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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschließen
von Behältern mit einem Schraubverschluss der im Oberbegriff
von Anspruch 1 erläuterten Art.
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Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der
EP 1 834 923 bekannt. Die bekannte
Vorrichtung weist einen Schraubverschließer auf, der eine Mehrzahl
um eine senkrechte Achse rotierend angetriebener Schraubköpfe
und synchron rotierend angetriebener Halterungen für eine
Mehrzahl von Behältern aufweist. Die Schraubköpfe
sind so ausgebildet, dass sie in einem Bereich ihrer Umlaufbahn
mit einer Zuführeinrichtung für Schraubverschlüsse
in Kontakt treten und von dieser die Schraubverschlüsse übernehmen.
Die Halterungen für die Behälter sind so ausgebildet,
dass sie an einem vorbestimmten Bereich ihrer Umlaufbahn die unverschlossenen Behälter
aufnehmen und die verschlossenen Behälter wieder abgeben.
Zum Verschließen führen Behälter und
Schraubkopf eine Relativbewegung zueinander in senkrechter Richtung
aus, wobei bevorzugt der Schraubkopf unter Drehung um seine eigene
Achse nach unten und oben geführt wird. Jedem Schraubkopf
ist weiterhin eine höhenfixierte Auswerferstange zugeordnet,
die beim Zurückführen des Schraubkopfes nach dem
Aufschrauben des Schraubverschlusses in den Schraubkopf eintaucht
und dort eventuell hängen gebliebene Schraubverschlüsse
auswirft. Eine weitere Überwachungseinrichtung kann im
Bereich der Zufuhreinrichtung für die Schraubverschlüsse
vorgesehen sein und dort sicherstellen, dass die Schraubverschlüsse
in der korrekten Position zum Übernehmen durch den Schraubkopf
und zum Aufschrauben auf den Behälter, d. h. mit nach oben
weisender Deckfläche und nach unten weisendem Schraubrand,
angeordnet werden. Da die Verschlüsse vom Schraubkopf nach
oben aus der Zufuhreinrichtung herausgenommen werden müssen,
sind die Verschlüsse in der Zufuhreinrichtung lediglich
von unten und seitlich unterstützt. Dabei kann es, insbesondere
bei den heutzutage immer leichtgewichtigeren Verschlüssen,
passieren, beispielsweise durch Maschinenvibrationen, dass sich
ein Verschluss trotz korrekter Ausrichtung wieder umdreht, d. h.
nunmehr mit dem Schraubrand nach oben und der Deckfläche nach
unten dem Schraubkopf zugeführt wird. Übernimmt
der Schraubkopf einen derart verkehrt herum liegenden Verschluss,
so kann er diesen nicht auf den Behälter aufschrauben.
Die Auswerferstange erreicht jedoch den fehlerhaft im Schraubkopf
verbliebenen Verschluss nicht mehr, da sie in das Innere des Schraubverschlusses
eintaucht und nicht bis zur Deckfläche reicht. Beim nächsten
Aufnehmen und Aufschrauben wird der nicht ausgeworfene Verschluss
gequetscht, wobei die Kräfte so stark sind, dass Teile
der Verschließvorrichtung brechen können (z. B.
Laufrollen, Zahnräder, usw.) oder verbogen werden und die
Maschine instandgesetzt werden muss. Dies führt zu Produktionsausfall,
Ersatzteilkosten und Reparaturkosten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf konstruktiv einfache Weise
sicherzustellen, dass falsch orientierte Schraubverschlüsse,
die in den Schraubkopf gelangt sind, erkannt werden können.
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Die
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann direkt
am Schraubverschließer, wo die Verschlüsse bereits
lagefixiert sind, festgestellt werden, ob der vom Schraubkopf erfasste
Verschluss korrekt ausgerichtet ist. Dazu ist lediglich ein einziger,
zusätzlicher Sensor notwendig, der eine prägnante Stelle
im Schraubverschließer überwacht.
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Bevorzugt überwacht
der Sensor eine Stelle in der kreisförmigen Umlaufbahn
des Schraubkopfes, an der der Schraubkopf bereits begonnen hat,
den Verschluss auf den Behälter aufzuschrauben, so dass
sich der Abstand zwischen Behälter und Schraubkopf unter
die axiale Länge des Behälters bewegt. Wird beim
Durchlauf eines Schraubkopfes durch diese Position kein Schraubkopf
an dieser Stelle festgestellt, bzw. wird festgestellt, dass eine
im korrekten Betrieb noch notwendige Relativbewegung zwischen Behälter
und Schließkopf verlangsamt oder zum Stillstand gekommen
ist, so wird geschlossen, so dass der Verschluss fehlerhaft orientiert
vom Schraubkopf aufgenommen wurde und kein Aufschrauben möglich
ist.
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Um
Fehlerquellen, insbesondere bei einem kurzen Gewinde oder bei Bajonettverschlüssen
oder dergleichen auszuschalten, wird bevorzugt die tiefste Stelle
des Schraubkopfes, d. h. der geringstmögliche Abstand zwischen
Schraubkopf und Behälter, in der senkrechten Schraubbewegung überwacht.
Die Überwachungsposition hinsichtlich Höhe in
axialer Richtung und der Stelle in der kreisförmigen Umlaufbahn
des Schraubkopfes um die Maschinenachse kann Verschluss spezifisch
einstellbar und auswählbar sein.
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Wird
ein fehlerhaft orientierter Schraubverschluss festgestellt, so werden
zumindest die Zufuhreinrichtungen und ggf. auch die Abfülleinrichtung stillgelegt,
um weiteren Schäden vorzubeugen.
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Der
Sensor arbeitet bevorzugt berührungslos mit herkömmlich
bekannten Mitteln.
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Zusätzlich
zur erfindungsgemäßen Feststelleinrichtung können
die üblichen Überwachungseinrichtungen im Bereich
der Zufuhreinrichtung und/oder im Bereich des Schraubkopfes (Auswurfstange)
vorgesehen sein, die andere Fehlerquellen bzw. rechtzeitig feststellbare
Fehlerquellen ausschalten, ohne dass in diesem Falle die gesamte
Anlage stillgesetzt werden muss.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
senkrechten Schnitt durch einen Schraubverschließer, und
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2 eine
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
in stark schematisierter Darstellung.
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1 zeigt
einen Schraubverschließer
1 in beispielhafter
Darstellung. Der Schraubverschließer
1 entspricht
bis auf die erfindungsgemäß vorgesehenen, weiter
unten beschriebenen Einzelheiten dem Schraubverschließer
nach der
EP 1 834 923 ,
so dass für weitere Einzelheiten auf diese Druckschrift
verwiesen werden kann. Der Schraubverschließer
1 ist zum
Aufdrehen von Verschlüssen in Form von Schraubkappen K
auf Getränkeflaschen F aus Kunststoff eingerichtet. Die
Erfindung ist jedoch auch bei Schraubverschließern zum
Aufdrehen von Deckeln oder Bajonettverschlüssen auf Flaschen
oder Gläser geeignet. Die Verschlüsse weisen in üblicher Weise
eine obere Deckfläche und einen von der Deckfläche
wegstehenden, zylindrischen und in seinem Inneren mit einem Gewinde
oder mit Bajonettverschlusseinheiten versehenen Schraubflansch auf.
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Der
Schraubverschließer 1 enthält ein stationäres
Gestell 2, in dem mittels eines Flanschlagers 3 eine
Hohlwelle 4 mit senkrechter Drehachse D in Pfeilrichtung
A drehbar gelagert ist. Am unteren Ende der Hohlwelle 4 ist
ein Zahnkranz 5 befestigt, über den die Hohlwelle 4 angetrieben
werden kann.
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Auf
der Hohlwelle 4 ist ein Rotor 6 befestigt, der
im Wesentlichen drei horizontale Kreisscheiben 7, 8 und 9 umfasst
und sich um die Drehachse D dreht. An der oberen Kreisscheibe 9 sind
eine Vielzahl Verschließeinrichtungen 10 vorgesehen,
die in üblicher Weise ausgebildet sind, d. h. u. a. einen Schließkopf 11,
eine Auswerferstange 12 und einen Drehantrieb 13 für
den Schließkopf 11 enthalten. Der Drehantrieb 13 enthält
für jede Verschließeinrichtung 10 einen
Motor 13a (Servomotor) und ein Getriebeelement 13b (Ritzel).
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In
der mittleren Kreisscheibe 8 sind eine Vielzahl von Behälter-
bzw. Flaschenträgern 14 in Form von U-förmigen
Ausnehmungen vorgesehen, wobei jedem Schließkopf 11 jeweils
ein Flaschentäger 14 zugeordnet ist. Der Flaschenträger 14 und
der Schließkopf 11 sind relativ zueinander in
vertikaler Richtung entlang des Doppelpfeils B bewegbar, um einerseits
die Kappe K auf die Flasche F abzusenken und dann, mit Hilfe des
Drehantriebes 13, die Kappe K unter weiterem Absenken auf
die Flasche F aufzuschrauben. Im eigentlichen Verschließbereich,
d. h. im Bereich des Aufschraubvorganges, werden die Flaschen F
zusätzlich durch einen stationären Führungsbogen 15,
der auf dem Gestell 2 befestigt ist, gehalten.
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Die
vertikale Bewegung in Richtung des Doppelpfeils B wird durch Hubstangen 16 bewirkt, wobei
für jede Verschließeinheit 10 jeweils
eine Hubstange 16 vorgesehen ist.
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Am
unteren Ende jeder Hubstange 16 ist ein Lagerklotz 17 befestigt,
an dessen radial nach außen weisender Seite eine Kurvenrolle 18 mit
horizontaler Drehachse gelagert ist. Die Kurvenrollen 18 aller Hubstangen 16 greifen
in eine nach innen offene, in sich geschlossene Nutkurve 19 ein,
die in einem Kurvenring 20 ausgebildet ist, der konzentrisch
zur Drehachse D starr am Gestell 2 befestigt ist. Bei einer
Rotation des Rotors 6 in Richtung des Pfeils A führen die
Hubstangen 16 durch die von der Nutkurve 19 und
den Kurvenrollen 18 gebildete Zwangssteuerung eine definierte,
vertikale Auf- und Abwärtsbewegung in Richtung B aus.
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Am
oberen Ende jeder Hubstange 16, das aus der mittleren Kreisscheibe 8 nach
oben herausragt, ist über einen Lagerkörper 16a der
Schließkopf 11 mit senkrechter Achse drehbar gelagert.
Der Schließkopf 11 ist in üblicher Weise
mit Halteelementen für den Verschluss K versehen und weist
eine zentrale Bohrung auf, in die die höhenfest an der oberen
Kreisscheibe 9 befestigte Auswerferstange 12 für
nicht verarbeitete Verschlüsse K eingreift.
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Der
Schraubverschließer 1 ist Teil einer Vorrichtung 30 zum
Verschließen eines Behälters F, die schematisch
in 2 dargestellt ist. Die Vorrichtung 30 enthält
neben dem Schraubverschließer 1 eine Zuliefervorrichtung 31 für
Verschlüsse K, eine Zuliefervorrichtung 32 für
Behälter F und einen Abförderer 33 für
die mit den Verschlüssen verschlossenen Behälter.
Die Zuliefervorrichtungen 31, 32 und der Abförderer 33 können
herkömmliche Konstruktionen aufweisen, beispielsweise ist
die Zuliefereinrichtung 31 für die Verschlüsse
K als Pick & Place-Station bzw.
-Rad ausgebildet, in der die Verschlüsse K korrekt ausgerichtet,
sortiert und auf die richtige Lage hin kontrolliert in einer Zuführrinne
laufen.
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Um
auszuschließen, dass fehlorientierte Verschlüsse,
deren Fehlorientierung erst nach der Kontrolle und Einordnung in
die Zuliefereinrichtung 31 auftritt, Schäden am
Schraubverschließer 1 verursachen, ist eine Einrichtung 34 zum
Feststellen von Fehlorientierungen von in die Schraubköpfe 11 gelangten
Verschlüssen K vorgesehen. Die Einrichtung 34 enthält
einen Sensor 35 und eine geeignete Steuereinrichtung 36.
Der Sensor 35 arbeitet berührungslos und kann
beispielsweise eine Kamera, ein Näherungsinitiator oder
dergleichen sein. Zum Feststellen der Fehlorientierung in den Schließköpfen 11 ist
lediglich ein einziger Sensor 35 für alle Schließköpfe 11 des
Schraubverschließers 1 notwendig, wenn dieser so
platziert ist, dass er eine Position des jeweiligen Schließkopfes 11 überwacht,
die dieser nur bei korrekt eingesetzten Verschlüssen K
erreichen kann. Bevorzugt ist dies die tiefste Position des Schließkopfes 11 bei
dessen Bewegung entlang des Pfeils B relativ zum Behälter
F. Es kann jedoch auch jede andere Stellung, nach Beginn des Aufschraubvorganges, die
nur im korrekten Betrieb erreicht wird, überwacht werden.
Auch andere nur bei einer Fehlausrichtung der Verschlüsse
K im Schraubkopf 11 auftretenden Merkmale, zum Beispiel
ein Stillstand oder eine Verlangsamung der Bewegung des Schließkopfes
entlang B vor Ende des Verschließvorgangs, wenn er korrekt
ablaufen würde, können überwacht werden. Wird
ein derartig fehl ausgerichteter Verschluss K festgestellt, beispielsweise
ein Verschluss, der mit seiner Deckfläche in Richtung auf
den Behälter weist, so werden über die Steuerung 36 wesentliche
Teile der Vorrichtung 30 gestoppt, also beispielsweise
die Zuliefervorrichtungen 31 und 32 und der Schraubverschließer 1 stillgesetzt.
Je nach Größe des Schadens, die ein solcher nicht
aufschraubbarer Verschluss im System verursachen kann, können
auch die Abfüllanlage oder nachfolgende Anlagebereich stillgesetzt
werden.
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In
Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiels
können Schraubverschließer abweichender Konstruktion
eingesetzt werden. Statt den Sensor auf den Schraubkopf zu richten,
können andere, direkt mit der vertikalen Hubbewegung verbundene
Bauteile überwacht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1834923 [0002, 0014]