eine Verrastung 24 vorgesehen, die den Wechselteil 2 bereits an der Aufnahme 1 zentriert, wenn der Ring 11 noch nicht nach unten verschoben ist.
Zum Einsetzen eines anderen Wechselteils 2 wird zunächst der Ring 11 in Richtung des Pfeiles 22 nach oben verschoben, bis die Nut 15 der Aufnahme 1 frei liegt, und wird der Steg 16 in die Nut 15 und gleichzeitig der Steg 14 in die Nut 13 eingefädelt, ehe der Wechselteil 2 bis zur Ausrichtung mit der Drehachse des Verschließkopfes K bzw. der Aufnahme 1 eingeschoben ist. Dann wird der Ring 11 losgelassen, so dass er unter der Kraft der Feder 10 selbsttätig nach unten, beispielsweise bis auf den Anschlag 12 gleitet und die Kupplung gegen Lösen sichert. Gegebenenfalls wird beim Nachuntenverschieben des Rings 11 von Hand assistiert.
Die Teile des Schnellwechselmechanismus können Kunststoffformteile oder auch Metallformteile sein. Es können ferner für deutlich verschiedene Schraubverschlüsse unterschiedlich groß ausgebildete oder hinsichtlich ihrer Aufnahmesitzen unterschiedlich gestaltete Wechselteile verwendet werden, die jedoch sämtliche den gleichen einen Teil der Formschlusskupplung aufweisen. Bei einem Wechsel brauchen keine unterhalb des Verschließkopfes K installierten Komponenten demontiert oder verlagert zu werden. Wenn für den gleichen Behälter- oder Flaschentyp nur unterschiedliche Schraubverschlüsse verarbeitet werden, brauchen auch keine neuen Einjustierungen dieser Komponenten nach einem Wechsel vorgenommen zu werden. Es wäre sogar denkbar, das Verschließelement E direkt mit dem einen Kupplungsteil auszubilden und ohne Wechselteil 2 einzusetzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10124659 A [0002]

Claims

Vorrichtung (V) zum Verschließen von Behältern, insbesondere Flaschen, mit Schraubverschlüssen, mit einem zumindest drehantreibbaren Verschließkopf (K), in dem ein verschlussspezifisches Verschließelement (E) auswechselbar gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verschließkopf (K) ein formschlüssiger Schnellwechselmechanismus (S) für das jeweilige Verschließelement (E) eingegliedert ist, und dass in einem Lösezustand des Schnellwechselmechanismus (S) das Verschließelement (E) im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Verschließkopfes (K) seitlich entnehmbar oder einsetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Verschließelement (E) in einem Wechselteil (2) des Schnellwechselmechanismus (S) gehaltert ist, und dass für den Wechselteil (2) eine im Verschließkopf (K) verbleibende Aufnahme (1) mit einer in seitlicher Richtung (23) lösbaren Wechselteil-Formschlusskupplung (3) und einer zwischen einer Verriegelungsstellung und dem Lösezustand umstellbare Wechselteil-Sicherung (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnellwechselmechanismus (S) von Hand und werkzeuglos bedienbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusskupplung (3) zum Entnehmen bzw. Einsetzen des Wechselteils (2) von zwei bezüglich des Verschlusskopfes (K) diametral gegenüberliegenden Seiten lösbar mit geradlinigen Bewegungen (23) lösbar bzw. einrückbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (1) ein im Verschließkopf (K) festlegbarer Rohrabschnitt, vorzugsweise mit einem Außengewinde (6) und einem Passkonus (5) an einem Ende, und einer Fassung (7) am anderen Ende ist, dass die Fassung (7) einen ersten Teil der Formschlusskupplung (3) aufweist, und dass der Wechselteil (2) ein hohler Körper ist, der an einem Ende einen zweiten Teil der Formschlusskupplung (3) und im anderen Ende eine Aufnahme (17) für das Verschließelement (E) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselteil-Sicherung (4) einen außen auf der Fassung (7) der Aufnahme (1) axial zwischen der Verriegelungsstellung und dem Lösezustand verschiebbaren Ring (11) umfasst, der in der Verriegelungsstellung außen über beide ineinander eingerückte Teile der Formschlusskupplung (3) greift.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufnahme (1) und am Wechselteil (2) axial beabstandete Anschläge (9, 12) vorgesehen sind, zwischen denen der Ring (11) hin- und herverschiebbar ist, und dass der Ring (11) in Richtung zur Verriegelungsstellung durch Federkraft (10) vorgespannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (9) an der Aufnahme (1) ein abnehmbarer Seegerring oder ähnlicher Anschlagring ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusskupplung (3) nach Art einer im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Verschließkopfes (K) ausgerichteten Schwalbenschwanzführung ausgebildet ist, und, vorzugsweise, zumindest zwei als Paar an einem Ende des hohlen Körpers außen parallel zueinander verlaufende gerade und von Außenstegen (16) begrenzte Nuten (13) und an der Fassung (7) innen zwei parallel zueinander verlaufende und von innenseitigen Stegen (14) begrenzte Nuten (15) umfasst, wobei die Stege (16, 14) linear in den Nuten (15, 13) verschiebbar sind.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (1), der Wechselteil (2) und der Ring (11) Kunststoff-Formteile oder Metallformteile sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zentrieren des Wechselteils (2) an der Aufnahme (1) in der Schwalbenschwanzführung eine Kugelverrastung (24) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (1) in Umfangsrichtung verteilte Reinigungsöffnungen (8) besitzt.