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Tragbares kraftgetriebenes Verschließwerkzeug Die Erfindung betrifft
ein tragbares kraftgetriebenes Verschließwerkzeug zum Anbringen von Verschlußkappen
an Behälterverschlüssen, das Mittel zum Anbringen der Kappe und einen Luftmotor
zum Betätigen dieser Mittel enthält, wobei die Mittel zum Anbringen der Kappe mehrere
schwenkbar auf einem Halteteil angebrachte Andruckbacken und ein die Backen umgreifendes
und bei seiner Längsbewegung in ihre Andruckstellung schwenkendes glockenförmiges
Führungsteil aufweisen. Das Werkzeug gemäß der Erfindung soll vor allem zum Anbringen
von Verschlußkappen an Verschlüssen großer Behälter, wie beispielsweise Stahlfässer
und Trommeln, dienen und eine für das wirksame Verschließen ausreichende Kraft entwickeln,
obwohl es leicht tragbar ist.
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Zum Anbringen von Verschlußkappen an Verschlüssen von Stahlfässern
und Trommeln sind von Hand betätigte Werkzeuge wettverbreitet in Gebrauch und leisten
im allgemeinen brauchbare Arbeit. Es wurde jedoch festgestellt, daß kraftgetriebene
Werkzeuge nicht nur dem Bedienenden beträchtliche Anstrengungen ersparen, sondern
auch die Arbeit schneller und gleichmäßiger erledigen können. Diese Art von Werkzeugen
wird hauptsächlich- in Betrieben verwendet, in denen die Trommeln während ihres
Transportes auf Transportbändern gefüllt werden. Die Geschwindigkeit dieses Transportes
hat jetzt in vielen Werken Werte erreicht, bei denen das Anbringen von Verschlußkappen
mittels eines völlig manuellen Vorganges mit der Füllgeschwindigkeit nicht mehr
Schritt halten kann. Auch sind bekannte ortsfeste Einrichtungen zum Verschließen
von Flaschen u. dgl. ungeeignet, wenn die zu verschließenden Behälter auf einem
Transportband herangeführt werden. da sich deren Lage auf der Fördereinrichtung
ständig ändert. Nachdem in neuerer Zeit die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Fördervorrichtungen
und deshalb die Geschwindigkeit, mit der die Verschlüsse angebracht werden mußten.
über die Leistungsfähib keit eines mit einem von Hand betätigten Werkzeug arbeitenden
Bedienungsmannes hinausgingen, und da andererseits ein kraftbetätigtes Werkzeug
das Instellungbringen der Fässer und damit einen erheblichen Kraft- und Zeitaufwand
voraussetzte, ergab sich eine schwierige Situation, die in überraschend einfacher
Weise erfindungsgemäß dadurch gemeistert wurde, daß eine einzige für die Anbringmittel
und den Luftmotor gemeinsame zentrale Spindel, auf deren einem. Ende das Halteteil
für die Backen fest angeordnet ist, vorgesehen ist, wobei das glockenförmige Führungsteil
und Teile des Luftmotors in Längsrichtung zur Achse der Spindel verschiebbar auf
dieser angeordnet sind, wobei das glockenförmige Führungsteil einen sich nach innen
erstreckenden Boden hat, über dem die axial verschiebbaren Teile liegen, und der
Boden an dem unteren dieser Teile so befestigt ist, daß er sich mit diesem in axialer
Richtung auf der Spindel verschiebt, indem die beweglichen Teile zur gemeinsamen
Verschiebung auf der Achse der Spindel aneinander befestigt sind.
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Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Werkzeug kann vorzugsweise so aufgebaut
sein, daß die axial verschiebbaren Teile Zylinder sind, in denen in axialer Richtung
auf der Spindel ortsfest angeordnete Kolben liegen, wobei Haltemittel zum Halten
der Zylinder in fertig montiertem Zustand vorgesehen sind, während der Boden des
glockenförmigen Führungsteils unmittelbar an einem der Haltemittel befestigt ist.
Die Spindel ist dabei zweckmäßig an ihrem den Mitteln zum Anbringen der Kappe entfernt
gelegenen Ende mit einer axialen, einen Haupthiftkanal bildenden Bohrung versehen,
wobei in axialer Richtung, voneinander getrennte, sich radial erstrekkende
Kanäle
an ihren inneren Enden mit dem Hauptluftkanal in Verbindung stehen und sich an ihren
äußeren Enden durch die Außenflächen der Spindel erstrecken.
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Das Werkzeug gemäß der Erfindung ist wirtschaftlich und einfach in
der Bauweise sowie narrensicher in der Handhabung. Es kann aus Leichtmetall hergestellt
werden und bringt trotzdem die zur Durchführung eines einwandfreien und schnellen
Verschließens erforderliche Kraft auf. Es kann völlig von Hand bewegt und gehalten
werden. Wenn es jedoch an einem über Kopfhöhe angebrachten Halter aufgehängt werden
soll, kann es durch eine einfache, aus Seil, Seilrolle und Gewicht bestehende Einrichtung
im Gleichgewicht gehalten werden, wobei sich in jeder Fabrik vorhandene Einzelteile
verwenden lassen. Ein solches Werkzeug kann eine ausreichende Kraft trotz seiner
kleinen gedrungenen Gestalt ausüben, um den Verschlußvorgang betriebssicher durchzuführen.
Sein Preßluftmotor und die meisten seiner anderen Teile können, namentlich wenn
sie aus Aluminium und Leichtmetallegierungen hergestellt werden, von so geringem
Gewicht sein, daß der Arbeiter das Werkzeug mit wesentlich geringerer Anstrengung
handhaben kann, als er für das Handhaben und Betätigen der von Hand betriebenen
Verschlußwerkzeuge benötigte. Darüber hinaus gewährleistet das kraftbetätigte Verschlußwerkzeug
ein besseres Verschließen der Behälter, da es mit einer Gleichförmigkeit arbeitet,
die bei ausschließlichem Handbetrieb nicht erzielt werden kann.
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Weitere Einzelheiten des Werkzeuges gemäß der Erfindung sollen an
Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben werden.
Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Werkzeuges gemäß der Erfindung, bei der zwecks
Platzersparnis ein Teil des Ventilnippels weggebrochen ist, Fig. 2 einen vertikalen
Schnitt durch die Mitte des Werkzeuges unter Weglassung des Steuerventils, Fig.
3 eine Draufsicht des Werkzeuges gemäß der Erfindung, nach der Linie 3-3 in Fig.
1, und Fig. 4 eine Unteransicht des Werkzeuges.
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Nach Fig. 1 besteht das Werkzeug gemäß der Erfindung im allgemeinen
aus einer Ventileinrichtung 1, einem Druckluftantrieb 2 und einem Andrückkopf 3.
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Die Ventileinrichtung 1, die nicht zu der Erfindung gehört, hat einen
Nippel 4, durch den Druckluft in eine Ventilkammer 5 eingelassen wird, die ein unter
Federdruck stehendes Ventil enthält, dessen Ventilstift 6 von einem Betätigungshebel
7 betätigt wird. Seitlich der Ventilkammer 5 ist eine öffnung vorhanden, die über
eine Auslaßleitung 8 zur Außenluft führt.
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In der normalen, drucklosen, in Fig. 1 dargestellten Stellung des
Ventils ist die Luftströmung durch den Nippel 4 hindurch unterbrochen, und die Auslaßleitung
8 steht mit einem die Ventilkammer 5 mit dem Inneren des Druckluftantriebes 2 verbindenden
Luftkanal 12 in Verbindung. Wenn jedoch der Betätigungshebel 7 einwärts gedrückt
wird und den Ventilstift 6 nach innen drückt, wird der Auslaß über die Leitung 8
zur Außenluft unterbrochen und die Druckluft durch den Nippel 4 über die Ventilkammer
5 und durch den Luftkanal 12 nach unten in das innere des Druckluftantriebes 2 eingelassen.
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Die Ventilkammer.5 ist mit Hilfe einer Muffe 9 mit dem oberen Ende
10 einer Spindel 11 verbunden. Die Spindel 11 dient nicht nur als Arbeitswelle des
Werkzeuges, sondern hat außerdem eine vertikale Bohrung 12 sowie horizontale Bohrungen
13 und 14, die, wie bereits erwähnt, einen Luftkanal von der Ventilkammer 5 bis
in das Innere des Druckluftantriebes 2 bilden.
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Der Druckluftantrieb 2 besteht im allgemeinen aus zwei koaxial übereinander
angeordneten Zylindern 15 und 16 und liegt axial zur Spindel 11. Der obere Zylinder
15 ist an seiner Oberseite durch eine Platte 17 verschlossen und hat einen angearbeiteten
Boden 18. Sowohl die Platte 17 als auch der Boden 18 des Zylinders 15 umfassen verstärkte
Abschnitte 19 und 20 der Spindel 11. Der Zylinder 16 ist an
seinem oberen Ende dadurch verschlossen, daß er gegen die Unterseite des Bodens
18 des oberen Zylinders 15 anliegt, und hat einen angearbeiteten Boden 21, dessen
mittlerer Teil die Spindel 11 an der Stelle 22 umschließt. Unterhalb des
Bodens 21 befindet sich eine untere, der oberen Platte 17 ähnliche Verschlußplatte
23.
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Mit Hilfe von mehreren durch die Verschlußplatten 17 und 23 und durch
vom oberen bzw. unteren Ende des Zylinders 15 nach außen vorstehende Flansche 25
und 26 und durch von dem oberen bzw. unteren Ende des Zylinders 16 nach außen vorstehende
Flansche 27 und 28 hindurchgehenden Spannbolzen 24 werden die Zylinder 15 und 16
fest gegeneinandergezogen und die Verschlußplatten 17 und 23 gegen die Enden der
Zylinder 15 und 16 gedrückt. Die Spannbolzen 24 haben an dem einen Ende einen auf
der Oberseite der Platte 17 ruhenden Kopf und sind an ihrem anderen Ende zwecks
Aufnahme einer gegen die Unterseite der Platte 23 liegenden Spannmutter mit Gewinde
versehen.
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Die Zylinder 15 und 16 mit ihren angearbeiteten Böden können zweckmäßigerweise
aus Aluminium oder sonstigem Leichtmetall bestehen. Obwohl die Platten 17 und 23
vorzugsweise aus Stahl sind, ist deren Dicke so gering, daß das Gewicht des Werkzeuges
sehr klein sein kann.
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Dadurch, daß zwei Zylinder 15 und 16 auf der Spindel 11 übereinander
angeordnet sind, kann der Druckluftantrieb eine für den beabsichtigten Zweck ausreichende
Kraft entwickeln, obwohl seine Abmessungen und sein Gewicht sehr klein sind. In
jedem Zylinder ist ein Kolben vorhanden. Der Kolben im Zylinder 15 ist mit 29 bezeichnet.
Die Unterseite des Kolbens 29 ist in der Nähe seines Außenumfanges mit einer Topfdichtung
30 versehen, die mittels eines Ringes 31 gehalten wird, der an mehreren Stellen
seines Umfanges mit Hilfe von Bolzen 32 an dem Kolben 29 befestigt ist. Der nach
unten gerichtete Abschnitt 33 der Dichtung 30 gleitet an der Innenwand des Zylinders
15, wodurch ein Entweichen von Luft zwischen der Zylinderwand und der Dichtung und
somit am Kolben 29 vorbei verhindert wird.
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Die den Kolben 29 bewegende Druckluft wird durch die radialen Abzweigungen
13 des Druckluftkanales 12 eingelassen. Die eingelassene Luft ist bestrebt, den
Kolben 29 von dem Boden 18 des Zylinders 15 fort nach oben zu bewegen. Bei der Benutzung
des Werkzeuges gemäß der Erfindung kann sich der Kolben 29 allerdings nicht nach
oben bewegen, weil sich dabei die Spindel 11 nach oben verschieben müßte,
da die zentrale Bohrung 34 im Kolben 29 einen verengten Abschnitt 35 der Spindel
11 zwischen den Schultern 36 und 37 der Spindelabschnitte
19
bzw. 20 umschließt. Die Spindel 11 kann sich aber nicht nach oben bewegen, da das
Werkzeug gegen die anzubringende, Verschlußkappe nach unten gedrückt wird. Wenn
also Druckluft in die Druckluftkammer 38 unterhalb des Kolbens 29 eingelassen wird,
muß das eine Abwärtsbewegung des Zylinders 15 in bezug auf die Spindel 11 zur Folge
haben.
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Ein Entweichen von Luft aus der Druckluftkammer 38 an der Spindel
11 entlang wird von einer Flanschdichtung 39 verhindert, die den benachbarten Abschnitt
20 der Spindel 11 umgibt und durch einen Ring 40 und Bolzen 41 gehalten wird.
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Der Zylinder 16 hat einen Kolben 42, der gegen die Innenwand des Zylinders
16 durch eine mittels eines Ringes 44 und Bolzen 45 gehaltene Topfdichtung 43 abgedichtet
ist. Durch die mit dem Druckluftkana112 in Verbindung stehenden radialen Abzweigungen
14 wird die Druckluft in die Druckluftkammer 46 unterhalb des Kolbens 42 eingelassen.
Ein Entweichen von Luft aus der Druckluftkammer 46 an dem Spindelabschnitt 22 entlang
nach unten wird durch eine von einem Ring 48 und Bolzen 49 nach unten gehaltene
Flanschdichtung 47 verhindert.
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Der Kolben 42 hat eine mittlere Öffnung 50, die mit ihrem Rand gegen
die Schulter 51 am unteren Ende des verstärkten Abschnitts 20 der Spindel 11 liegt.
Auch hier kann der Kolben 42 nicht gegen die Spindel 11 nach oben gedrückt werden
oder die Spindel nach oben bewegen, so daß die durch die radialen Abzweigungen 14
eingelassene Druckluft zur Folge hat, daß der gesamte Zylinder 16 abwärts bewegt
wird. Da die Zylinder 15 und 16 starr miteinander gekoppelt sind, werden die von
der Druckluft in den Kammern 38 und 46 ausgeübten Kräfte zu einer einzigen Kraft
vereinigt. Auf diese Weise wird auch von einem Werkzeug geringsten Gewichtes und
minimaler Größe eine für das wirksame Andrücken der Verschlußkappe ausreichende
Kraft ausgeübt.
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Das Zurückziehen der Druckluftzylinder 15 und 16 erfolgt durch
nachstehend beschriebene Federn, doch muß zunächst noch erwähnt werden, daß in der
Druckluftkammer 46 am Boden 21 des Zylinders 16 Anschlagzapfen 52 befestigt sind.
Die Anschlagzapfen 52 erstrecken sich nach oben bis zu einem Punkt 53, wo sie die
Unterseite des Kolbens 42 zwecks Begrenzung seines Hubes berühren, wenn der Kolben
42 seine völlig zurückgezogene Stellung erreicht. In dieser völlig zurückgezogenen
Stellung reicht der Kolben 42 gerade bis zu den radialen Abzweigungen 14.
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Die Kolben 29 und 42 sowie die Zylinder 15 und 16 können ebenfalls
aus Aluminium oder einem beliebigen anderen Leichtmetall hergestellt sein. Dies
gilt in gleicher Weise für die die Dichtungen haltenden Ringe 31, 40, 44 und 48.
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Als Folge der Druckluftzufuhr ist also nur eine axiale Abwärtsbewegung
der beiden Druckluftzyliner 15 und 16 zusammen mit ihren Verschlußplatten 17 und
23 möglich. Diese Bewegung wird zum Betätigen des Schließ- bzw. Andrückkopfes ausgenutzt,
was durch die Bewegung eines an der Unterseite der Endplatte 23 befestigten glockenähnlichen
Führungsteiles 54 zustande kommt. Das glockenähnliche Führungsteil 54 hat die Gestalt
einer umgestülpten Schale mit einem sich nach unten erstrekkenden Mantel 54 und
einem z. B. durch eine Schweißverbindung 55 a an der Unterseite der Platte
23 befestigten Boden 55. Der Boden 55 ist zwecks gleitender Aufnahme des Spindelabschnittes
22 ähnlich wie die Barüberliegende Platte 23 in der Mitte durchbohrt. Das glockenähnliche
Führungsteil 54 verschiebt sich daher bei einer relativen Bewegung zwischen der
Spindel 11 und den Zylindergehäusen 15 und 16 gegen die Spindel 11.
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Das glockenähnliche Führungsteil 54 ist zwecks Bildung einer nach
außen schrägstehenden Führungsfläche in der Nähe seines unteren Endes an der Stelle
56 aufgeweitet und durch einen gehärteten Ring 57 verstärkt.
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Das untere Ende 58 der Spindel 11 hat einen verringerten Durchmesser
und weist so eine nach unten gerichtete Schulter 59 auf. Dieser im Durchmesser kleinere
Abschnitt 58 der Spindel 11 trägt zunächst einen nach oben gegen die Schulter 59
liegenden Halter 60 für die Andrückbacken 66. Ein Druckstempel 61 ist auf dem Ende
58 der Spindel 11 unterhalb des Halters 60 angebracht. Der Druckstempel 61
hat die Form einer umgestülpten Schale, die eine zentrale Bohrung für die Aufnahme
des Endes 58 hat. Mit Hilfe einer auf das untere Ende 58 geschraubten Spannmutter
63 wird der Boden 62 des Druckstempels nach oben gegen den Halter 60 und der Halter
60 gegen die Schulter 59 gedrückt. Die Spannmutter 63 wird nach ihrem
Festschrauben durch eine Setzschraube 64 festgelegt, die in ein teils in das Ende
58 und teils in die Spannmutter 63 gebohrtes Loch eingeschraubt wird.
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Der Druckstempel 61 hat den Zweck, das Schließwerkzeug von oben richtig
auf die auf dem Behälterverschluß anzudrückende Kappe zu setzen. Seine Seitenwand
61 endet deshalb in einen aufgeweiteten Abschnitt 65, der die Verschlußkappe aufsetzt
und in der richtigen Lage hält.
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Das eigentliche Andrücken des Randes der Verschlußkappe, die ebenfalls
die Form einer umgestülpten Schale hat und aus Leichtmetall besteht, wird durch
mehrere Andrückbacken 66 erzielt, die auf dem Außenumfang des Halters
60 schwenkbar angebracht sind. Das Schwenken wird durch Nuten 67 in den Andrückbacken
ermöglicht, durch die an jeder Andrückbacke eine Stützkante 68 entsteht,
die auf der Oberseite des ringförmigen Halteteiles 60 aufliegt und die Schwenkachse
jeder Andrückbacke 66 bildet.
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Die Andrückbacken 66 haben über den Haltering 60 hinausragende Abschnitte
69, die zur Aufnahme einer Ringfeder 70 von ihrer Außenfläche aus nach innen abgesetzt
sind. Die Feder 70 umfaßt alle nach oben über den Haltering 60 hinausragenden
Abschnitte der Andrückbacken und hat das Bestreben, diese nach einwärts und daher
die unteren Enden der Andrückbacken nach außen zu schwenken. Die unteren, das Andrücken
des Kappenrandes bewirkenden Enden der Andrückbacken 62 sind an ihrer Innenseite
mit sich gegen den Rand der Verschlußkappe setzenden Arbeitsflächen 71 versehen.
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Die nach innen gerichtete Schwenkbewegung der unteren Abschnitte der
Andrückbacken um den Haltering 60 bei dem Andrücken der Verschlußkappe entsteht
durch die Führungswirkung des nach außen abgeschrägten Abschnittes 56 des glockenähnlichen
Führungsteiles 54 auf die an den Andrückbacken vorgesehenen nach außen abgeschrägten
Flächen 72. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß eine Relativbewegung
der
Backen gegen das glockenartige Führungsteil 54, die das Führungsteil 54 nach unten
über die Andrückbacken 66 bringt, zur Folge hat, daß die unteren Enden der Andrückbacken
entgegen der Wirkung der Feder 70 einwärts geschwenkt werden und die Arbeitsflächen
71 der Andrüekbacken den gewünschten Andrückvorgang ausüben. Obwohl das dargestellte
Werkzeug mit achtzehn Andrückbacken ausgestattet ist und diese Backenzahl sich für
das Andrücken der Ränder von Verschlußkappen, insbesondere von größeren Kappen mit
einem Durchmesser von 5 cm oder mehr, als sehr zweckmäßig erwiesen hat, kann selbstverständlich
gewünschtenfalls auch eine niedrigere oder höhere Anzahl von Andrückbacken verwendet
werden.
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Das Zurückziehen des glockenähnlichen Führungsteiles 54 von den Andrückbacken
nach dem Verschließen wird durch konzentrisch angeordnete, den unteren Abschnitt
22 der Spindel 11 umgebende Schraubenfedern 73 und 74 bewirkt. Die Federn 73 und
74 erstrecken sich von der Oberseite des ringförmigen Halters 60 für die Andrückbacken
bis zur Unterseite des Bodenabschnittes 55 des glockenähnlichen Führungsteiles 54.
Sie werden zusammengedrückt. wenn bei der Relativbewegung zwischen dem glockenähnlichen
Führungsteil 54 und den Andrückbacken 66 das Führungsteil 54 nach unten über die
Andrückbacken gebracht wird, da die Kraft der in die Zylinder 15 und 16 eingelassenen
Druckluft sowohl zur Überwindung der Kraft der Federn 73 und 74 als auch zum Andrücken
des Kappenrandes ausreicht. Wenn jedoch der Betätigungshebel ? losgelassen wird
und den Ventilstift 6 freigibt, so daß der Druckluftkanal 12 über die Leitung 8
zur Außenh ift hin geöffnet wird, treten die Federn 13 und 14 in Tätigkeit und bewegen
das Werkzeug in die in Fig. 2 gezeigte Stellung. Das Werkzeug ist dann bereit, von
der bereits angedrückten Verschlußkappe abgehoben und auf die auf die Öffnung des
nächsten unter dem Werkzeug ankommenden Behälters gelegte Verschlußkappe gesetzt
zu werden.
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Obwohl das Verschließwerkzeug gemäß der Erfindun2 in der Zeichnung
in lotrechter Stellung dargestellt ist und seine Benutzung in dieser Stellung beschrieben
wurde, kann es auch in jeder anderen Lage benutzt werden. Beispielsweise kann es
von einem mit einem Handgriff versehenen Schwenkarm so gehalten werden, daß es in
waagerechter Stellung beim Anbringen von Verschlußkappen auf der in der Seitenwand
einer Trommel vorhandenen Verschlußöffnung betätigt werden kann.