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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf Behälter. Ein solcher Verschließer kann bevorzugt zum Aufbringen von Behälterverschlüssen auf mit einem Füllprodukt befüllten Behältern wie beispielsweise zum Aufbringen von Kronkorken, Schraubverschlüssen oder Aufrollverschlüssen auf mit einem Getränk befüllte Behälter verwendet werden.
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Stand der Technik
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Derartige Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf Behältern sind seit langem in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Ein Beispiel für einen solchen Verschließer ist etwa der sogenannte Kronkorker, mittels dem Kronkorken auf Flaschen aufgebracht werden. Ein anderes Beispiel für einen solchen Verschließer ist etwa der sogenannte Schraubverschließer, mittels dem ein- oder mehrgängige Verschlüsse, beispielsweise vorgeformte Kunststoffschraubverschlüsse, auf Behälter aufgeschraubt werden.
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Üblicherweise haben solche Verschließer gemein, dass diese einen Arbeitskörper in Form eines Rundläufers aufweisen, an dem eine Vielzahl von Verschließorganen angebracht ist. Zum Verschließen der Behälter wird der Rundläufer in Rotation versetzt und die zu verschließenden und bereits mit einem Füllprodukt befüllten Behälter werden von einer vorgelagerten Transporteinrichtung an entsprechende Transportaufnahmen des Rundläufers übergeben. Sobald die Behälter vollständig an den Rundläufer übergeben sind, laufen diese entlang eines Teilkreises im Rundläufer mit. Währenddessen senken sich Teile der Verschließorgane ab, nehmen einen neuen Verschluss von einer entsprechenden Verschlussübergabe auf und bringen den Verschluss dann auf den dem jeweiligen Verschließorgan zugeordneten Behälter auf.
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Anschließend wird der verschlossene Behälter über eine geeignete Behälterausführeinrichtung an eine nachgelagerte Transportvorrichtung übergeben.
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Bei den bekannten Verschließern werden die Verschließorgane über eine Art Kulissensystem angehoben und abgesenkt. Genauer gesagt weisen derartige Rundläufer radial außen angeordnete Laufrollen auf, die auf einer nicht mitdrehenden Führungsbahn abrollen. Die Führungsbahn hat eine definierte Höhentopologie, das heißt der zum Verschließen notwendige Hub am Verschließorgan wird über eine entsprechende Topologieänderung der Führungsbahn abgebildet.
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Für einen wirtschaftlichen Betrieb des Verschließers ist wünschenswert, Standzeiten zu minimieren und die zwischen zwei Wartungsintervallen zulässigen Betriebsstunden zu maximieren. Weiterhin soll der Verschließer möglichst steril verbleiben und das Auftreten von Störstoffen, die beispielsweise durch Abrieb oder Betriebsstoffe in den Verschließer eingetragen werden, soll minimiert werden und es muss vermieden werden, dass diese in die noch offenen Behälter oder in die Behälterverschlüsse gelangen.
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Bei herkömmlichen Verschließern müssen die Laufrollen sowie auch die Kurvenbahnen geschmiert werden, um die Reibung zu minimieren. Es existieren bereits im Wesentlichen schmierfreie Kurvensysteme, welche durch das Bereitstellen der entsprechenden Materialpaarung aus PTFE-Rollen und einer Edelstahlbahn eine zusätzliche Schmierung vermeiden. Dies Systeme sind aber teuer und im Betrieb es kann dennoch zur Erzeugung von Abrieb kommen.
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Darstellung der Erfindung
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Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf Behälter sowie ein entsprechendes Verfahren bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch einen Verschließer zum Aufbringen von Verschlüssen auf Behälter gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
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Entsprechend wird ein Verschließer zum Aufbringen von Behälterverschlüssen auf Behälter, bevorzugt zum Aufbringen von Schraubverschlüssen oder Kronkorken auf befüllte Getränkeflaschen, vorgeschlagen, umfassend einen Antriebskörper und einen Arbeitskörper, wobei der Arbeitskörper mittels eines Taumelkörpers winklig verschränkt zum Antriebskörper rotierbar gelagert ist und mittels eines Drehmomentübertragers von dem Antriebskörper antreibbar ist, sowie mehrere Verschließorgane zum Aufbringen jeweils eines Behälterverschlusses auf einen Behälter, wobei jedes Verschließorgan eine antriebskörperseitig angeordnete Führung aufweist und über ein arbeitskörperseitig angeordnetes Stellmittel schaltbar ist.
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Der erfindungsgemäße Verschließer zeichnet sich dadurch aus, dass der Drehmomentübertrager als eine Wellenkupplung ausgebildet ist.
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Unter einer Wellenkupplung ist eine Verbindung zu verstehen, die es möglich macht, zwischen Arbeitskörper und Antriebskörper eine drehsynchrone Rotation und damit ein Drehmoment und letztlich mechanische Arbeit zu übertragen. Üblicherweise werden die eingesetzten Wellenkupplungen im Betrieb nicht lösbare Wellenkupplungen sein.
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Im Sinne der vorliegenden Offenbarung sind auch solche Rotationen „im Wesentlichen drehsynchron“ zueinander, wenn deren Drehzahlen und/oder Drehmomente geringfügig voneinander abweichen und/oder temporären Schwankungen unterliegen.
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Eine Komponente ist „arbeitskörperseitig“ angeordnet, wenn jene Komponente zwar im Wesentlichen drehsynchron jedoch nicht starr mit dem Antriebskörper verbunden ist. Beispielsweise muss das Stellmittel nicht zwangsläufig unmittelbar am Arbeitskörper angeordnet sein. Das Stellmittel soll dabei so angeordnet sein, dass über dessen Anordnung selbst eine Schaltbarkeit des Schließorgans gegeben ist bzw. gegeben sein kann. Mit anderen Worten ist das Stellmittel gemäß der vorliegenden Offenbarung so konfiguriert und ausgebildet, dass, ausgehend von einer Rotation des Antriebskörpers, das Stellmittel so verstellt werden kann, dass das Verschließorgan geschaltet wird.
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Die Ausführung des Drehmomentübertragers als eine Wellenkupplung beruht auf der Erkenntnis, dass die Trennung der Funktionen „Schalten“ und „Drehmoment-übertragen“ zwar die Systemkomplexität des Verschließers erhöht, diese jedoch aufgrund einer deutlichen Verbesserung der Betriebssicherheit überkompensiert wird. Durch das Entlasten der Verschließorgane von der Funktion, Drehmoment zu übertragen, verschwinden etliche die Betriebsdauer limitierende Faktoren.
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Allem voran können dadurch relativ zueinander bewegte Bauteile, insbesondere im Bereich der antriebskörperseitig angeordneten Führung, schlanker dimensioniert, weniger geschmiert oder sogar völlig frei von Schmierung ausgeführt werden. Aufgrund der geringeren Reibkräfte können im Bereich der Verschließorgane entstehende Erosionsprodukte nahezu ausgeschlossen werden.
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Der als Wellenkupplung ausgeführte Drehmomentübertrager selbst weist zudem ein äußerst geringes Schadstoffpotenzial im Sinne von Partikeln oder Stoffen, die in noch offene Behälter gelangen können, auf. Zum einen sind relativ zueinander bewegte Wirkflächenpaare - sofern überhaupt vorhanden - von Wellenkupplungen verhältnismäßig klein und zum anderen fernab der noch nicht verschlossenen Flaschen positionierbar. Mithin kann das Risiko, dass aus dem als eine Wellenkupplung ausgeführten Drehmomentübertrager stammende Schadstoffe in noch offene Behälter gelangen, erheblich reduziert werden. Im Ergebnis werden Standzeiten aufgrund verunreinigter Behälter unwahrscheinlicher.
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Der Aufbau des Verschließers beruht insbesondere auf der Erkenntnis, sämtliche Bereiche, die während des Betriebs des Verschließers an noch offene Behälter angrenzen, möglichst frei von technisch funktionalen Oberflächen bzw. Wirkflächen zu halten. Die verbleibenden Oberflächen sind gezielt so auszugestalten, dass diese korrosionsbeständig und abwaschbar sind. Dadurch kann der Verschließer regelmäßig mit den entsprechenden Reinigungsmitteln abgeschwallt werden, was zu einer Vergrößerung des Wartungsintervalls führt. Damit kann der Verschließer trotz erhöhter Komplexität wirtschaftlicher betrieben werden.
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Der Arbeitskörper ist nun ein erweiterter Teil des Antriebsstrangs, der es ermöglicht, Schaltorgane weitestgehend frei von Reibkraft zu schalten, idealisiert betrachtet gar völlig frei von Querkräften. Entsprechend kann der vorgeschlagene Verschließer selbst dann betrieben werden, wenn eines, manche oder gar sämtliche Schaltorgane entfernt werden, etwa während einer Revision des Verschließers. Dadurch werden Montage und Revision des Verschließers erheblich vereinfacht.
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Da den Schaltorganen keine über deren Funktion als solche hinausgehende Aufgabe zukommt, insbesondere nicht die Übertragung von Drehmoment aus dem Antriebskörper in den Arbeitskörper, stehen der Auslegung von Schaltorganen für den vorgeschlagenen Verschließer keine weiteren Gestaltungszwänge entgegen. Dadurch können gänzlich neue Mechaniken, Werkstoffe und Schaltkonzepte als Verschließorgan oder Teile eines Schließorgans Einzug finden. Darüber hinaus müssen die Verschließorgane nicht mehr ähnlich oder identisch ausgeführt werden, sondern können je nach Bedarf an die einzelnen Verschließaufgaben angepasst ausgeführt werden.
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Aufgrund des nun als eine Wellenkupplung ausgebildeten Drehmomentübertragers kann der Verschließer einfacher in bestehende Anlagensysteme integriert werden, insbesondere da die Wellenkupplung problemlos in Eingriff mit etwaig vorhandenen Antriebswellen, etwa von benachbarten Anlagenkomponenten, gebracht werden kann.
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Bevorzugt kann der Verschließer einen im Wesentlichen einteiligen Flaschenteller aufweisen, wobei die Stellmittel der Verschließorgane derart gefedert sind, dass Höhenunterschiede zwischen einzelnen Behältern über die Verschließorgane ausgeglichen werden können. Herkömmliche Verschließer benötigen zum einwandfreien Betrieb häufig eine gefederte Halterung der Behälter, insbesondere um geringfügige Höhenunterschiede derselben ausgleichen zu können. Diese gefederte Halterung kann üblicherweise über einen gefederten Flaschenteller realisiert werden.
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Mithilfe der zuvor geschilderten Trennung der Funktionen „Schalten“ und „Drehmomentübertragen“, die dadurch erreicht wird, dass der Drehmomentübertrager als eine Wellenkupplung ausgeführt ist, kann die Federfunktion in die Verschließorgane integriert werden. Denn die an den Verschließorganen vorherrschenden Kräfte sind ausschließlich solche, die zur Interaktion mit dem Behälter vonnöten sind. Damit kann der Flaschenteller im Wesentlichen einteilig ausgeführt werden, wodurch der Flaschenteller somit frei von beweglichen Teilen und damit Hygiene- und funktionsunkritisch ausgeführt sein kann. Etwaige Glasscherben und Abfüllprodukt haben somit ein geringeres Störpotential auf den Verschließvorgang.
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Unter einem Taumelkörper ist im weitesten Sinne eine Vorrichtung zu verstehen, die ein geeignetes Wirkflächenpaar bereitstellt, über das der rotierbar gelagerte Arbeitskörper in einer definierten zum Antriebskörper winkelverschränkten Position positionierbar ist. Im einfachsten Fall ist dies ein raumstarrer Körper mit einer Gleitfläche, über die der Arbeitskörper im Betrieb hinweg gleitet. Dabei kann die Gleitfläche des Taumelkörpers vollständig oder teilweise komplementär zu einer Gleitfläche des Arbeitskörpers sein. Alternativ kann der Taumelkörper auch ein Vorsprung sein, über den der Taumelkörper winklig verschränkt zum Antriebskörper gleitend abgestützt ist. Der Taumelkörper muss dabei nicht unbedingt raumstarr sein.
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Unter einem Verschließorgan wird im weitesten Sinne eine beliebig geartete Vorrichtung verstanden, die dazu geeignet ist, bei einer geeigneten Auslenkung einen Verschluss auf einen Behälter aufzubringen. Dieses selbstverständlich unter der Annahme, dass das Verschließorgan in den Verschließer integriert und dieser in Betrieb ist.
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Vorteilhafterweise ist der Taumelkörper dazu ausgebildet, den Arbeitskörper in zumindest einer weiteren winklig verschränkten Anordnung zum Antriebskörper rotierbar zu lagern. Dadurch können verschiedene Schräglagen des Arbeitskörpers relativ zum Antriebskörper hergestellt werden, und die mögliche Auslenkung des Schließorgans verstärkt oder abgeschwächt werden. Dabei kann auch die Richtung der winkligen Verschränkung geändert werden. Beispielsweise kann die sich beim Betrieb des Verschließers am Verschließorgan einstellende Kurvenbahn für spezielle Verschlussgegebenheiten angepasst werden. Vorteilhaft ist dies etwa für das Verschließen verschiedener Verschlüsse, etwa von eingängigen, zweigängigen, dreigängigen oder mehrgängigen Verschlüssen, Aluverschlüssen oder verschiedener Kronkorken. Vorteilhafterweise ist die zumindest eine weitere winklig verschränkte Anordnung während des Betriebs des Verschließers einstellbar. Dadurch kann während des Betriebs flexibel auf geänderte Behälterhöhen oder spezielle Betriebszustände reagiert werden.
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Vorteilhafterweise ist dabei die Wellenkupplung eine drehstarre Kupplung, die eine winkeltreue Kraftübertragung gewährleistet. Beispielsweise kann dies eine Wellenkupplung in Form einer Ausgleichskupplung ASK sein. Der Vorteil einer solchen Ausgleichskupplung liegt in der einteiligen Bauweise, der hohen Stabilität, dem geringen Massenträgheitsmoment sowie einer hohen Torsionssteife bei dynamischen Lastwechseln.
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Bei Verwendung einer derartigen Wellenkupplung kann die Entstehung potenziell schädlicher Fremdkörper sowohl aus Erosion- als auch Schmierung ausgeschlossen werden. Darüber hinaus kann ein in Form einer Ausgleichskupplung ausgebildeter Drehmomentübertrager räumlich getrennt und/oder beanstandet von den Schaltorganen angeordnet sein. Zudem kann ein derartiger Drehmomentübertrager reinigbar ausgeführt sein.
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Zweckmäßigerweise ist dabei die Wellenkupplung eine flexible Wellenkupplung. Der Begriff „flexibel“ ist dabei mit dem Begriff „elastisch“ austauschbar zu verwenden. Flexibel bzw. elastisch kann dabei sowohl Dreh- als auch Querelastizität oder nur eines von beiden umfassen. Dabei bietet die flexible Wellenkupplung die Eigenschaft, einen Winkelversatz zwischen den beiden Drehachsen und Antriebskörper und Arbeitskörper zu kompensieren.
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Gemäß dieser Weiterbildung kann die flexible Wellenkupplung beispielsweise eine Klauenkupplung aufweisen. Diese hat den Vorteil, dass bei robuster Bauweise dämpfende Eigenschaften bereitgestellt werden, wodurch ein geräuscharmer und laufruhiger Betrieb des Verschließers gewährleistet werden kann. Darüber hinaus kann ein in Form einer derartigen flexiblen Wellenkupplung ausgebildeter Drehmomentübertrager räumlich getrennt und/oder beanstandet von den Schaltorganen angeordnet sein. Zudem kann ein derartiger Drehmomentübertrager reinigbar ausgeführt sein.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Wellenkupplung eine flexible Wellenkupplung, die zumindest eine am Antriebskörper und Arbeitskörper befestigte Kupplungsfeder aufweist. Durch den einteiligen Aufbau einer solchen flexiblen Wellenkupplung entstehen weder Erosionsprodukte noch ist eine Schmierung vonnöten, was sich als besonders vorteilhaft zur Lösung der Aufgabe erweist.
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Ferner können herkömmliche geeignete Spiralfedern als Kupplungsfeder verwendet werden, wodurch eine kostengünstige Bauweise erreicht werden kann. Vorteilhafterweise ist dabei die Federhärte und Federlänge so definiert, dass der Winkelversatz zwischen den Drehachsen des Antriebskörpers und des Arbeitskörpers kompensiert wird und die Drehelastizität gleichzeitig möglichst gering ist. Darüber hinaus kann ein in Form einer derartigen flexiblen Wellenkupplung ausgebildeter Drehmomentübertrager räumlich getrennt und/oder beabstandet von den Schaltorganen angeordnet sein. Zudem kann ein derartiger Drehmomentübertrager besser reinigbar ausgeführt sein.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Wellenkupplung eine flexible Wellenkupplung ist, die eine Mehrzahl von Kupplungsfedern aufweist, die jeweils am Antriebskörper und am Arbeitskörper befestigt sind. Diese sind Vorteilhafterweise jeweils am Antriebskörper und am Arbeitskörper jeweils bei gleichem Radius der betreffenden Drehachse äquidistant zueinander angeordnet. Mit einer solchen Anordnung kann sowohl der Winkelversatz verbessert als auch die Drehelastizität der flexiblen Wellenkupplung verringert werden. Die flexible Wellenkupplung mit einer Mehrzahl von Kupplungsfedern ist eine einteilige Wellenkupplung, wodurch weder Erosionsprodukte noch Schmierstoffe am Drehmomentübertrager auftreten. Mithin kann die Störfallwahrscheinlichkeit des Verschließers dadurch erheblich reduziert werden. Darüber hinaus kann ein in Form einer derartigen flexiblen Wellenkupplung ausgebildeter Drehmomentübertrager räumlich getrennt und/oder beanstandet von den Schaltorganen angeordnet sein. Zudem kann ein derartiger Drehmomentübertrager reinigbar ausgeführt sein.
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Gemäß einer alternativen Weiterbildung kann die Wellenkupplung als eine starre Wellenkupplung in Form eines Kardangelenks ausgeführt sein. Mithilfe eines Kardangelenks kann der Winkelversatz zwischen Antriebskörper und Arbeitskörper ausgeglichen werden, ohne dass eine Drehelastizität auftritt. Der für Kardangelenke übliche Drehwinkelversatz kann wegen der sehr kleinen Winkel bei Anwendung in dem vorgeschlagenen Verschließer vernachlässigt werden. Vorzugsweise weist der Antriebskörper lineare Kardanführungen auf, um den axialen Versatz auszugleichen. Mittels eines Kardangelenks können auf geringem Bauraum sehr hohe Kräfte übertragen werden. Darüber hinaus kann ein in Form eines Kardangelenks ausgeführter Drehmomentübertrager räumlich getrennt und/oder beanstandet von den Schaltorganen angeordnet sein. Zudem kann ein derartiger Drehmomentübertrager reinigbar ausgeführt sein.
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Vorzugsweise weist der Antriebskörper eine Antriebswelle und eine Lagerung auf, wobei die Lagerung zumindest teilweise in einem Hohlraum des Arbeitskörpers gelagert ist. Auf diese Weise kann der Hohlraum des Arbeitskörpers effizient genutzt werden und gleichzeitig kann der Arbeitsbereich der Schaltorgane am unteren Ende des Antriebskörpers frei von Lagerkomponenten gehalten werden. Diese Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, dass eine etwaige Leckage der Lagerung des Arbeitskörpers bezüglich der Schaltorgane am distalen Ende der Antriebswelle des Antriebskörpers auftritt.
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Vorteilhafterweise weist die Lagerung Wälzlager in angestellter Lagerung auf, wobei die Wälzlager vorzugsweise Kugeln, Zylinderrollen und/oder Kegelrollen aufweisen und die Lagerung vorzugsweise als O-Anordnung ausgeführt ist. Mithin kann unter einem Wälzlager gemäß der vorliegenden Offenbarung im einfachsten Fall ein Kugellager verstanden werden. Eine angestellte Lagerung ist ein definiertes Verspannen der beiden Lager. Vorteilhaft bei der O-Anordnung ist, dass eine derartige Lagerung ein besonders großes Kippmoment aufnehmen kann.
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Des Weiteren können die Verschließorgane jeweils einen Schließkolben aufweisen, der über ein Stellmittel in der Führung lateral verschieblich gelagert ist, wobei das Stellmittel eine Schaltfeder und einen Zugstab aufweist. Das Vorsehen einer derartigen Schaltfeder ermöglicht es, eine Federfunktion des Verschließers in die Verschließorgane zu integrieren. Vorzugsweise ist der Zugstab in der Mitte der Schaltfeder angeordnet und dient zur Positionierung der Schaltfeder. Beim Verschließvorgang kann der Zugstab entlang einer Zugstabführung eintauchen. Grundsätzlich überträgt das Stellmittel den nach unten gerichteten Kraftimpuls, der über die winklige Verschränkung induziert wird auf den Schließkolben. Die Schaltfeder ermöglicht es, diesen Kraftimpuls gedämpft bzw. nur zum Teil an den Schließkolben weiterzugeben, wodurch eine flexiblere und betriebsfreundlichere Schaltung der Verschließorgane ermöglicht wird.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Stellmittel derart federnd ausgebildet ist, dass der Schließkolben innerhalb eines Bereichs von Auslenkungen ein Verschließen von Behältern ermöglicht. Die Auslenkung bezeichnet die Verschiebung des Schließkolbens relativ zu seiner Führung. Behälter unterliegen stets Fertigungstoleranzen, die beim Verschließen berücksichtigt werden müssen. Die Federung der Stellmittel muss je nach Behältertyp und Verschlussart eingestellt werden. Mehrere Faktoren können hier eine Rolle spielen. Grundsätzlich muss ein Anpressdruck vorliegen, der ausreicht, um den Behälter mit dem jeweiligen Verschluss zu verschließen. Ferner sollte der Anpressdruck in etwa unabhängig von der Auslenkung sein, etwa um sicher zu stellen, dass zu hohe Flaschen keinem zu hohen Anpressdruck ausgesetzt sind und zerstört werden könnten. Die federnde Ausgestaltung der Stellmittel erfordert also Kenntnisse über die zu erwartenden Toleranzen bezüglich der Behälterhöhen. Die verbleibenden Maßnahmen zum Erreichen der geeignet federnden Ausgestaltung des Stellmittels sind dem Fachmann geläufig.
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Mithin kann der Flaschenteller starr ausgeführt werden, was die Hygiene stark verbessert. Weiterhin haben dadurch Glasscherben sowie Abfüllprodukt keinen Einfluss auf die Federung des Flaschentellers bzw. die Federung der Flaschen. Der Flaschenteller kann somit frei von beweglichen Teilen und damit Hygiene- und funktionsunkritisch ausgeführt sein. Dadurch wird der Flaschentelleraufbau einfach und kostengünstig. Mit anderen Worten wird dadurch die Relativbewegung der Flasche bzw. des Behälters beim Einfedern in der Halsführung- und Rumpfgarnitur eliminiert.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Taumelkörper eine Gleitbuchse aufweist, über die der Arbeitskörper gleitend lagerbar ist. Mittels einer Gleitbuchse kann auf eine Schmierung verzichtet werden. Darüber hinaus kann die Gleitbuchse aus korrosionsbeständigem Material hergestellt werden, insbesondere PTFE, was zur Folge hat, dass die Gleitbuchse einfach gereinigt werden kann, beispielsweise mittels Abschwallen.
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Vorteilhafterweise weist der Verschließer ferner einen Überhubkörper mit einer Überhubdrehachse auf, wobei der Überhubkörper zwischen Antriebs- und Arbeitskörper angeordnet ist. Der Überhubkörper ist im Wesentlichen drehsynchron mit dem Antriebskörper gekoppelt. Die Überhubdrehachse kann winklig verschränkt oder parallel zum Antriebskörper rotierbar gelagert sein. Der Überhubkörper dient als zusätzliche Plattform, über die Einfluss auf den Schaltvorgang der Verschließorgane genommen werden kann.
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Ein Überhubkörper, über den Einfluss auf den Schaltvorgang des Schließorgans genommen wird, ist ebenfalls als ein arbeitskörperseitiges Bauteil zu verstehen. Das bedeutet, dass die Verschließorgane auch lediglich zwischen Antriebskörper und Überhubkörper ausgebildet sein können. Mithin kann es also der Fall sein, dass der Verschließer mehrere Verschließorgane aufweist, die jeweils eine antriebskörperseitig angeordnete Führung aufweisen und jeweils über ein am Überhubkörper angeordnetes Stellmittel schaltbar sind. Mit einer derartigen Ausführungsform kann eine besonders effiziente Schaltarbeit und einfache Konstruktion eines Schließorgans erzielt werden.
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Gleichwohl ist es möglich, dass die Verschließorgane sowohl am Antriebskörper, am Arbeitskörper wie eingangs definiert und zusätzlich am Überhubkörper angeordnet sind. Demnach kann es vorteilhaft sein, wenn der Verschließer mehrere Verschließorgane aufweist, die jeweils eine antriebskörperseitig angeordnete Führung aufweisen und jeweils über ein arbeitskörperseitig angeordnetes Stellmittel schaltbar sind sowie zusätzlich über ein Überhubstellmittel über den Überhubkörper schaltbar sind. Die Stellmittel müssen dabei nicht alle identisch zueinander sein. Vielmehr können unterschiedliche, einmalig oder wiederholend angeordnete Varianten von Stellmitteln vorhanden sein, etwa um speziellen Variationen der Behälter gerecht zu werden oder um Stellmittel-übergreifende Schaltmechanismen zu realisieren.
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Dabei ist es dienlich, wenn der Überhubkörper bezüglich seiner Überhubdrehachse relativ zu einer Drehachse des Antriebskörpers in eine Exzenterlage schaltbar ist und mit den Stellmitteln so in Eingriff steht, dass die Stellmittel über die Exzentrizität zumindest teilweise schaltbar sind. Anhand der Exzentrizität der Überhubdrehachse mit der Drehachse des Antriebskörpers können auf diese Art und Weise die Stellmittel ähnlich geschaltet werden, wie dies durch die winklige Verschränkung des Arbeitskörpers zum Antriebskörper ermöglicht wird. Über die Schaltung der Überhubdrehachse in eine Exzentrizität können temporäre Schaltstellungen der Verschließorgane erzielt werden, die ein sehr flexibles Schalten des Verschließers ermöglichen. Beispielsweise kann durch eine geeignete Exzentrizität der Hub der Verschließorgane, der aufgrund des Taumelkörpers induziert wird, vollständig ausgeglichen werden.
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Weiterbildend ist es vorteilhaft, wenn die Stellmittel jeweils als Kniegelenk ausgeführt sind, wobei jedes Kniegelenk ferner mit einem Überhubstellmittel in Eingriff steht, sodass eine Exzenterlage des Überhubkörpers eine Schaltung der Stellmittel beeinflusst. Unter einem Kniegelenk sind Stellmittel zu verstehen, die aus zumindest zwei Gelenken miteinander verbundenen Pleueln bestehen. Gemäß einer Ausführungsform kann das Überhubstellmittel mit einem gelenkig auf dem Überhubstellmittel gelagerten Pleuel mit dem mittleren Kniegelenk verbunden sein. Durch die Nutzung des Kniehebelprinzips in Zusammenhang mit dem in eine Exzentrizität schaltbaren Überhubkörper kann Einfluss auf den Bahnverlauf des Stellmittels genommen werden. So können zum Beispiel Bereiche erzielt werden, entlang der die Verschließorgane einen konstanten Hub aufweisen, obwohl durch die winklig verschränkte Anordnung des Arbeitskörpers zum Antriebskörper eine Änderung der Auslenkung des Stellmittels vorgesehen ist. Letzteres kann beispielsweise bei der Verschlussübergabe auf einem Verschlussübergabemittel hilfreich sein.
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Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Überhubkörper über eine Wellenkupplung drehsynchron mit dem Antriebskörper gekoppelt ist. Dabei können die Überhubkörper ebenfalls mit einer flexiblen und/oder starren Wellenkupplung aneinander oder am Antriebskörper befestigt sein. Weiterbildend kann es vorteilhaft sein, den Überhubkörper über eine Ausgleichskupplung drehsynchron mit dem Antriebskörper zu koppeln. Die Überhubkörper können zudem mittels eines überhoben-Taumelkörpers winklig verschränkt zur Drehachse des Antriebskörpers oder zur Drehachse eines anderen Überhubkörpers angeordnet sein.
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Grundsätzlich können auch mehrere Überhubkörper gleichzeitig im Verschließer angeordnet sein. Für die einzelnen Überhubkörper gilt jeweils das gleiche Prinzip, nämlich dass diese sowohl parallel als auch winklig verschränkt zur Drehachse des Antriebskörpers angeordnet sein können. Dabei müssen nicht alle Überhubkörper mit dem Stellmittel in Verbindung stehen, sondern mithilfe der Überhubkörper als Gesamtheit kann ein flexibles und effizientes Schalten der Verschließorgane sowie ein flexibles und effizientes Integrieren weiterer Arbeitsschritte des Verschließers, insbesondere Verschließer Aufnahme, Flaschenaufnahme, Flaschenabgabe, aber auch das Schalten des Verschließers in spezielle Montage und/oder Wartungspositionen ermöglicht werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Verschließer ein Kronkorker oder ein Kunststoffschaubverschließer, der eine Zufuhrschiene, einen Flaschenteller sowie Mittel zum Beschicken von offenen Behältern und Mittel zum Entladen von verschlossenen Behältern umfasst. Vorteilhafterweise sind die Behälter Flaschen, insbesondere Glasflaschen. Derartige Kronkorker oder Schraubverschließer haben den Vorteil, dass aufgrund des als eine Wellenkupplung ausgebildeten Drehmomentübertragers der hygienekritischen Bereiche des Kronkorkers oder des Schraubverschließers aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt werden kann und dass keine Erosionsprodukte aus der Wellenkupplung in der unmittelbaren Umgebung der offenen Flaschen entstehen.
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Ferner ist es von Vorteil, dass der Flaschenteller als einstückiges, nicht gefedertes Bauteil hergestellt werden kann, wodurch die Belastung des Systems durch Scherben von gebrochenen Flaschen und der permanenten Beaufschlagung von Produkt obsolet wird. Da Bier vor dem Verschließen gezielt aufgeschäumt werden kann, um den Sauerstoff aus der Flasche zu verdrängen bevor der Kronkorken platziert wird, ist dies ein häufig auftretendes Phänomen, was nun vermieden wird.
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Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Verschließen von Behältern mit einem Verschließer gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
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Entsprechend wird ein Verfahren zum Verschließen von Behältern mit einem Verschließer vorgeschlagen, dass sich gegenüber jenen aus dem Stand der Technik bekannten dadurch auszeichnet, dass der Verschließer bei solch einer winkligen Verschränkung des Arbeitskörpers betrieben wird, dass die aus der winkligen Verschränkung resultierende Auslenkung geeignet ist, Behälter mit einer vorab definierten Höhe zu verschließen.
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Mithilfe des als eine Wellenkupplung ausgebildeten Drehmomentübertragers kann der Verschließer mit einem sanften Kurvenlauf betrieben werden. In dieser Konfiguration sind Leistungen von bis zu 3000 Verschließungen pro Verschließorgan pro Stunde ohne weiteres möglich. Ferner kann aufgrund der effektiven Kraftübertragung eine Lärmreduzierung stattfinden. Zusätzlich kann während des Verfahrens ein Verschmutzen der noch offenen Behälter weitestgehend ausgeschlossen werden, da die Verschließorgane selbst schmiermittelfrei ausgeführt sein können und die Wellenkupplung selbst keine Erosionsprodukte erzeugt. Darüber hinaus können die Oberflächen, die an die Behälter angrenzen, korrosionsbeständig ausgeführt werden und sind damit abschwallbar bzw. reinigbar.
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Sofern der Verschließer einen Überhubkörper aufweist, kann es weiterbildend von Vorteil sein, den Verschließer bei solch einer winkligen Verschränkung des Arbeitskörpers und solch einer Exzentrizität des Überhubkörpers zu betreiben, dass die resultierende Auslenkung geeignet ist, vorab definierte Behälter zu verschließen. Vorteilhaft ist dabei insbesondere, dass über die zusätzliche Schaltdimension, die der Überhubkörper bereitstellt, sowohl der Kurvenverlauf als auch die Anpresskraft des Schließorgans, insbesondere des Schließkolbens eingestellt werden kann. Mithin können eine Vielzahl von Schaltszenarien entwickelt werden.
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Figurenliste
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Bevorzugte weitere Ausführungsformen werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Verschließers gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine schematische Querschnittsansicht des Verschließers gemäß der ersten Ausführungsform aus 1;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines vereinfachten Verschließers gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 4 eine Detailansicht des vereinfachten Verschließers gemäß der zweiten Ausführungsform aus 3; und
- 5 eine schematische Darstellung eines Verschließers gemäß der zweiten Ausführungsform aus 2 und 3 in einem Anwendungsbeispiel als Verschließer für Kunststoffschraubverschlüsse.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
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Der in 1 und 2 gezeigte Verschließer 10 weist einen Antriebskörper 12 und einen Arbeitskörper 14 auf. Der Antriebskörper ist um eine erste Drehachse A rotierbar. Der Arbeitskörper 14 ist um eine zweiten Drehachse B rotierbar, welche winklig verschränkt in einem Winkel α zum Antriebskörper 12, genauer gesagt zur ersten Drehachse A des Antriebskörpers 12, drehbar gelagert ist. Die drehbare Lagerung des Arbeitskörpers 14 erfolgt mittels eines Taumelkörpers 16 welcher raumstarr am Verschließer 10 angeordnet ist.
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In der gezeigten Ausführungsform ist ein Drehmomentübertrager 18 zur Übertragung eines Drehmoments von dem Antriebskörper 12 auf den Arbeitskörper 14 vorgesehen, der als Wellenkupplung in Form eines Kardangelenks ausgebildet ist.
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Ferner befinden sich am Antriebskörper 12 mehrere Verschließorgane 20, auch Plunger oder Druckstempel genannt, die jeweils eine antriebskörperseitig angeordnete Führung 22 aufweisen und jeweils über ein arbeitskörperseitig angeordnetes Stellmittel 24 schaltbar sind. Insbesondere können die Verschließorgane 20 mittels des Stellmittels 24 angehoben und abgesenkt werden, um auf diese Weise das Aufnehmen eines neuen Verschlusses sowie das Aufbringen des neuen Verschlusses auf einen zu verschließenden Behälter zu ermöglichen. Mit anderen Worten erfolgt die Stellung der Verschließorgane 20 nicht über aus dem Stand der Technik bekannten Rollen und Stegbahnen für den Hub. Vielmehr entsteht der Hub gemäß der vorliegenden Offenbarung durch das Taumeln, also durch die Schrägstellung des Arbeitskörpers 14. Dadurch können die Führung 22 sowie zumindest die an die Führung 22 angrenzenden Komponenten der Verschließorgane 20 als herkömmliche Komponenten ausgeführt sein.
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Wird nun der Antriebskörper 12 in Rotation versetzt, so treibt der Antriebskörper 12 über das Kardangelenk 18 den Arbeitskörper 14 im Wesentlichen drehsynchron an, wobei letzterer winklig verschränkt an einer Gleitbuchse 21 gleitet, die zwischen dem Arbeitskörper 14 und dem Taumelkörper 16 ausgebildet ist. In 1 ist die Gleitbuchse 21 nicht direkt ersichtlich. Vielmehr befindet diese sich hinter einem Schutzring des Verschließers 10, auch Kugeldrehverbinder genannt.
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Die Drehmomentübertragung vom Antriebskörper 12 auf den Arbeitskörper 14 erfolgt dabei rein über den als Wellenkupplung ausgebildeten Drehmomentübertrager 18 - in dem gezeigten Ausführungsbeispiel also über das Kardangelenk.
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Der Kardanfehler ist bei der hier vorliegenden winkligen Verschränkung α vernachlässigbar klein. Aufgrund der taumelnden Aufhängung des Arbeitskörpers 14 erzeugen die arbeitskörperseitig angeordneten Stellmittel 24 pro Umdrehung eine Auslenkung H am Verschließorgan 20 und insbesondere an dessen Schließkolben 34, in dem sie entlang der antriebskörperseitig angeordneten Führung 22 parallel zur ersten Drehachse A entlang gleiten. Mit anderen Worten wird ein Hub in Höhe der Auslenkung H auf das Verschließorgan 20 aufgebracht.
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Da die Schließkolben 34 jeweils über Schaltfedern 36 federnd nach unten gedrückt werden, kann die effektive Auslenkung H dadurch reduziert werden, dass ein zu verschließender Behälter einen Anschlag für den Schließkolben 34 ausbildet und entsprechend die Schaltfedern 36 einfedern. Dies ist hier jedoch nicht gezeigt.
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Aus 2 ist ferner die Lagerung 30 des Antriebskörpers 12 innerhalb des Verschließers 10 ersichtlich. Die Lagerung 30 ist an einem Innenring der Lagerung 30 raumstarr am Taumelkörper 16 angeordnet. Der Antriebskörper 12 ist über eine Antriebswelle 28 des Antriebskörpers 12 gelagert. Die Lagerung 30 befindet sich dabei innerhalb eines Hohlraums 32, welcher im Inneren des Arbeitskörpers 14 ausgebildet ist. Die Lagerung 30 ist als eine O-Anordnung ausgeführt, wodurch besonders hohe Kippmomente übertragen werden können. Die in der O-Anordnung verwendeten Wälzkörper sind im gezeigten Ausführungsbeispiel Kegelrollen.
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Wird nun die Antriebswelle 28 des Antriebskörpers 12 mit Drehmoment beaufschlagt, so wird das Drehmoment über den als eine Wellenkupplung ausgebildeten Drehmomentübertrager 18 auf den Arbeitskörper 14 übertragen. Der Arbeitskörper 14 rotiert entsprechend winklig verschränkt zum Antriebskörper 12 in einem Winkel α zur Drehachse A des Antriebskörpers 12. Die Schaltung der Verschließorgane 20 erfolgt dabei über die Stellmittel 24, die in der vorliegenden Ausführungsform jeweils eine Schaltfeder 36 sowie eine darin ausgeführte Zugfeder 38 aufweisen. Die Schaltfeder 36 ist eine vorgespannte Feder, in der gezeigten Ausführungsform eine vorgespannte Druckfeder. Die winkligen Verschränkung α des Arbeitskörpers 14 zum Antriebskörper 12 kann dabei so ausgewählt werden, dass im Normalbetrieb zum Verschließen der Behälter nicht die gesamte Auslenkung H benötigt wird, wodurch gewährleistet werden kann, dass auch Behälter mit niedrigerer Höhe noch verschlossen werden können.
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Im Inneren des Schließkolbens 34 sind weitere Mittel zur Dämpfung und Lagerung des Schließkolbens 34 angeordnet. Nach Überschreiten des Tiefpunkts wird der Schließkolben 34 über die Zugfeder 38 entgegen der Vorspannkraft der Schaltfeder 36 erneut nach oben gedrückt. Während des gesamten Umlaufs eines Schließorgans 20 treten in seiner Führung 22 und entsprechend in dem Schließkolben 34 keine nennenswerten Querkräfte auf. Dadurch kann ein sanftes, gefedertes Verschließen der Behälter gewährleistet werden. Ferner sind die Führungen 22 schmiermittelfreie Führungen und sind, ebenso wie alle anderen nach außen weisenden Oberflächen eines jeden Schließorgans 20, aus korrosionsbeständigen Materialien hergestellt.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verschließers gemäß einer zweiten Ausführungsform in einer vereinfachten Darstellung. Diese Darstellung dient als Veranschaulichung einer prinzipiellen Integration eines Überhubkörpers 40 in einen Verschließer 10. Die Hubmechanik des Verschließers 100 beruht dabei auf einem sogenannten Scheibenprinzip, was bedeutet, dass die wesentlichen Körper als Scheiben ausgeführt sind. Anstelle von Scheiben können auch andere Geometrien verwendet werden, solange die zugrundeliegende, im Folgenden beschriebene Funktion gewährleistet ist.
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Der Antriebskörper 12 weist hier zwei starr miteinander verbundene, übereinander positionierte Scheiben auf. Der Arbeitskörper 14 ist über einen Taumelkörper 16 winklig verschränkt zum Antriebskörper 12 rotierbar gelagert und ist mittels eines Drehmomentübertragers 18 von dem Antriebskörper 12 drehsynchron antreibbar. Der Verschließer 10 weist mehrere Verschließorgane 20 auf, die jeweils eine antriebskörperseitig angeordnete Führung 22 aufweisen Stellmittel 24 schaltbar sind.
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Der Drehmomentübertrager 18 weist ein Gestänge sowie eine Ausgleichskupplung auf, über die Relativbewegungen zwischen dem Antriebskörper 12 und dem Arbeitskörper 14 ermöglicht werden. Die Ausgleichskupplung ist eine Wellenkupplung. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird kein Drehmoment vom Antriebskörper 12 über die Verschließorgane 20 in den Arbeitskörper 14 geleitet.
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Analog wird ebenso über den als eine Wellenkupplung ausgeführten Drehmomentübertrager 18 eine Trennung der Funktion „Schalten“ und „Drehmoment-übertragen“ erzielt.
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Zwischen dem Antriebskörper 12 und dem Arbeitskörper 14 ist ein als Scheibe ausgeführter Überhubkörper 40 angeordnet. Der Überhubkörper 40 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel über mehrere Kupplungsfedern 26 mit der oberen Scheibe des Antriebskörpers 12 im Wesentlichen drehsynchron verbunden. Mithin entspricht die Verbindung des Überhubkörpers 40 mit dem Antriebskörper 12 einer Wellenkupplung. Dabei ist der Überhubkörper 40 über die Wellenkupplung in Form der mehreren Kupplungsfedern 26 in eine Exzentrizität E schaltbar.
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Das Stellmittel 24 des Schließorgans 20 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Kniegelenk 42 ausgeführt. Genauer gesagt weist das Kniegelenk ein oberes Pleuel 46 sowie ein unteres Pleuel 48 auf. Ferner greift an der Verbindungsstelle des oberen Pleuels 46 und des unteren Pleuels 48 ein Überhubstellmittel 44 in das Kniegelenk 42 ein. Dabei ist das Überhubstellmittel zudem mit dem Überhubkörper 40 verbunden. Der Schließkolben 34 des Schließorgans 20 ist in der Führung 20 lateral verschieblich gelagert. Die tatsächliche Auslenkung H des Schließkolbens 34 hängt somit sowohl von der winkligen Verschränkung des Antriebskörpers 12 zum Arbeitskörpers 14 als auch von der Exzentrizität E des Überhubkörpers 40, der über das Überhubstellmittel 44 mit dem Kniegelenk 42 gekoppelt ist.
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Der integrierte Kniehebel des Kniegelenks 42 in Verbindung mit dem gegebenenfalls exzentrisch geschalteten Überhubkörper 40 erfüllt dabei zumindest zwei Funktionen. Durch die Nutzung des Kniehebelprinzips kann eine Federung des Systems entstehen. Durch den Kniehebel kann Einfluss auf die notwendige Federhärte genommen werden. Durch die Nutzung des Kniehebelprinzips kann zusammen mit dem in eine Exzentrizität E schaltbaren Überhubkörper 40, Einfluss auf den Bahnverlauf des Schließkolbens 34 genommen werden. Dieser kann auf eine solche Weise geschehen, dass „nahezu gerade“ Bereiche der Kurvenbahn erreicht werden können. Andererseits kann auch eine an die jeweilige für das Verschließorgan und den jeweiligen Verschließvorgang präzise angepasste Hubtrajektorie ausgebildet werden.
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Um den Mehrwert derartiger „nahezu gerader“ Bereiche zu verdeutlichen, ist zu erwähnen, dass Verschließer üblicherweise eine sogenannte Verschlussübergabeplatte - auch als „Pickrad“ bezeichnet - (nicht abgebildet) aufweisen, über welche die Verschlüsse von den jeweiligen Verschließorganen 20 aufgenommen werden können. Mit der Option, nahezu gerade Bereiche Führungsbereiche zu realisieren, können die Verschließorgane 20 über einen längeren Bereich hinweg parallel zur Verschlussübergabeplatte geführt werden. Des Weiteren kann auch der Einwirkbereich des Verschließelements auf den jeweiligen Behälter beeinflusst werden, womit entsprechend Übergabequalität und Verschließprozess verbessert werden können.
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Die Lagerung des Überhubkörpers 40 hängt dabei grundsätzlich von den vorgesehenen Freiheitsgraden des Überhubkörpers 40 ab. Sofern keine Exzentrizität E vorgesehen ist, kann die Lagerung des Überhubkörpers 40 mittels einer starren Befestigung am Antriebskörper 12 erfolgen. Sofern jedoch eine Exzentrizität E vorgesehen ist, in die der Überhubkörper 40 schaltbar sein soll, muss eine geeignete Drehmomentübertragung gewährleistet sein, insbesondere mittels einer Wellenkupplung. Vorteilhaft ist dabei insbesondere eine Wellenkupplung in Form einer Ausgleichskupplung bzw. einer Vielzahl von Kupplungsfedern 26 vorgesehen. Sollte der Überhubkörper 40 zudem in einer winklig verschränkten Position zum Antriebskörper 12 gelagert werden, so ist ein weiterer Taumelkörper 16 vonnöten, wobei dieser entweder drehstarr oder drehsynchron angeordnet sein kann.
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Die Verstellung der Exzentrizität E oder gegebenenfalls der Schräglage des Überhubkörpers 40 kann dabei über einen (nicht abgebildeten) Verstellmechanismus erfolgen. Auf diese Art und Weise kann die Lage des Überhubkörpers 40 einstellbar gestaltet werden, um sich so an verschiedene Gegebenheiten des Verschlusses und Flaschenmaterials anzupassen. Insbesondere bei Schraubverschließern kann so Rücksicht auf die Gängigkeit der Gewinde der auf die Behälter aufzubringenden Schraubverschlüsse genommen werden. Wird etwa ein eingängiger Verschluss produziert, ist eine Verschließkurve lang und eher flach. Wird hingegen ein dreigängiger Verschluss aufgebracht, ist die Kurve eher kurz und steil, um den notwendigen Kopfdruck auf das zu verschließende Objekt zu bekommen.
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4 veranschaulicht insbesondere das Kniegelenk 42 des Schließorgans 20 gemäß der zweiten Ausführungsform 100 des Verschließers 10. Am Überhubkörper 40 ist ein Kugelgelenk vorgesehen, um die Schräglage des Überhubstellmittels 44 auszugleichen. Durch die Exzentrizität E (hier nicht gezeigt, siehe 3) des Überhubkörpers 40 kann die Beugung des Kniegelenks 42 eingestellt werden. In der gezeigten Abbildung führt die Exzentrizität E des Überhubkörpers 40 beispielsweise dazu, dass die Auslenkung H' des Hubkolbens 34, verglichen mit der rein über die winklige Verschränkung induzierte Auslenkung H, durch die Beugung des Kniegelenks 42 verringert wird.
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Um ein Verkannten des Kniegelenks 42 zu vermeiden, kann das Überhubstellmittel 44 eine Überhubfeder 50 aufweisen. Ferner kann es notwendig sein, das Überhubstellmittel 44 über eine Kugelgelenklagerung am Überhubkörper 40 anzuordnen. Sollte der Überhubkörper 40 lediglich zentrisch gelagert sein, also nicht in eine Exzentrizität E schaltbar sein, kann eine Gleitlagerung das Überhubstellmittels 44 ausreichend sein.
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Alternativ oder ergänzend können Teile des Kniegelenks 42, insbesondere das Überhubstellmittel 44, das obere Pleuel 46 und/oder das untere Pleuel 48 als ein Faserverbundbauteil ausgeführt sein. Durch den Einsatz eines Faserverbundbauteils werden die Kugelgelenklager und Gleitlager sowie auch die Federungen in das Bauteil integriert. Hierdurch wird eine weitere Steigerung der Hygiene gewährleistet, da Spalte und relativ zueinander bewegte Bauteile eliminiert werden. Das Faserverbundbauteil selbst kann beispielsweise vorzugsweise durch den Einsatz eines PTFE Schrumpfschlauchs reinigungsmittelbeständig gestaltet sein.
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Alternativ oder ergänzend können die Gelenke des Kniegelenks 42, insbesondere das Überhubstellmittel 44, das obere Pleuel 46 und/oder das untere Pleuel 48 über gefederte oder ungefederte Gelenke miteinander verbunden sein. Gleichwohl können diese Komponenten auch als integriertes Bauteil, etwa ein Faserverbund oder ein Kunststoffbauteil ausgeführt sein. Die Ansteuerung des Hebelsystems oder eines Pleuels kann auch über eine Laufrolle und einer Kurvenbahn, insbesondere einer Nutbahnkurve erfolgen.
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Um das zuvor offenbarte Ausführungsbeispiel näher zu veranschaulichen, ist in 5 eine schematische Darstellung eines Verschließers 100 gemäß der zweiten Ausführungsform aus den 3 und 4 gezeigt. In der schematischen Darstellung, die nur einen Teil eines Verschließers 100 zeigt, ist ein Anwendungsbeispiel als Verschließer für Kunststoffschraubverschlüsse offenbart.
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Gezeigt ist ein Antriebskörper 12 mit einer Antriebswelle 28 sowie ein Arbeitskörper 14, der über einen Taumelkörper 16 winklig zu einer Drehachse A des Antriebskörpers 12 drehsynchron gelagert ist. Der Verschließer 100 weist einen Überhubkörper 40 auf, der sich in einer Exzentrizität E zur Drehachse A des Antriebskörpers 12 befindet. Das Verschließorgan 20 weist einen oberen Pleuel 46 sowie einen unteren Pleuel 48 auf, die zusammen mit dem Überhubstellmittel 44 ein Kniegelenk 42 ausbilden. In der gezeigten Abbildung führt die Exzentrizität E des Überhubkörpers 40 dazu, dass die Auslenkung H' des Hubkolbens 34, verglichen mit der rein über die winklige Verschränkung induzierte Auslenkung H, durch die Beugung des Kniegelenks 42 verringert wird.
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Mit der winkligen Verschränkung der Drehachse des Arbeitskörpers 14 relativ zum Antriebskörper 12 kann das Annähern eines Verschließelements 52 auf eine (nicht abgebildete) Mündung eines Behälters beeinflusst werden. Beispielsweise brauchen eingängige Verschlüsse eine „leichte Steigung“ (kleiner Winkel an Arbeitskörper 14) um mit adäquaten Verschließdrehzahlen (des Kopfes) Behälter unter günstigen Hubverhältnissen (Kopfdruck) zu verschließen. Mehrgängige Verschlüsse benötigen einen steileren Winkel, um auf die Mündung zu fahren.
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Dies kann mit einer Verstellung des Neigungswinkels des Arbeitskörpers 14 beeinflusst werden. Kleine Kurskorrekturen können weiterhin unter Verwendung des Überhubkörpers 40 erreicht werden (Einstellung der Exzentrizität E und Nutzung des Kniehebelprinzips im Kniegelenk 42).
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Weiterhin können alle Vorteile des kurvenlosen bzw. laufrollenlosen Betriebs genutzt werden. Auch kann eine Kopfdruckfeder kann in das Hubsystem integriert werden und an einer gut zugänglichen Stelle verstellt werden (mechanisch oder motorisch etc.). Durch die Verschiebemöglichkeit (manuell) des Lagerpunktes an dem Überhubkörper 40 kann die Höhe des Verschließelements 52 feinjustiert werden.
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Sämtliche Ausführungen, die sich auf ein einzelnes Verschließorgan oder Teile eines Schließvorgangs beziehen, können auf alle oder mehrere Verschließorgane eines Verschließers übertragen werden. Gleichwohl können, sofern die Pluralform von Verschließorganen verwendet wurde, auch nur einzelne Verschließorgane die betreffenden Merkmale aufweisen.
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Räumliche Richtungsangaben wie „oben“ oder „unten“ sind nicht einschränkend und rein beispielhaft auf die vorliegenden Ausführungsformen bezogen offenbart. Einzelne Verschließorgane eines Verschließers können, müssen aber nicht identisch ausgeführt sein. Es liegt gerade im Wesen des vorgeschlagenen Verschließers, eine besonders ausgeprägte Gestaltungsfreiheit bezüglich einzelner oder aller Verschließorgane bereitzustellen. Ferner ist es möglich, dass Gruppen von Verschließern gemeinsam geschaltet werden können.
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Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- α
- Verschränkungswinkel
- A
- Drehachse des Antriebskörpers
- B
- Drehachse des Arbeitskörpers
- C
- Überhubdrehachse
- E
- Exzentrizität
- H
- Auslenkung
- H'
- reduzierte Auslenkung
- 10, 100
- Verschließer
- 12
- Antriebskörper
- 14
- Arbeitskörper
- 16
- Taumelkörper
- 18
- Drehmomentübertrager
- 20
- Verschließorgan
- 22
- Führung
- 24
- Stellmittel
- 26
- Kupplungsfeder
- 28
- Antriebswelle des Antriebskörpers
- 30
- Lagerung
- 32
- Hohlraum
- 34
- Schließkolben
- 36
- Schaltfeder
- 38
- Zugfeder
- 40
- Überhubkörper
- 42
- Kniegelenk
- 44
- Überhubstellmittel
- 46
- oberes Pleuel
- 48
- unteres Pleuel
- 50
- Überhubfeder
- 52
- Verschließelement
