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Die Erfindung betrifft Verfahren zur Anbringung einer Schutzvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Das Anwendungsgebiet betrifft Verfahren zur Anbringung einer Schutzvorrichtung an die Kronenkorkenflasche.
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Die Schutzvorrichtung ist aus mindestens einem gebogenen Formkörper im Kreis angeordnet, insbesondere ein Ring, welcher am Hals einer Kronenkorkenflasche mit der Funktionseigenschaft einer Originalität, d. h. Erstöffnungsgarantie oder/und Garantie des Originals, oder/und einem Berührungsschutz für die scharfe Kante – am unteren Rand des Kronenkorkens –, oder/und einer integrierten Öffnungsvorrichtung. Diese Schutzvorrichtung wird hauptsächlich von der Flasche oder/und dem Kronenkorken gehalten bzw. getragen und ist in der Patentanmeldung
DE 10 2013 017 525.9 beschrieben. Die Originalität betreffend ist von mir am 19.03.2014 eine Patentanmeldung mit dem Titel „Vorrichtung und Verfahren zum Fälschungsschutz für die Getränkeflasche” bei dem Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht worden.
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Es ist bekannt, dass die Fertigungsstraße zur Abfüllung, Verschließung und Etikettierung der Kronenkorkenflasche aus einer Abfüllanlage, in der Fertigungseinrichtungen räumlich sowie Fertigungsschritte zeitlich bestimmt sind, besteht. Der Fertigungsablauf der Abfüllanlage ist eine Fließbandfertigung bei der die Flaschen kontinuierlich bewegt werden, mit Hilfe von Laufbändern oder Greifarmen. Durch diese Fließfertigung können hohe Stückzahlen der Gebinde produziert werden.
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Bei der allgemeinen Abfüllanlage für Kronenkorkenflasche sind primär folgende Fertigungs- und Prüfschritte zu finden: Sortierung, Reinigung, Inspektion, Füllung, Verschließung, Etikettierung, Pasteurisierung und Sammelverpackung. Verschiedene Einrichtungen oder Schritte wie z. B. die Inspektion sind mehrfach für verschiedene Aufgaben in der Fertigungsstraße räumlich oder zeitlich platziert.
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Einer der wichtigen Fertigungsschritte ist das Verschließen der Flasche mit dem Kronenkorken (pull-off crown cork/twist-off crown cork) mit Hilfe des automatisierten Kronenkorken-Verschließers.
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Nach den Fertigungsschritten Reinigung und Füllung werden die Flaschen dem Fertigungsschritt der Verschließung zugeführt. Bei den Fertigungseinrichtungen, wie insbesondere bei dem Füller und dem Verschließer, sind die Füllorgane bzw. Verschließorgane in einem Karussell angeordnet. So können die Fertigungsschritte den Flaschen folgen und eine kontinuierliche Fließfertigung ist möglich. Die Karussellgröße bzw. Anzahl der Organe richtet sich nach der Zeit die der Fertigungsschritt benötigt.
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Die im Karussell angeordneten Verschließorgane des Kronenkorken-Verschließers bedienen das am unteren Ende angeordnete Verschließelement als Werkzeug zum Verschließen. Über eine einzige Zuführrinne werden die Kronenkorken den Verschließelementen zugeführt, welche den Kronenkorken mit Hilfe eines Magneten halten.
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Das Verschließelement in dem Verschließorgan wird über einen Hub mit Hilfe einer Kurvenbahn so weit nach unten auf die Flasche gesenkt bis der Kronenkorken auf der Flaschenmündung aufliegt. Dabei bewegen sich das Verschließorgan und die Flasche mit exakt gleicher Geschwindigkeit. Im Folgenden wird der Fertigungsprozess bzw. das Fertigungsverfahren hauptsächlich aus der Sicht eines mitbewegten Beobachters (Lagrange'sche Betrachtungsweise) beschrieben.
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In dem Verschließelement befinden sich ein Druckstempel und ein Verschließring. Der Verschließring oder Verschlusskonus ist aus einem Teil und weist einen zylindrischen und einen konischen Teilbereich, entsprechend dem Beul- und Umformprozess des Kronenkorkens, auf. Der Druckstempel drückt den Kronenkorken mit seinem innenliegenden Dichtungselement auf die Flasche, der Verschließring fährt weiter runter und erzeugt die notwendige Flanschverbindung zwischen Kronenkorken und Flasche. Der gefalzte Rand des Kronenkorkens beult und formt sich dabei nach innen in eine stabile Lage und umfasst die Wulst der Flaschenmündung. Der Verschließvorgang ist beendet, wenn der Kronenkorken sich weiter in den Verschließring hinein bewegt hat. Der Kronenkorken befindet sich dann im zylindrischen Teilbereich des Schließrings und der erforderliche Verschließdurchmesser wird erreicht.
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Die verschlossenen Flaschen werden dann aus dem Kronenkorken-Verschließer kontinuierlich ausgeführt und weiteren Fertigungsschritten wie Etikettierung und Sammelverpackung zugeführt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, verschiedene Verfahren zur Anbringung einer o. g. Schutzvorrichtung an die Kronenkorkenflasche zu schaffen.
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Des Weiteren, diese Verfahren als Fertigungsschritt in die Fertigungsstraße der Abfüllanlage zu integrieren. Insbesondere durch verschiedene Ausführungen der Schutzvorrichtung ergeben sich verschiedene Verfahrensanweisungen der Anbringung oder umgekehrt durch verschiedene Verfahrensanweisungen der Anbringung ergeben sich verschiedene Ausführungen der Schutzvorrichtung, welche wiederum verschiedenartig in die Fertigungsstraße integriert werden.
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Eine Aufgabe ist es, dieses Verfahren als optionalen Fertigungsschritt in der Abfüllanlage zu integrieren, so dass er ein- oder ausgeschaltet werden kann. Dazu werden insbesondere drei Aufgaben gestellt: Erstens, die Aufgabe ein explizites Verfahren der Anbringung für eine einzig dafür vorgesehene Fertigungseinrichtung zu schaffen. Zweitens, die Aufgabe ein implizites Verfahren der Anbringung mit einer vorhandenen Fertigungseinrichtung zu schaffen. Drittens, eine Kombination der ersten zwei Aufgaben.
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Die Vorteile der Verfahren für die Anbringung der Schutzvorrichtung ergeben sich zum Teil aus den Merkmalen in den Ansprüchen und dessen Kombination.
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Die Erfindung ermöglicht in einigen Verfahrensbeispielen eine sehr einfache und sehr kostengünstige Herstellung und Anbringung der Schutzvorrichtung. Andere wiederum bieten den Vorteil der Gestaltungsmöglichkeit der Schutzvorrichtung.
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Das optionale ein- und ausschalten liefert den Vorteil der Flexibilität der Abfüllanlage. Einige Verfahrensbeispiele bringen die Schutzvorrichtung an die Flasche bzw. den Kronenkorken an, in dem die direkte Herstellung oder Produktion der Schutzvorrichtung an der Flasche bzw. den Kronenkorken ausgeführt wird. Dies mit den Vorteilen der Unabhängigkeit von einem zusätzlichen Hersteller und der größeren Gestaltungsmöglichkeit der Konstruktion der Schutzvorrichtung.
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Die Schutzvorrichtung besteht insbesondere aus einem Kunststoffmaterial und kann durch Urform-, Umform-, Trenn-, Füge- Beschichtungs- und stoffändernde Verfahren produziert bzw. hergestellt werden. Insbesondere sind es Fertigungsverfahren wie das Spritzgussverfahren, 3D-Druck-Verfahren, Thermoverfahren insbesondere mit Druckluft- und Vakuumverfahren, Extrusionsverfahren, Schneidtechniken, Rotationsformen oder Stanztechniken. Die Anwendung der Fertigungsverfahren ist abhängig von der Anforderung, Stückzahl, Material, Funktion und Geometrie der Schutzvorrichtung. So beinhalten zum Beispiel einige Schutzvorrichtungen ein eingebautes Sicherheitsmerkmal für die Originalität der Flasche.
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Die Schutzvorrichtung als aufgebrachter offener Kunststoffring, kann durch mechanische, thermische (Schweißen) und klebetechnische Verbindungsverfahren oder Fügeverfahren geschlossen werden.
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Mechanische Verbindungsverfahren für Kunststoffe sind insbesondere formschlüssige Verbindungen wie insbesondere Schnappsysteme.
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Zum Schweißen von Kunststoffen bieten sich Heißverstemmen, Heizelementschweißen, Hochfrequenzschweißen, Strahlungsschweißen (Licht- oder Laser), Zirkularschweißen, Rotationsreibschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen, Warmgasschweißen und Reibungsschweißen an.
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Zum Kleben von Kunststoffen bieten sich physikalische oder chemische Klebeverfahren an.
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Einige Verfahrensbeispiele zur Anbringung werden im Folgenden näher beschrieben und der Technik halber auf verschiedene Zeitpunkte vor, während und nach der Fertigungseinrichtung des Kronenkorken-Verschließers bezogen.
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Die Verfahrensbeispiele sind somit bezogen auf den Zeitpunkt der Anbringung der Schutzvorrichtung, und folgend unterteilt in der zeitlichen Kategorie VORHER, WÄHREND und NACH dem Verschließen beschrieben. Obwohl Verfahrensbeispiele für verschiedene Zeitpunkte beschrieben sind, sind sie zum Teil nicht abhängig von dem Zeitpunkt der Anwendung des Verfahrens. Des Weiteren sind die Verfahren in der Fertigungsstraße in der Weise zu integrieren, das die unten beschriebenen Verfahren- bzw. die Organe der Fertigungseinrichtung, die die Verfahren der Anbringung ausführen, vorwiegend in einem Karussell angeordnet sind. Bei bestimmten Verfahrensbeispielen kann auch eine gerade oder gekrümmte Anordnung der Organe für die Anbringung der Schutzvorrichtung sinnvoll sein.
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VORHER: Das Verfahren wird hauptsächlich vor dem Verschließen angewendet.
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[Geschlossener Ring an Flasche]
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Die Schutzvorrichtung ist eine im Kreis angeordnete Verbindung von mehreren gebogenen Formkörpern mit einem Innendurchmesser der mindestens größer ist als der Außendurchmesser der oberen Wulst an der Flaschenmündung. Damit lässt sich über ein Zuführsystem, zum Beispiel eine rotierende Schnecke im Rohrsystem, der kreisförmig geschlossene Formkörper über die obere Wulst an der Flaschenmündung führen und auf die untere Wulst, mit größerem Außendurchmesser als der Innendurchmesser des Formkörpers, zum Aufliegen bringen. Dies im Weiteren z. B. mit Hilfe der Schwerkraft, Luftdruck (Pneumatik) oder/und zusätzlichen mechanischen Vorrichtung (Heber, Schieber, Drücker).
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[Offener Ring an der Flasche]
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Die Schutzvorrichtung ist ein geöffneter Ring mit einem Innendurchmesser der kleiner ist als der Außendurchmesser der oberen Wulst an der Flaschenmündung. Über ein Zuführsystem und mit einer Vorrichtung zum Stülpen wird der offene Ring so aufgeweitet, dass er über die obere Wulst der Flaschenmündung zu bringen ist. Danach zieht der geöffnete Ring sich auf Grund des Ringmaterials wieder in seine Ausgangsform zusammen, so dass der Ring auf der unteren Wulst aufliegt.
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Anschließend oder später wird der offene Ring durch ein Verbindungs- bzw. Fügeverfahren verschlossen. Dieses Fügeverfahren kann direkt mit der Fertigungseinrichtung zum Stülpen oder mit einem integrierten Verfahren im Verschließelement oder mit einer zusätzlichen Fertigungseinrichtung nach dem Verschließen funktionieren.
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Ein mechanisches Fügeverfahren wäre u. a. durch zwei konisch zusammenlaufende Schienen am Laufband, dessen größere Öffnung entgegen der Fahrtrichtung der Flasche ausgerichtet ist, und ein Schnappsystem an der Schutzvorrichtung das durch Zusammendrücken des offenen Ringes einschnappt. Die Flaschen würden dabei mit Hilfe eines Schnecken-Transport-Systems transportiert. Es ist aber auch ein Greifarm denkbar der die Flaschen bewegt.
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[Ring integriert am Dichtungselement an Flasche und befestigt mit Kronenkorken]
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Die Schutzvorrichtung ist ein Ring der über Rippen oder/und Faltbalgsystem mit einem weiteren Stützring oder direkt mit der Dichtungsscheibe (später oder sofort) in Verbindung kommt. Das dann offene oder geschlossene kappenartige Element mit Ring wird mit Hilfe einer Vorrichtung zum Stülpen über die Flasche gestülpt und später im Kronenkorken-Verschließer fest verbunden. Dabei wäre es bei einer Verfahrensausführung wichtig, den Verschließring in seiner Hubbewegung exakt auf eine bestimmte Höhenposition relativ zur Flasche zu bringen um den außen vorstehenden Ring nicht beim Verschließen der Flasche zu zerstören. Der Verschließring ist eventuell entsprechend dem Außendurchmesser des Ringes in der Geometrie zu verändern oder mehrteilig auszuführen, wobei sich mindesten zwei Teile des Verschließringes relativ zueinander bewegen. Eine weitere Möglichkeit, eine konstante Höhenposition relativ zum Verschließring und zur Flasche zu erhalten, ist die Höhe der Flasche mit Hilfe eines mechanisches Federsystems und einem Anschlag des gefederten Druckstempels automatisch zu steuern.
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WÄHREND: Das Verfahren würde hauptsächlich während dem Verschließen angewendet.
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[Offener Ring an Flasche]
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Die Schutzvorrichtung ist ein geöffneter Ring mit einem Innendurchmesser der kleiner ist als der Außendurchmesser der oberen Wulst an der Flaschenmündung. Der geöffnete Ring wird dem Kronenkorken-Verschließorgan über ein Zuführsystem zugeführt und dann von ihm aufgenommen und anschließend bei der Abwärtsbewegung des Verschließelementes über den verschlossenen Kronenkorken gestülpt. Der Verschließring ist entsprechend in der Geometrie oder mehrteilig zu verändern und gegebenenfalls ist eine relative Höhenposition des Verschließrings zur Flasche zu steuern.
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Nach Überstülpung wird der Ring direkt oder später über ein Fügeverfahren verschlossen oder in seiner Stoffeigenschaft geändert zum Beispiel durch ein Temperaturverfahren.
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[Schutzvorrichtung am Kronenkorken]
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Die Schutzvorrichtung ist bereits mit dem Kronenkorken thermoplastisch verbunden und wird dem Verschließelement in ähnlicher oder geänderte Weise zugeführt wie der Kronenkorken heute. Mit Hilfe des Magneten wird der Kronenkorken mit Schutzvorrichtung von dem Verschließelement aufgenommen und bei Abwärtsbewegung mit Hilfe des Umformprozesses des Kronenkorkens mit der Flasche verbunden. Der Verschließring ist entsprechend in der Geometrie oder mehrteilig zu verändern und gegebenenfalls ist eine relative Höhenposition des Verschließrings zur Flasche zu steuern. Nach der Befestigung wird der Ring direkt oder später über ein Fügeverfahren verschlossen oder in seiner Stoffeigenschaft geändert zum Beispiel durch ein Temperaturverfahren.
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NACHHER: Das Verfahren wird hauptsächlich nach dem Verschließen angewendet.
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[Geschlossener Ring am Kronenkorken]
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Die Schutzvorrichtung ist eine im Kreis angeordnete Verbindung von mehreren gebogenen Formkörpern mit einem Innendurchmesser der dem Außendurchmesser des Kronenkorkens entspricht. Damit lässt sich über ein Zuführsystem und weiteren anschließenden Befestigungsverfahren, zum Beispiel eine rotierende Schnecke im Rohrsystem mit einem folgendem mechanischen Befestigungsverfahren und anschließendem Temperaturverfahren, der kreisförmig geschlossenen Formkörper am Rand des Kronenkorkens anbringen.
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[Offener Ring an Flasche]
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Die Schutzvorrichtung ist ein geöffneter Ring mit einem Innendurchmesser der kleiner ist als der Außendurchmesser der oberen Wulst an der Flaschenmündung. Über einen Zuführsystem und mit einer Vorrichtung zum Stülpen wird der offene Ring so aufgeweitet, dass er über den Außendurchmesser des Kronenkorkens zu bringen ist. Danach zieht der geöffnete Ring sich auf Grund des Ringmaterials wieder in seine Ausgangsform zusammen, so dass der Ring auf der unteren Wulst aufliegt unterhalb des Kronenkorkens aufliegt.
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Anschließend oder später wird der offene Ring durch ein Fügeverfahren verschlossen.
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[Zwei Halbringe]
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Die Schutzvorrichtung besteht aus zwei losen Halbringen, die verbunden einen Innendurchmesser aufweisen der kleiner ist als der Außendurchmesser der oberen Wulst an der Flaschenmündung.
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Über einen Zuführsystem mit Hilfe zweier Laufbänder mit integrierten gummierten Aufnahmefächer für die Halbringe, welche in Fahrtrichtung der Flasche konisch zulaufen und zudem die Halbringe mit einem Neigungswinkel transportieren um die Halbringe auf dem Laufband zu halten und der Flasche zu zuführen. Die Laufbänder sind in der Geschwindigkeit so gesteuert, dass sie die gleiche Geschwindigkeit des Schnecken-Transport-Systems der Flaschen aufweisen. Gegebenenfalls wird, auf Grund der Flaschenhöhentoleranz, die Höhenposition z. B. der Flasche automatisch gesteuert um die Halbringe auf richtiger Höhe zuzuführen. Anschließend werden die zwei Halbringe verbunden, indem sie von der Flasche in Fahrtrichtung transportiert und in eine konisch zusammenlaufende Vorrichtung eingezogen werden. Neben mechanischen Verbindungstechniken sind auch Verbindungstechniken mit Hilfe von Klebung oder Schweißung denkbar.
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[Gebogener Formkörper im Kreis angeordnet, insbesondere ein Ring an Flasche oder Kronenkorken]
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Mit Hilfe von Spritzgussorganen, die in einem Karussell angeordnet sind, werden die am Ende der Spritzgussorgane befindlichen Spritzgusswerkzeuge auf den Flaschenhals oder Kronenkorken gesetzt in der Weise dass das Spritzgussteil direkt an der Flasche bzw. an dem Kronenkorken produziert bzw. hergestellt wird. Der Umfang des Karussells bzw. die Anzahl der Spritzgussorgane ist abhängig von der benötigten Zeit, die gebraucht wird, um ein Spritzgussteil anzubringen. Mit diesem Verfahren der Anbringung ist eine Vielzahl von Konstruktionen des Schutzringes gegeben, da der gebogene Formkörper nicht mehr übergestülpt oder mehrteilig an der Flasche nachträglich angebracht werden muss.
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[Gebogener Formkörper im Kreis angeordnet]
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Die Schutzvorrichtung wird mit Hilfe von Werkzeugen angebracht, die einen Flüssigkunststoff an die Kronenkorkenflasche anbringen und anschließend den Kunststoff härten lassen, wie z. B. durch UV-Licht oder Luft. Dabei wird das Werkzeug oder und die Flasche gedreht.
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[Gebogener Formkörper im Kreis angeordnet]
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Die Schutzvorrichtung wird durch ein Thermoverfahren über den Kronenkorken gestülpt und zum Aufliegen auf der unteren Wulst am Flaschenhals gebracht.
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[Gebogener Formkörper im Kreis angeordnet]
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Die Schutzvorrichtung aus elastischem Kunststoff wird mit Hilfe seiner Elastizität über den Kronenkorken gestülpt und der äußere Rand der Schutzvorrichtung durch ein stoffänderndes Verfahren, insbesondere das Härten, weniger elastisch gemacht. Dieses stoffändernde Verfahren könnte auch durch eine Kälte- oder und Wärmeverfahren umgesetzt werden, dessen Fertigungseinrichtung bereits ein thermisches Verfahren beinhaltet (Pasteurisation).
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[Ring nachträglich an Trägervorrichtung angebaut]
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Ein Teil der Schutzvorrichtung (Funktion für die Hygiene und als Träger für Ring) ist mit bereits mit dem Kronenkorken thermoplastisch verbunden und wird dem Verschließelement in ähnlicher oder geänderte Weise zugeführt wie der Kronenkorken heute. Mit Hilfe des Magneten wird der Kronenkorken mit einem Teil der Schutzvorrichtung von dem Verschließelement aufgenommen und bei Abwärtsbewegung mit Hilfe des Umformprozesses des Kronenkorkens durch den Verschließring mit der Flasche verbunden. Der Verschließring muss nicht geändert werden da der festgemachte Teil der Schutzvorrichtung am Kronenkorken nicht radial über den Kronenkorkenrand außen vorsteht.
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In einem folgenden Fertigungsschritt wird der zweite Teil der Schutzvorrichtung z. B. als Ring über den Kronenkorken gebracht und mit dem ersten Teil der Schutzvorrichtung über ein Fügeverfahren verbunden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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