DE202015106572U1

DE202015106572U1 - Lift-turn axis with room separation

Info

Publication number: DE202015106572U1
Application number: DE202015106572.8U
Authority: DE
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2017-03-07
Anticipated expiration: 2025-12-03

Abstract

Verschließer zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter, umfassend: ein heb- und drehbares Verschließelement (115) zum Aufsetzen und Aufschrauben eines Schraubverschlusses auf eine Behältermündung; und eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einem äußeren Elektromotor und einem inneren Elektromotor zum Übertragen einer koaxialen Hub-Drehbewegung auf das Verschließelement (115), dadurch gekennzeichnet, dass der innere und der äußere Elektromotor koaxial ineinander liegend angeordnet sind, und eine durchgehende Trennwand (110) in den Luftspalten des äußeren und inneren Elektromotors angeordnet ist.A capper for applying screw caps to containers, comprising: a liftable and rotatable closure member (115) for seating and screwing a screw cap onto a container mouth; and an electric drive device comprising an outer electric motor and an inner electric motor for transmitting a coaxial lift rotary motion to the closure element (115), characterized in that the inner and outer electric motors are arranged coaxially with each other, and a continuous partition wall (110) in FIG the air gaps of the outer and inner electric motor is arranged.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Übertragen einer Hub-Drehbewegung durch eine Trennwand zwischen einem ersten und einem zweiten Raum. The present invention relates to a device for transmitting a stroke-rotary motion through a partition between a first and a second space.

Stand der Technik State of the art

Häufig werden Behälterbehandlungsanlagen und Behälterherstellungsanlagen in sogenannter Isolatorbauweise ausgeführt, um eine Anlage aseptisch betreiben zu können. Insbesondere ist es für viele Getränke erforderlich, diese unter aseptischen Bedingungen abzufüllen. Auch pharmazeutische Flüssigprodukte müssen im Allgemeinen unter sterilen bzw. Reinraumbedingungen abgefüllt werden. Frequently, container treatment plants and container manufacturing plants are designed in so-called isolator design in order to be able to operate a plant aseptically. In particular, many drinks require them to be bottled under aseptic conditions. Also, pharmaceutical liquid products must generally be filled under sterile or clean room conditions.

Ein Reinraum einer Behälterbehandlungs- und insbesondere Abfüllanlage kann in Form eines sogenannten Isolators realisiert werden, welcher einen definierten sterilen Teil der Prozessstrecke im Allgemeinen lüftungstechnisch von der Umgebung trennt. Beispielsweise kann der Isolator über eine oder mehrere Schleusen zum Einbringen bzw. Ausführen der Behälter lüftungstechnisch von der Umgebung getrennt werden. Dabei kann der zwischen den Schleusen von einer oder mehreren Trennwänden abgeschlossene Raumbereich, der Reinraum, beispielsweise durch Einbringen von sterilisierter Luft auf einem höheren Druckniveau als die Umgebung gehalten werden, wodurch das Eindringen von Mikroorganismen verhindert werden kann. Der sterile Teil der Prozessstrecke der Anlage erstreckt sich dabei im Allgemeinen bis zu einer Verschließeinrichtung für die befüllten Behälter. A clean room of a container treatment and in particular filling system can be realized in the form of a so-called insulator, which generally separates a defined sterile part of the process section from the environment in terms of ventilation. For example, the isolator can be separated from the environment via one or more locks for introducing or carrying out the containers. In this case, the closed between the locks of one or more partitions space area, the clean room, for example, by introducing sterilized air at a higher pressure level than the environment can be maintained, whereby the ingress of microorganisms can be prevented. The sterile part of the process line of the system generally extends up to a closing device for the filled containers.

Die Unterbringung einer aus mehreren Prozessschritten, beispielsweise Befüllen und Verschließen, bestehenden Prozessstrecke in einem Reinraum bedingt im Allgemeinen sowohl die Notwendigkeit des Transports der Behälter entlang der Prozessstrecke als auch das gesteuerte Bewegen von Teilen innerhalb des Reinraums, beispielsweise zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf die Behälter. Um Eingriffe in den Reinraum aufgrund von Reinigung, Schmierung und Wartung der bewegten Teile zu reduzieren, ist es erstrebenswert, den oder die Antriebe außerhalb des Reinraums, im sogenannten Grauraum oder Schwarzraum, anzuordnen und die erforderliche Kraft für die Bewegung durch die Trennwand in den Reinraum zu übertragen. The placement of a process path consisting of several process steps, for example filling and closing, in a clean room generally requires both the need to transport the containers along the process line and the controlled movement of parts within the clean room, for example for applying screw caps to the containers. In order to reduce interference with the clean room due to cleaning, lubrication and maintenance of the moving parts, it is desirable to arrange the drive or drives outside the clean room, in the so-called gray room or black room, and the force required to move through the partition into the clean room transferred to.

Im Stand der Technik sind bereits Vorrichtungen für die Übertragung einer Drehbewegung in einen Reinraum mittels konzentrischer Magnetsysteme, beispielsweise in Form eines Elektro- motors, bekannt, wobei sich die Trennwand im Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotor des Elektromotors befindet. Ebenso sind Systeme zur Übertragung von Linearbewegungen bekannt, bei denen zwischen Reinraum und Grauraum beispielsweise Faltenbälge oder Linearmagnetkupplungen angeordnet sind. Nachteilig ist bei den bekannten Vorrichtungen die Verwendung verschleißbehafteter Materialien, z.B. eines Faltenbalgs, und die Verwendung schleifender Dichtungen für mindestens eine Bewegung (Hub- oder Drehbewegung). In the prior art devices for the transmission of a rotary motion in a clean room by means of concentric magnet systems, for example in the form of an electric motor, are already known, wherein the partition is in the air gap between the stator and the rotor of the electric motor. Similarly, systems for the transmission of linear movements are known in which between bellows and gray room, for example, bellows or linear magnetic clutches are arranged. A disadvantage of the known devices is the use of materials subject to wear, e.g. a bellows, and the use of sliding seals for at least one movement (lifting or rotating).

Es liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine möglichst kompakte und verschleißarme Vorrichtung zum gesteuerten Übertragen einer Hub-Drehbewegung, wie sie beispielsweise zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter unter aseptischen Bedingungen erforderlich ist, durch eine Trennwand von einem ersten Raum, dem Grauraum mit geringen hygienischen Anforderungen, in einen zweiten Raum, den Reinraum, zur Verfügung zu stellen. It is therefore an object of the present invention to provide a compact and low-wear device for controlled transfer of a stroke-rotary motion, as required for applying screw caps on containers under aseptic conditions, by a partition of a first room, the gray room with low hygienic requirements, in a second room, the clean room, to provide.

Beschreibung der Erfindung Description of the invention

Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch einen Verschließer zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter, welcher ein heb- und drehbares Verschließelement zum Aufsetzen und Aufschrauben eines Schraubverschlusses auf eine Behältermündung und eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einem äußeren Elektromotor und einem inneren Elektromotor zum Übertragen einer koaxialen Hub-Drehbewegung auf das Verschließelement umfasst, wobei der innere und der äußere Elektromotor koaxial ineinander liegend angeordnet sind, und eine durchgehende Trennwand in den Luftspalten des äußeren und inneren Elektromotors angeordnet ist. The above object is achieved by a capper for applying screw caps to containers, which comprises a liftable and rotatable closing element for fitting and screwing a screw cap onto a container mouth and an electric drive device with an external electric motor and an internal electric motor for transmitting a coaxial lifting device. Rotary movement comprises on the closing element, wherein the inner and the outer electric motor are arranged coaxially in one another, and a continuous partition wall is arranged in the air gaps of the outer and inner electric motor.

Heb- und drehbare Verschließelemente, beispielsweise in Form eines sogenannten Verschließkonus, zum Aufsetzen und Aufschrauben von Schraubverschlüssen auf Behältermündungen sind im Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Der aufzubringende Schraubverschluss wird dabei von einem entsprechenden Formatteil des Verschließelements aufgenommen und durch gesteuerte Hubbewegung auf die Behältermündung aufgesetzt. Durch gesteuertes Drehen wird der Schraubverschluss anschließend auf die Behältermündung aufgeschraubt, wobei die Hubbewegung fortgesetzt werden kann, um eine konstante Andruckkraft des Schraubverschlusses zu garantieren. Das Verschließelement ist hierzu durch bekannte Lagerelemente heb- und drehbar an dem Verschließer gelagert. Die Schraubverschlüsse können beispielsweise aus Kunststoff, Metall oder Verbundstoffen gefertigt sein. Bei den Behältern kann es sich um Flaschen, insbesondere Kunststoffflaschen, Dosen, Gläser oder dergleichen handeln. Lifting and rotating closure elements, for example in the form of a so-called sealing cone, for placing and screwing screw caps on container mouths are well known in the art, so that a detailed description is omitted here. The applied screw cap is received by a corresponding format part of the closing and placed by controlled lifting movement on the container mouth. By controlled turning the screw cap is then screwed onto the container mouth, wherein the lifting movement can be continued to guarantee a constant pressure force of the screw cap. The closing element is for this purpose lifted by known bearing elements and rotatably mounted on the capper. The screw caps can be made for example of plastic, metal or composite materials. The containers may be bottles, in particular plastic bottles, cans, jars or the like.

Erfindungsgemäß umfasst der Verschließer eine elektrische Antriebsvorrichtung mit einem äußeren Elektromotor und einem inneren Elektromotor, die derart ausgebildet und angeordnet sind, dass eine koaxiale Hub-Drehbewegung auf das Verschließelement übertragen werden kann. Unter einer koaxialen Hub-Drehbewegung ist hier und im Folgenden eine Bewegung zu verstehen, welche das Verschließelement entlang einer Drehachse der Drehbewegung verschiebt, d. h. hebt bzw. senkt, und das Verschließelement um die Drehachse rotiert. Bevorzugt ist der Verschließer dabei derart ausgebildet, dass Hub- und Drehbewegung unabhängig voneinander, aber auch gleichzeitig ausgeführt werden können. According to the invention, the capper comprises an electric drive device with an external electric motor and an internal electric motor, which are designed and arranged such that a coaxial lifting / rotating movement can be transmitted to the closing element. A coaxial lifting / rotating movement here and hereinafter means a movement which shifts, ie lifts or lowers, the closing element along an axis of rotation, and rotates the closing element about the axis of rotation. Preferably, the capper is designed such that lifting and rotating movement can be performed independently of each other, but also at the same time.

Hierzu sind der innere und der äußere Elektromotor koaxial ineinander liegend angeordnet. Dies bedeutet, dass die Rotationsachsen des inneren und des äußeren Elektromotors zusammenfallen, ohne dass die beiden Elektromotoren an derselben Welle angreifen müssen. Vielmehr treiben die beiden Elektromotoren bzgl. der Rotation voneinander entkoppelte Rotoren an, um unabhängig voneinander Hub- und Drehbewegungen des Verschließelements zu erzeugen, wie unten ausführlich dargestellt. Insbesondere kann der äußere Elektromotor derart ausgebildet und angeordnet sein, dass er den inneren Elektromotor umfasst. Anders ausgedrückt liegen die Komponenten des äußeren Elektromotors in jeder horizontalen Schnittebene, d. h. mit der Drehachse als Normale der Ebene, radial außerhalb der Komponenten des inneren Elektromotors in Bezug auf die Drehachse. For this purpose, the inner and the outer electric motor are arranged coaxially one inside the other. This means that the axes of rotation of the inner and outer electric motors coincide without the two electric motors having to engage the same shaft. Rather, the two electric motors with respect to. Rotate the rotors decoupled from each other to independently generate lifting and rotating movements of the closing element, as shown in detail below. In particular, the outer electric motor may be designed and arranged such that it comprises the inner electric motor. In other words, the components of the external electric motor lie in each horizontal sectional plane, i. H. with the axis of rotation as normal of the plane, radially outside of the components of the inner electric motor with respect to the axis of rotation.

Beispielsweise existiert wenigstens eine horizontale Schnittebene, in der die Rotoren und Statoren des äußeren und inneren Elektromotors konzentrisch zueinander angeordnet, wobei eine durchgehende Trennwand in den Luftspalten des äußeren und inneren Elektromotors angeordnet ist. Bekannterweise umfassen Elektromotoren einen ruhenden Teil, den Stator, und einen bewegten Teil, den Rotor, welcher durch magnetische Wechselwirkung mit dem Stator in Bewegung versetzt werden kann. Dazu können der Stator und/oder der Rotor jeweils entsprechende Elektromagnete aufweisen, wobei einer von beiden auch mit entsprechend gepolten Permanentmagneten ausgestattet sein kann. Das Prinzip von Elektromotoren ist im Stand der Technik hinreichend bekannt, sodass hier auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß sind zum Übertragen der koaxialen Hub-Drehbewegung zwei koaxial ineinander liegend angeordnete Elektromotoren vorgesehen, d. h. die Rotoren des äußeren und des inneren Elektromotors rotieren um dieselbe Drehachse des Verschließelements. Ebenso haben die ringförmig angeordneten Statoren des inneren und des äußeren Elektromotors ein gemeinsames Zentrum, das zudem mit der Drehachse zusammenfällt. For example, at least one horizontal sectional plane exists in which the rotors and stators of the outer and inner electric motors are arranged concentrically with one another, a continuous dividing wall being arranged in the air gaps of the outer and inner electric motors. Known manner include electric motors, a stationary part, the stator, and a moving part, the rotor, which can be set in motion by magnetic interaction with the stator. For this purpose, the stator and / or the rotor may each have corresponding electromagnets, one of which may also be equipped with correspondingly poled permanent magnets. The principle of electric motors is well known in the art, so that a detailed description can be omitted here. According to the invention, two coaxially arranged one inside the other are provided for transmitting the coaxial lifting rotary motion, d. H. the rotors of the outer and inner electric motors rotate about the same axis of rotation of the closing element. Likewise, the annular stators of the inner and outer electric motors have a common center, which also coincides with the axis of rotation.

Definiert man die Drehachse des Verschließelements wie oben erwähnt als Normale einer Ebene, so sind die Magnete der Rotoren und Statoren des äußeren und inneren Elektromotors ge- mäß der vorliegenden Erfindung koplanar, d. h. in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Dies bedeutet, dass sich die Magnete der Rotoren und Statoren in axialer Richtung, d. h. entlang der Drehachse, zumindest teilweise überlappen. Insbesondere kann die axiale Ausdehnung der Magnete der Rotoren und Statoren und deren Anordnung derart gewählt werden, dass sie sich vollständig überlappen, d. h. in axialer Richtung oben und unten bündig abschließen. Ein, insbesondere geringfügiger, Unterschied in der Ausdehnung und/oder axialen Anordnung der konzentrisch angeordneten Magnete der Rotoren und Statoren des inneren und des äußeren Elektromotors ist jedoch durchaus gestattet. Hier und im Folgenden beziehen sich Begriffe wie „oben“ und „unten“ auf eine Aufstandsfläche für die weiter unten beschriebene Verschließanlage, wobei die Behälter stehend von oben mit einem Schraubverschluss versehen werden. If the axis of rotation of the closing element is defined as normal to a plane, as mentioned above, then the magnets of the rotors and stators of the external and internal electric motors according to the present invention are coplanar, i. H. arranged in a common plane. This means that the magnets of the rotors and stators in the axial direction, d. H. along the axis of rotation, at least partially overlap. In particular, the axial extent of the magnets of the rotors and stators and their arrangement can be chosen such that they completely overlap, d. H. flush in the axial direction above and below. A, in particular minor, difference in the expansion and / or axial arrangement of the concentrically arranged magnets of the rotors and stators of the inner and the outer electric motor is quite permitted. Here and below, terms such as "top" and "bottom" refer to a footprint for the locking device described below, wherein the containers are provided standing from above with a screw cap.

Bei dem inneren und/oder äußeren Elektromotor kann es sich insbesondere um Servomotoren handeln, welche individuell ansteuerbar sind. Auf diese Weise lassen sich über eine geeignete Steuer- und/oder Regeleinheit individuell kombinierbare Hub- und Drehbewegungen des Verschließelements erzeugen. The inner and / or outer electric motor may in particular be servomotors, which are individually controllable. In this way, individually combinable lifting and rotating movements of the closing element can be produced via a suitable control and / or regulating unit.

Erfindungsgemäß ist zudem eine durchgehende Trennwand in den Luftspalten des äußeren und inneren Elektromotors angeordnet. Anders ausgedrückt sind die Magnete der Rotoren und Statoren des inneren und äußeren Elektromotors jeweils durch dieselbe Trennwand voneinander getrennt, sodass sich je ein Teil des Antriebs für jeden Motor auf der einen topologischen Seite der Trennwand befindet, während sich der jeweils andere Teil auf der anderen Seite befindet. Die Trennwand stellt somit eine Trennung zwischen zwei Raumbereichen dar, wobei das in einem Raumbereich erzeugte magnetische Feld mit dem jeweils entsprechenden Motorteil in dem anderen Raumbereich derart wechselwirken kann, dass eine Kraftübertragung stattfindet. Hierzu ist die Trennwand insbesondere aus einem Material und mit einer geeigneten Dicke ausgebildet, dass die magnetische Wechselwirkung effektiv durch die Trennwand hindurch stattfinden kann. Beispielsweise kann die Trennwand eine Dicke im Bereich von 0,4 mm bis 1 mm aufweisen. Dabei kann die Trennwand in Form eines Edelstahlblechs ausgeführt sein. Bei Verwendung elektrischer Isolatoren, beispielsweise elektrisch nicht leitender Kunststoffe, kann die Wechselwirkung durch Verhindern induzierter Wirbelströme besonders effektiv erfolgen. Eine durchgehende Trennwand kann erfindungsgemäß auch mehrere Segmente umfassen, welche zudem aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein können. Durchgehend ist die beschriebene Trennwand ist diesem Fall dahingehend, dass die Segmente zusammenhängen und gemeinsam eine durch die Luftspalte des äußeren und inneren Elektromotors gehende Trennwand bilden. Insbesondere ist die Konturlinie der Trennwand in einem Schnitt entlang der Drehachse des Verschließelements zusammenhängend und derart angeordnet, dass sie sowohl durch den Luftspalt des inneren Elektromotors als auch durch den Luftspalt des äußeren Elektromotors geht. Dies kann insbesondere für jeden Schnitt entlang der Drehachse gelten. According to the invention, a continuous partition is also arranged in the air gaps of the outer and inner electric motor. In other words, the magnets of the rotors and stators of the inner and outer electric motors are separated from each other by the same partition, so that each part of the drive for each motor is located on one topological side of the partition, while the other part on the other side located. The partition wall thus represents a separation between two spatial regions, wherein the magnetic field generated in one spatial area can interact with the respectively corresponding motor part in the other spatial region in such a way that a force transmission takes place. For this purpose, the dividing wall is formed, in particular, from a material and with a suitable thickness such that the magnetic interaction can take place effectively through the dividing wall. For example, the partition may have a thickness in the range of 0.4 mm to 1 mm. In this case, the partition can be designed in the form of a stainless steel sheet. When using electrical insulators, such as electrically non-conductive plastics, the interaction by preventing induced eddy currents can be particularly effective. A continuous partition may according to the invention also comprise a plurality of segments, which also can be made of different materials. Throughout, the partition described is in this case in that the segments are contiguous and together form a partition which passes through the air gaps of the outer and inner electric motors. In particular, the contour line of the dividing wall is continuous in a section along the axis of rotation of the closing element and arranged such that it passes through both the air gap of the inner electric motor and through the air gap of the outer electric motor. This can apply in particular to every cut along the axis of rotation.

Der beschriebene Verschließer erlaubt das Übertragen einer Hub-Drehbewegung durch die Trennwand in einen wohldefinierten Reinraum und zeichnet sich im Vergleich zu konventionellen Kombinationen aus separaten Dreh- und Linearantrieben durch eine geringe Bauhöhe aus. Die durchgehende Trennwand trennt hierbei den Grauraum von dem Reinraum in einer besonders kompakten Weise. The capper described allows the transfer of a stroke rotary motion through the partition in a well-defined clean room and is characterized by a low height compared to conventional combinations of separate rotary and linear actuators. The continuous partition here separates the gray space from the clean room in a particularly compact manner.

Gemäß einer Weiterbildung kann der äußere Elektromotor als Außenläufermotor ausgebildet sein, dessen Rotor derart ausgebildet und angeordnet ist, dass eine Drehbewegung des Rotors auf das Verschließelement übertragbar ist. Insbesondere kann der Rotor hierzu mit dem Verschließelement oder einem drehbar gelagerten Teil des Verschließelements mechanisch verbunden bzw. mechanisch an dieses gekoppelt sein. Da der Rotor bei einem Außenläufermotor einen größeren Abstand zur Motorachse als der Stator besitzt, kann durch den äußeren Elektromotor gemäß dieser Weiterbildung eine Drehbewegung mit hohem Drehmoment und kleiner Drehzahl erzeugt werden, welche vorteilhaft zum Aufschrauben von Schraubverschlüssen ist. Der Rotor des äußeren Elektromotors kann also insbesondere auf der Reinraumseite der Trennwand angeordnet sein. According to a development, the outer electric motor may be designed as an external rotor motor whose rotor is designed and arranged such that a rotational movement of the rotor can be transmitted to the closing element. In particular, for this purpose the rotor can be mechanically connected or mechanically coupled to the closing element or a rotatably mounted part of the closing element. Since the rotor in an external rotor motor has a greater distance from the motor axis than the stator, a rotational movement with high torque and low rotational speed can be generated by the external electric motor according to this development, which is advantageous for screwing on screw caps. The rotor of the external electric motor can thus be arranged in particular on the clean room side of the partition wall.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann der Rotor des äußeren Elektromotors über einen gleitenden Mitnehmer an das Verschließelement gekoppelt sein. Somit kann der Rotor in dem Sinne formschlüssig an das Verschließelement gekoppelt sein, dass diese Kopplung drehfest, aber in Richtung der Drehachse gleitend ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Rotor über eine gleitende Verdrehsicherung, z. B. in Form einer Vielzahnhülse (Polygonhülse), an das Verschließelement gekoppelt sein. Hierdurch lässt sich durch gesteuertes Antreiben des äußeren Elektromotors eine gewünschte Drehbewegung des Verschließelements zuverlässig erzeugen, ohne die Hubbewegung zu behindern. Der Rotor des äußeren Elektromotors kann insbesondere derart gelagert sein, beispielsweise an der oben genannten Trennwand, dass er in Richtung der Drehachse fixiert, d. h. nicht verschiebbar, ist. According to a further development, the rotor of the external electric motor can be coupled to the closing element via a sliding carrier. Thus, the rotor can be positively coupled to the closing element in the sense that this coupling is non-rotatable but slidable in the direction of the axis of rotation. For example, the rotor via a sliding rotation, z. B. in the form of a multi-tooth sleeve (polygonal sleeve), be coupled to the closing element. As a result, a desired rotational movement of the closing element can be reliably generated by controlled driving of the outer electric motor, without obstructing the lifting movement. The rotor of the external electric motor may in particular be mounted in such a way, for example on the above-mentioned partition, that it is fixed in the direction of the axis of rotation, d. H. not movable, is.

Gemäß einer Weiterbildung kann der innere Elektromotor als Innenläufermotor ausgebildet sein, dessen Rotor derart ausgebildet ist, dass eine Drehbewegung des Rotors in Eingriff mit einer mit dem Verschließelement verbundenen Gewindespindel eine Hubbewegung des Verschließelements bewirkt. Die Hubbewegung wird gemäß dieser Weiterbildung also zweistufig umgesetzt, wobei die Umformung der Drehbewegung des Rotors des inneren Elektromotors in die gewünschte Hubbewegung reinraumseitig erfolgt. According to a development, the inner electric motor may be formed as an inner rotor motor whose rotor is designed such that a rotational movement of the rotor in engagement with a threaded spindle connected to the closing element causes a lifting movement of the closing element. The lifting movement is therefore implemented in two stages according to this development, wherein the transformation of the rotational movement of the rotor of the inner electric motor into the desired stroke movement takes place on the cleanroom side.

Hierzu kann der Rotor des inneren Elektromotors ein Innengewinde aufweisen, welches in ein entsprechendes Außengewinde der Gewindespindel greift. Ist der Rotor dahingehend ortsfest bzgl. der Trennwand gelagert, dass er in Richtung der Drehachse nicht bewegbar ist, und ist die Gewindespindel zudem drehfest bzgl. der Trennwand gelagert, beispielsweise über eine Verdrehsicherung, so führt eine Rotation des Rotors zu einer axialen Verschiebung der Gewindespindel. Alternativ zu der beschriebenen Trapezgewindespindel kann auch ein Kugelgewindetrieb mit einer Gewindespindel zum Einsatz gelangen, wobei der Rotor des inneren Elektromotors ein Kugellager aufweist, dessen Kugeln in dem Gewinde der Gewindespindel abrollen. Ein solcher Kugelgewindetrieb bzw. eine solche Kugelrollspindel ist im Allgemeinen reibungsärmer als eine Trapezgewindespindel. Im Folgenden wird der Einfachheit halber stets von einer Gewindespindel gesprochen, wobei jedoch stets auch die Weiterbildung mit Kugelgewindetrieb umfasst ist. For this purpose, the rotor of the inner electric motor may have an internal thread which engages in a corresponding external thread of the threaded spindle. If the rotor is stationary in relation to the partition so that it can not be moved in the direction of the axis of rotation, and if the threaded spindle is also rotationally fixed with respect to the partition wall, for example via an anti-rotation device, a rotation of the rotor leads to an axial displacement of the threaded spindle , As an alternative to the described trapezoidal threaded spindle, a ball screw with a threaded spindle can also be used, wherein the rotor of the internal electric motor has a ball bearing whose balls roll in the thread of the threaded spindle. Such a ball screw or a ball screw is generally less friction than a trapezoidal threaded spindle. In the following, for the sake of simplicity, it will always be referred to as a threaded spindle, although the development with a ball screw drive is always included.

Die Gewindespindel kann beispielsweise vertikal, d. h. in Richtung der Drehachse, verfahrbar und drehfest an der Trennwand gelagert sein. Somit kann durch Antrieb des inneren Elektromotors eine Hubbewegung der Gewindespindel bzgl. der Trennwand bewirkt werden. Die Gewindespindel kann beispielsweise mittels einer gleitenden Verdrehsicherung, z. B. in Form einer Vielzahnhülse bzw. Polygonhülse, an der Trennwand gelagert sein. Die Länge und Steigung der Gewindespindel ist dabei maßgebend für den gewünschten Hub und die zu erzielende Stellkraft bzw. Geschwindigkeit. The threaded spindle can, for example vertical, d. H. be mounted in the direction of the axis of rotation, movable and rotationally fixed to the partition wall. Thus can be effected by driving the inner electric motor, a lifting movement of the threaded spindle with respect to the partition. The threaded spindle, for example, by means of a sliding anti-rotation, z. B. in the form of a multi-tooth sleeve or polygon sleeve, be mounted on the partition wall. The length and pitch of the threaded spindle is decisive for the desired stroke and the force or speed to be achieved.

Um die Hubbewegung der Gewindespindel auf das Verschließelement zu übertragen, kann die Gewindespindel beispielsweise mittels einer Drehkupplung mit dem Verschließelement verbunden sein. Eine solche Drehkupplung lässt dabei eine Rotation des Verschließelements ohne Drehung der Gewindespindel zu und überträgt gleichzeitig die Linearbewegung der Gewindespindel auf das Verschließelement. Durch geeignetes Steuern des inneren und äußeren Elektromotors lässt sich somit eine kombinierte Hub-Drehbewegung des Verschließelements erzeugen, wodurch ein Schraubverschluss mit einem gewünschten Drehmoment und einer gewünschten Andruckskraft sicher auf den Behälter geschraubt werden kann. Da sich zudem Hub- und Drehbewegung auch unabhängig voneinander erzeugen lassen, können Behälter mit unterschiedlichen Behälterhöhen, je nach Verfahrbarkeit der Gewindespindel, verschlossen werden. Insbesondere ist mit einem Verschließer der beschriebenen Art kein aufwändiger Wechsel einer Steuerkurve bei einem Sortenwechsel mehr erforderlich. In order to transmit the lifting movement of the threaded spindle to the closing element, the threaded spindle can be connected to the closing element, for example by means of a rotary coupling. Such a rotary coupling permits rotation of the closing element without rotation of the threaded spindle and at the same time transmits the linear movement of the threaded spindle to the closing element. By suitably controlling the inner and outer electric motors, it is thus possible to produce a combined lifting / rotating movement of the closing element, whereby a screw cap with a desired torque and a desired torque is produced Pressure force can be securely screwed onto the container. Since, in addition, lifting and rotating movements can also be generated independently of one another, containers with different container heights, depending on the movability of the threaded spindle, can be closed. In particular, with a capper of the type described no complex change of a control curve in a grade change longer required.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung können der Rotor des äußeren Elektromotors und/oder der Rotor des inneren Elektromotors über ein Kugellager drehbar an der Trennwand gelagert sein. Dies gestattet eine besonders kompakte Bauweise. Die Kugellager können dabei derart ausgebildet sein, dass die Rotoren ortsfest gelagert sind, d. h. lediglich rotierbar sind. Auf diese Weise kann eine reibungsarme Umwandlung von Drehbewegung in Hubbewegung über die Gewindespindel oder Kugelrollspindel realisiert werden. Der Rotor des äußeren Elektromotors kann mindestens einfach, vorzugsweise mehrfach, an der Trennwand bzw. einer Trägerkonstruktion der Trennwand gelagert sein. Selbiges gilt für den Rotor des inneren Elektromotors. According to a further development, the rotor of the outer electric motor and / or the rotor of the inner electric motor can be rotatably mounted on the partition wall via a ball bearing. This allows a particularly compact design. The ball bearings can be designed such that the rotors are mounted stationary, d. H. are only rotatable. In this way, a low-friction conversion of rotational movement in lifting movement on the threaded spindle or ball screw can be realized. The rotor of the external electric motor can be mounted at least once, preferably several times, on the dividing wall or a support structure of the dividing wall. The same applies to the rotor of the internal electric motor.

Gemäß einer Weiterbildung kann der Verschließer weiterhin einen Sensor zur Winkelerfassung des Rotors des äußeren Elektromotors und/oder des Rotors des inneren Elektromotors sowie eine Steuer- und/oder Regeleinheit umfassen, wobei die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu ausgebildet ist, den äußeren und/oder inneren Elektromotor in Abhängigkeit von einer Winkelstellung des jeweiligen Rotors zu steuern. Der oder die Sensoren zur Winkelerfassung können beispielsweise als berührungsloses System mit einem Magnetgeber und einem Magnetsensor ausgebildet sein, wobei zwischen Magnetgeber und Magnetsensor eine Raumtrennung aus vorzugsweise nichtmagnetischem Metall oder einem anderen nichtmagnetischen Material, z. B. Kunststoff, vorgesehen ist. According to a development, the capper may further comprise a sensor for detecting the angle of the rotor of the external electric motor and / or the rotor of the internal electric motor and a control and / or regulating unit, wherein the control and / or regulating unit is adapted to the outer and / or. or to control the internal electric motor in response to an angular position of the respective rotor. The one or more sensors for angle detection, for example, be designed as a non-contact system with a magnetic encoder and a magnetic sensor, wherein between the magnetic encoder and magnetic sensor, a space separation of preferably non-magnetic metal or other non-magnetic material, eg. B. plastic, is provided.

Der Magnetgeber kann als fremderregtes System nach dem Resolverprinzip oder als Permanentmagnetsystem nach dem Polradprinzip ausgebildet sein, wobei die konstruktive Ausprägung des Magnetgebers für eine radiale und/oder axiale Abfrage der Winkelinformation geeignet ist. Die Auswertung der magnetischen Winkelinformation kann durch die vorstehend genannte Raumtrennung mittels des Magnetsensors erfolgen. Der Magnetsensor kann eine Signalvorverarbeitung in Form einer Digitalisierung des Winkelwerts oder eine analoge Signalaufbereitung umfassen. Das Ausgangssignal des Magnetsensors kann dann drahtlos oder per Kabel an die Steuer- und/oder Regeleinheit weitergegeben werden, welche die Winkelinformationen von dem äußeren und/oder inneren Elektromotor verarbeitet und die Elektromotoren bzgl. Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit entsprechend dem gewünschten Verschließprozess ansteuert. Dazu können die Elektromotoren als Servomotoren ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt, können der innere und der äußere Elektromotor unabhängig voneinander angesteuert werden, sodass sich Hub- und Drehbewegung unabhängig voneinander variieren lassen. The magnetic encoder can be designed as a foreign-excited system according to the resolver principle or as a permanent magnet system according to the pole wheel principle, wherein the structural design of the magnetic encoder for a radial and / or axial query the angle information is suitable. The evaluation of the magnetic angle information can be done by the above-mentioned separation of space by means of the magnetic sensor. The magnetic sensor may include signal preprocessing in the form of digitizing the angle value or analog signal conditioning. The output signal of the magnetic sensor can then be transmitted wirelessly or by cable to the control and / or regulating unit, which processes the angle information from the outer and / or inner electric motor and controls the electric motors with respect to the direction of rotation and rotational speed in accordance with the desired closing process. For this purpose, the electric motors can be designed as servomotors. As already mentioned, the inner and outer electric motors can be controlled independently of each other, so that lifting and turning movements can be varied independently of each other.

Weiterhin kann der Verschließer einen Sensor zur Positionserfassung der Hubbewegung des Verschließelements umfassen. Im Stand der Technik sind Meßsysteme mit optischen, induktiven und/oder magnetischen Wegaufnehmern zum Erfassen einer Linearbewegung bekannt, wie sie bei der Hubbewegung des Verschließelements erfolgt. Hierbei wird die Relativbewegung eines Maßstabs und eines Sensors zur Auswertung der Weginformation erfasst. Beispielsweise kann an dem hebbaren Verschließelement ein Magnetmaßstab befestigt sein, welcher durch eine Raumtrennung aus vorzugsweise nichtmagnetischem Metall oder einem anderen nicht-magnetischen Material die axiale Lageinformation des Verschließelements, beispielsweise der Gewindespindel, an den Sensor als Wegaufnehmer übermittelt. Furthermore, the capper may comprise a sensor for detecting the position of the lifting movement of the closing element. In the prior art, measuring systems with optical, inductive and / or magnetic displacement transducers for detecting a linear movement are known, as occurs during the lifting movement of the closing element. In this case, the relative movement of a scale and a sensor for evaluating the route information is detected. For example, a magnetic scale may be attached to the liftable closing element, which transmits the axial position information of the closing element, for example the threaded spindle, to the sensor as a displacement transducer by a space separation of preferably non-magnetic metal or another non-magnetic material.

Das Ausgangssignal des Wegaufnehmers kann drahtlos oder per Kabel an die Steuer- und/oder Regeleinheit weitergeleitet werden, welche die Weginformation in einer Positionierregelung verarbeitet und den inneren Elektromotor entsprechend ansteuert. Dadurch entsteht ein Regelkreis zur Lageregelung, wobei die oben genannten Winkelinformationen sowie Informationen über die Höhe der zu verschließenden Behälter und den Verschlusstyp gemeinsam mit der Weginformation verarbeitet werden können. Die Lageregelung für das Verschließelement kann dabei sowohl über ein diskretes Positionieren an variablen Sollpositionen erfolgen, als auch als kontinuierliche Positionsregelung mit Sollwertvorgaben über Polygonkurven in Abhängigkeit von einer Prozessposition und/oder -winkel der Verschließanlage, beispielsweise in Abhängigkeit vom Maschinenwinkel einer Rundläufermaschine, stattfinden. The output signal of the transducer can be forwarded wirelessly or by cable to the control and / or regulating unit, which processes the travel information in a positioning control and controls the inner electric motor accordingly. This creates a control loop for position control, wherein the above-mentioned angle information and information about the height of the container to be closed and the closure type can be processed together with the route information. The position control for the closing element can take place both via a discrete positioning at variable target positions, as well as continuous position control with setpoint specifications via polygonal curves depending on a process position and / or angle of the capping, for example, depending on the machine angle of a rotary machine take place.

Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann insbesondere als speicherprogrammierbare Steuerung mit wenigstens einer Prozessoreinheit und einer Speichereinheit ausgebildet sein, in der die Informationen über die Höhe der zu schließenden Behälter und die Verschlusstypen in Form einer Sortenverwaltung gespeichert sind und bei Bedarf abgerufen werden können. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann zudem über eine Anzeigeeinheit und eine Eingabeeinheit, beispielsweise ein Display mit Touch-Funktion, verfügen, um von einem Bediener auf einen neuen Behältertyp eingestellt werden zu können. Aufgrund der Flexibilität der Anpassung der Hub-Drehkurve mittels der beschriebenen Vorrichtung lässt sich ein Produktwechsel ohne wesentlichen Zeitverlust realisieren. The control and / or regulating unit can in particular be designed as a programmable logic controller with at least one processor unit and a memory unit in which the information about the height of the container to be closed and the closure types are stored in the form of a variety management and can be retrieved as needed. The control and / or regulating unit can also have a display unit and an input unit, for example a display with touch function, in order to be able to be set by a user to a new type of container. Due to the flexibility of adjusting the stroke-turning curve by means of the device described, a product change can be realized without significant loss of time.

Schließlich ist für die Bewegung der Gewindespindel und damit des Verschließelements ein ereignisgesteuerter, gemischter Betrieb von Positionierregelung, Geschwindigkeitsregelung und Momentregelung möglich. Dabei kann die Ereignissteuerung sowohl von Ereignissen des Hub- und/oder Drehantriebs als auch von externen Ereignissen getriggert werden. Finally, an event-controlled, mixed operation of positioning, speed control and torque control is possible for the movement of the threaded spindle and thus the closing element. In this case, the event control can be triggered by events of the lifting and / or rotary drive as well as by external events.

Gemäß einer Weiterbildung kann der Verschließer weiterhin mindestens eine erste Reinigungsdüse umfassen, die derart am Luftspalt zwischen dem Rotor des äußeren Elektromotors und der Trennwand angeordnet ist, dass über die erste Reinigungsdüse ein Reinigungsfluid in den Luftspalt eingebracht werden kann. Reinigungsdüsen zum Versprühen einer Reinigungsflüssigkeit bzw. eines Reinigungsgases sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden daher hier nicht im Detail erläutert. Gemäß dieser Weiterbildung sind eine oder mehrere Reinigungsdüsen derart zwischen dem Rotor des äußeren Elektromotors und der Trennwand, d. h. reinraumseitig, angeordnet, dass ein Reinigungsfluid in den Luftspalt zwischen dem Rotor und der Trennwand eingespritzt werden kann. Beispielsweise können eine oder mehrere ringförmige, umlaufende Reinigungsdüsen in axialer Richtung direkt oberhalb des genannten Luftspalts vorgesehen sein. Dadurch kann bei laufendem Drehantrieb ein Kreiselpumpeneffekt erzielt werden, welcher die Effizienz der Reinigung des „inneren“ Luftspalts, d. h. des reinraumseitigen Luftspalts zwischen Rotor und Trennwand, erhöht. According to a further development, the capper may further comprise at least one first cleaning nozzle, which is arranged at the air gap between the rotor of the outer electric motor and the partition wall such that a cleaning fluid can be introduced into the air gap via the first cleaning nozzle. Cleaning nozzles for spraying a cleaning liquid or a cleaning gas are well known in the prior art and are therefore not explained in detail here. According to this development, one or more cleaning nozzles are so between the rotor of the outer electric motor and the partition wall, d. H. cleanroom side, arranged so that a cleaning fluid can be injected into the air gap between the rotor and the partition wall. For example, one or more annular, circumferential cleaning nozzles may be provided in the axial direction directly above said air gap. As a result, a centrifugal pump effect can be achieved while the rotary drive is running, which reduces the efficiency of cleaning the "inner" air gap, ie. H. the cleanroom-side air gap between the rotor and the partition, increased.

Weiterhin kann der Verschließer mindestens eine zweite Reinigungsdüse umfassen, die in dem von der Trennwand und dem Rotor des inneren Elektromotors eingeschlossenen Raumvolumen angeordnet ist. Bei einer durchgehenden Trennwand schließen der Rotor des inneren Elektromotors und die Trennwand ein Raumvolumen ein. In diesem können eine oder mehrere Reinigungsdüsen derart angeordnet sein, dass die Gewindespindel und/oder der Luftspalt zwischen dem Rotor des inneren Elektromotors und der Trennwand durch Einspritzen eines Reinigungsfluides gereinigt werden können. Auch hier können ringförmige Reinigungsdüsen zum Einsatz kommen. Furthermore, the capper may comprise at least one second cleaning nozzle, which is arranged in the space enclosed by the partition wall and the rotor of the inner electric motor volume. In a continuous partition wall, the rotor of the inner electric motor and the partition include a volume of space. In this, one or more cleaning nozzles can be arranged such that the threaded spindle and / or the air gap between the rotor of the inner electric motor and the partition can be cleaned by injecting a cleaning fluid. Again, annular cleaning nozzles can be used.

Die ersten und zweiten Reinigungsdüsen können durch die Trennwand hindurch mit entsprechenden Medienzuführungen für das oder die Reinigungsfluide verbunden sein. Die Durchführungen der Zuführleitungen durch die Trennwand können dabei geeignet, d. h. luftdicht, abgedichtet sein. Das eingespritzte Reinigungsfluid kann in einem Sammelbehälter im Reinraum gesammelt und bei Bedarf abgeführt werden. The first and second cleaning nozzles may be connected through the dividing wall to corresponding media feeds for the cleaning fluid (s). The feedthroughs of the feed lines through the partition can be suitable, d. H. be airtight, sealed. The injected cleaning fluid can be collected in a collecting container in the clean room and removed if necessary.

Die oben genannten Aufgaben werden auch durch eine, insbesondere aseptische, Verschließanlage zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter unter Reinraumbedingungen gelöst, die wenigstens einen Verschließer nach einer beliebigen der vorbeschriebenen Weiterbildungen, eine Behältertransporteinrichtung zum Zuführen der Behälter zu dem Verschließer und eine Verschlusszuführeinrichtung zum Zuführen der aufzubringenden Verschlüsse zu dem Verschließer umfasst, wobei die Trennwand zumindest einen Teil einer Abgrenzungswand zu einem Reinraum bildet, und wobei das Verschließelement und wenigstens ein Teil der Behältertransporteinrichtung und der Verschlusszuführeinrichtung in dem Reinraum angeordnet sind. The abovementioned objects are also achieved by a, in particular aseptic, closing device for applying screw caps to containers under clean room conditions, comprising at least one capper according to any of the above-described developments, a container transport device for feeding the containers to the capper and a closure supply device for feeding the capillaries Includes closures to the capper, wherein the partition wall forms at least part of a demarcation wall to a clean room, and wherein the closing element and at least a part of the container transporting means and the closure supply means are arranged in the clean room.

Die Begriffe „Reinraum“ und „Reinraumbedingungen“ sind hier und im Folgenden abhängig von der jeweiligen Anwendung der Verschließanlage und insbesondere auf dem Gebiet der Lebensmitteltechnik oder Pharmazie zu verstehen. Es versteht sich jedoch, dass die beschriebenen Vorrichtungen zur gleichzeitigen Übertragung einer koaxialen Hub-Drehbewegung auch bei beliebigen Reinräumen, also auch im Bereich der Halbleitertechnik und Raumfahrttechnik, eingesetzt werden können. The terms "clean room" and "clean room conditions" are to be understood here and below depending on the particular application of the capping plant and in particular in the field of food technology or pharmacy. It is understood, however, that the described devices for the simultaneous transmission of a coaxial stroke rotary movement in any clean rooms, including in the field of semiconductor technology and space technology, can be used.

Zum kontinuierlichen Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter, beispielsweise PET-Kunststoffflaschen, umfasst die Verschließanlage eine geeignete Behältertransporteinrichtung zum Zuführen der Behälter zu dem Verschließer sowie eine Verschlusszuführeinrichtung zum Zuführen der aufzubringenden Verschlüsse zu dem Verschließer. Behältertransporteinrichtungen und Verschlusszuführeinrichtungen sind im Stand der Technik hinreichend bekannt. Beispielsweise können Rundläufermaschinen oder Linearförderer, wie z. B. Bandförderer, Riemenförderer oder Linearmotoren, zum gesteuerten Transport der Behälter verwendet werden, wobei der Transport ebenfalls durch die zuvor erwähnte Steuer- und/oder Regeleinheit gesteuert werden kann. Als Verschlusszuführeinrichtungen können beispielsweise Verschlussführungen verwendet werden, in denen die lagesortierten Verschlüsse aufgrund der Schwerkraft zu einem Aufnahmeelement des Verschließers, genauer des Verschließelements, geführt werden. Nachdem ein Verschluss von dem Verschließkonus aufgenommen wurde, wird dieser durch die oben beschriebene gesteuerte Hub-Drehbewegung des Verschließelements bei Zusammenführung mit der Behältermündung auf den Behälter aufgeschraubt. Dieses Verschrauben findet unter sehr hohen hygienischen Standards statt, bis das endgültige Drehmoment erreicht ist. Durch die Unabhängigkeit des Verschließprozesses von mechanischen Teilen wie einer Steuerkurve kann jeder Verschlusstyp mit idealen Steuerparametern behandelt werden. Dies führt zu einer hohen Verschraubqualität und zu hoher Maschinenleistung. For the continuous application of screw caps to containers, for example PET plastic bottles, the capping plant comprises a suitable container transport device for feeding the containers to the capper and a closure feed device for feeding the closures to be applied to the capper. Container transport means and closure feeders are well known in the art. For example, rotary machines or linear conveyors such. As belt conveyors, belt conveyors or linear motors are used for controlled transport of the container, wherein the transport can also be controlled by the aforementioned control and / or regulating unit. By way of example, closure guides may be used as closure feeders, in which the position-sorted closures are guided by gravity to a receiving element of the closer, more precisely of the closing element. After a closure has been received by the closing cone, it is screwed onto the container by the above-described controlled lifting-rotary movement of the closing element when merging with the container mouth. This screwing takes place under very high hygienic standards until the final torque is reached. Due to the independence of the closing process of mechanical parts such as a cam, each type of closure can be treated with ideal control parameters. This leads to a high screwing quality and high machine performance.

Erfindungsgemäß bildet die Trennwand zumindest einen Teil einer Abgrenzungswand zum Reinraum, in dem das Verschließelement vorzugsweise vollständig angeordnet ist. Des Weiteren sind wenigstens ein Teil der Behältertransporteinrichtung und der Verschlusszuführeinrichtung in dem Reinraum angeordnet, wobei geeignete Luftschleusen vorgesehen sein können, um die unverschlossenen Behälter in den Reinraum einzuführen und die verschlossenen Behälter wieder auszuführen. Die Verschlüsse können zudem über einen Vorratsbehälter innerhalb des Reinraums bereitgestellt oder von außen lufttechnisch isoliert zugeführt werden. Auf diese Weise lassen sich die Behälter unter hohen Reinraumbedingungen sicher verschließen, bevor die verschlossenen Behälter den Reinraum verlassen. Die Trennwand kann entweder als Teil der Abgrenzungswand des Reinraums ausgebildet sein oder selbst den Reinraum – bis auf die benötigten Schleusen und Öffnungen – umschließen. According to the invention, the partition wall forms at least part of a boundary wall to the clean room, in which the closing element is preferably arranged completely. Furthermore, at least a part of the container transport device and the closure supply device are arranged in the clean room, wherein suitable air locks can be provided to introduce the unclosed container into the clean room and to carry out the closed container again. The closures can also be provided via a reservoir within the clean room or supplied from the outside air-insulated. In this way, the container can be safely closed under high clean room conditions before the sealed container leave the clean room. The partition can either be formed as part of the demarcation wall of the clean room or even the clean room - except for the required locks and openings - enclose.

Gemäß einer Weiterbildung können die Statoren des äußeren und inneren Elektromotors außerhalb des Reinraums und die Rotoren des äußeren und inneren Elektromotors innerhalb des Reinraums angeordnet sein. Durch Anordnen der Statoren außerhalb des Reinraums sind nur die nötigsten Teile der Verschließanlage innerhalb des Reinraums angeordnet, was die Gefahr einer Kontamination verringert und zudem die Wartung vereinfacht. According to a development, the stators of the outer and inner electric motor outside of the clean room and the rotors of the outer and inner electric motor can be arranged within the clean room. By locating the stators outside the clean room, only the most necessary parts of the capper are located within the clean room, which reduces the risk of contamination and also simplifies maintenance.

Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Statoren mit Elektromagneten und die Rotoren mit Permanentmagneten ausgebildet sind. Letztere sind bis auf die oben beschriebene Reinigung im Wesentlichen wartungsfrei, während die wartungsanfälligeren Elektromagnete außerhalb des Reinraums und deshalb leicht zugänglich sind. Aufgrund der Anordnung der Magnete der Statoren des äußeren und inneren Elektromotors in einer Ebene können diese entweder einen eigenen oder aber einen gemeinsamen Eisenkern besitzen. Letzteres erlaubt eine weitere Kompaktifizierung des Antriebs. This is especially the case when the stators are designed with electromagnets and the rotors with permanent magnets. The latter are essentially maintenance-free, except for the above-described cleaning, while the more maintenance-prone electromagnets are outside the clean room and therefore easily accessible. Due to the arrangement of the magnets of the stators of the outer and inner electric motor in a plane they can either have their own or a common iron core. The latter allows a further compactification of the drive.

Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können. Further features and exemplary embodiments and advantages of the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It is understood that the embodiments do not exhaust the scope of the present invention. It is further understood that some or all of the features described below may be combined with each other in other ways.

1 zeigt eine exemplarische räumliche Darstellung eines Verschließers gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 shows an exemplary spatial representation of a capper according to the present invention.

2 zeigt einen exemplarischen Längsschnitt des in 1 dargestellten Verschließers. 2 shows an exemplary longitudinal section of the in 1 capper shown.

3 demonstriert den Hub-und-Dreh-Mechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung anhand einer vereinfachten Prinzipskizze. 3 demonstrates the lift-and-turn mechanism according to the present invention by means of a simplified schematic diagram.

In den im Folgenden beschriebenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Zur besseren Übersichtlichkeit werden gleiche Elemente nur bei ihrem ersten Auftreten beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die mit Bezug auf eine der Figuren beschriebenen Varianten und Ausführungsformen eines Elements auch auf die entsprechenden Elemente in den übrigen Figuren angewendet werden können. In the figures described below, like reference numerals designate like elements. For clarity, like elements are described only at their first appearance. It is understood, however, that the variants and embodiments of an element described with reference to one of the figures can also be applied to the corresponding elements in the other figures.

1 zeigt eine exemplarische räumliche Darstellung eines Verschließers gemäß der vorliegenden Erfindung. Da in dieser räumlichen Darstellung der Verschließer geschlossen gezeigt ist, zeigt 2 einen entsprechenden Längsschnitt des Verschließers entlang seiner Mittelachse. Der Verschließer umfasst neben dem heb- und drehbaren Verschließelement 115 einen Teil, der fest mit einem Rahmen oder u.U. beweglichen Träger der Verschließanlage zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter verbunden ist. Dieser Teil ist in den 1 und 2 durch die Trägerplatte 101 angedeutet, welche als Verlängerung der Trennwand 110 und als Teil einer Abgrenzungswand zu den in 3 gezeigten Reinraum 180 angesehen werden kann. Auch die in 1 gezeigten Teile des Verschließers, die oberhalb der Trägerplatte 101 liegen, sind im Allgemeinen feststehend oder gemeinsam beweglich ausgebildet. Die Trägerplatte 101 kann beispielsweise als Teil einer ein Verschließerkarussell (nicht dargestellt) umschließenden Abgrenzungswand ausgebildet sein. 1 shows an exemplary spatial representation of a capper according to the present invention. Since in this spatial representation of the capper is shown closed, shows 2 a corresponding longitudinal section of the capper along its central axis. The capper comprises in addition to the liftable and rotatable closing element 115 a part which is fixedly connected to a frame or possibly movable carrier of the closing device for applying screw caps to containers. This part is in the 1 and 2 through the carrier plate 101 indicated, which as an extension of the partition 110 and as part of a demarcation wall to the in 3 shown clean room 180 can be viewed. Also in 1 shown parts of the capper, above the carrier plate 101 are generally fixed or movable together. The carrier plate 101 For example, it may be formed as part of a demarcation wall enclosing a closure carousel (not shown).

In einem derartigen Verschließerkarussell kann eine Vielzahl von Verschließern, wie sie in den 1 und 2 gezeigt sind, synchron mit den zu verschließenden Flaschen umlaufen, deren Mündungen von dem Karussell unter dem jeweiligen Verschließkonus 116 positioniert werden. Diesem Verschließkonus 116 wird von einer nicht dargestellten Verschlusszuführung jeweils ein Verschluss lagerichtig zugeführt, welcher durch anschließende gesteuerte Hub- und Drehbewegung des Verschließelements 115 auf die Behältermündung aufgeschraubt wird. Sollte ein bereits von dem Verschließkonus 116 aufgenommener Verschluss nicht aufgeschraubt werden können, da beispielsweise kein Behälter an der entsprechenden Position des Verschließerkarussells zugeführt wird, so kann dieser Verschluss mittels einer Auswerferstange 117 des Verschließers ausgeworfen werden. In such a closure carousel, a variety of closures, as shown in the 1 and 2 are shown, rotate synchronously with the bottles to be closed, their mouths from the carousel under the respective Verschließkonus 116 be positioned. This sealing cone 116 By a shutter supply, not shown, in each case a closure is fed in the correct position, which by subsequently controlled lifting and rotating movement of the closing element 115 is screwed onto the container mouth. Should one already from the closing cone 116 taken shutter can not be screwed because, for example, no container is supplied to the corresponding position of the capper carousel, so this closure by means of an ejector rod 117 the capper are ejected.

Das heb- und drehbare Verschließelement 115 ist wie oben beschrieben über einen gleitenden Mitnehmer 114, insbesondere eine Polygonwelle zur Drehmomentübertragung an den Rotor 120 des äußeren Elektromotors gekoppelt. Während das Verschließelement 115 sowohl um die Mittelachse des Verschließers rotierbar als auch entlang dieser Mittelachse vertikal verschiebbar gelagert ist, ist der äußere Rotor 120 lediglich rotierbar, aber in axialer Richtung ortsfest an einer Trägerkonstruktion des Verschließers, beispielsweise über ein doppelreihiges Hybridflanschlager 122, gelagert. Diese Lagerung kann insbesondere wie in 3 gezeigt über Kugellager 222 unmittelbar an der erwähnten Trennwand 110 erfolgen. Über die Polygonwelle 114 wird eine Drehbewegung des äußeren Rotors 120 auf das Verschließelement 115 übertragen, sodass eine gewünschte Schraubbewegung entsteht. The liftable and rotatable closing element 115 is as described above via a sliding carrier 114 , In particular a polygon shaft for torque transmission to the rotor 120 of coupled external electric motor. While the closing element 115 is both rotatable about the central axis of the capper and vertically slidably mounted along this central axis, is the outer rotor 120 only rotatable, but fixed in the axial direction on a support structure of the capper, for example via a double row hybrid flange bearing 122 stored. This storage can be especially like in 3 shown over ball bearings 222 directly on the mentioned partition 110 respectively. About the polygon shaft 114 becomes a rotary motion of the outer rotor 120 on the closing element 115 transferred, so that a desired screwing arises.

Dabei wird der äußere Rotor 120 durch die magnetische Wechselwirkung zwischen den an dem äußeren Rotor 120 ringförmig (mit Unterbrechungen) angeordneten Permanentmagneten 125 und den an der Trägerkonstruktion des Verschließers befestigten Elektromagneten 126 des äußeren Elektromotors angetrieben. Die Permanentmagnete 125 und die Elektromagnete 126 bilden somit einen Außenläufermotor, der insbesondere als Servomotor ausgebildet sein kann, wobei die in 3 gezeigte Steuer- und/oder Regeleinheit 160 diesen äußeren Elektromotor in Abhängigkeit von einer Winkelstellung des Rotors 120 und einer vertikalen Position des Verschließelements 115, sowie in Abhängigkeit von dem verwendeten Behältertyp und/oder Verschlusstyp mit einem gewünschten Drehmoment und/oder einer gewünschten Rotationsgeschwindigkeit antreibt. In this case, the outer rotor 120 by the magnetic interaction between those on the outer rotor 120 ring-shaped (with interruptions) arranged permanent magnets 125 and the electromagnet attached to the support structure of the closer 126 driven by the outer electric motor. The permanent magnets 125 and the electromagnets 126 thus form an external rotor motor, which may be formed in particular as a servomotor, wherein the in 3 shown control and / or regulating unit 160 this outer electric motor in response to an angular position of the rotor 120 and a vertical position of the closing element 115 , and depending on the type of container used and / or closure type with a desired torque and / or a desired rotational speed drives.

Eine Winkelstellung des äußeren Rotors 120 kann hierbei über einen axialen Sensor 105 und/oder einen lateralen Sensor 106 eines Drehgebers erfasst werden, wobei in der 2 zusätzlich der mit dem äußeren Rotor 120 mitrotierende Geberring 103 für den axialen Sensor 105 gezeigt ist. Die 3 zeigt zudem auch den Geberring 104 für den lateralen Sensor 106. An angular position of the outer rotor 120 can in this case via an axial sensor 105 and / or a lateral sensor 106 a rotary encoder are detected, wherein in the 2 additionally with the outer rotor 120 co-rotating donor ring 103 for the axial sensor 105 is shown. The 3 also shows the donor ring 104 for the lateral sensor 106 ,

Da der äußere Elektromotor der gezeigten Hub-Drehvorrichtung als Außenläufermotor ausgebildet ist, lässt sich aufgrund des größeren Hebels ein besonders großes Drehmoment auf das Verschließelement 115 übertragen. Dabei ist das Verschließelement 115 wie zuvor erwähnt in axialer Richtung des Verschließers über einen inneren Elektromotor gesteuert verfahrbar, sodass der aufzubringende Verschluss mit der gewünschten Andruckskraft auf die Behältermündung geschraubt werden kann. Der innere Elektromotor umfasst dabei einen inneren Rotor 130, der beispielsweise mit Permanentmagneten 135 versehen ist, um mit dem mit Elektromagneten 136 ausgestatteten Stator magnetisch wechselwirken zu können. Es versteht sich, dass je nach Auslegung des inneren und/oder äußeren Elektromotors die Rolle der Permanent- und Elektromagneten vertauscht sein kann. Zudem können sowohl Rotor als auch Stator mit fremderregten Elektromagneten ausgebildet sein. Die Prinzipien herkömmlicher Elektromotoren, insbesondere von Servomotoren sind dabei sowohl auf den inneren als auch auf den äußeren Elektromotor anwendbar. Since the outer electric motor of the illustrated lifting / rotating device is designed as an external rotor motor, due to the larger lever, a particularly large torque can be applied to the closing element 115 transfer. Here is the closing element 115 controlled as mentioned above in the axial direction of the closer via an inner electric motor, so that the closure to be applied can be screwed onto the container mouth with the desired pressure force. The inner electric motor comprises an inner rotor 130 , for example, with permanent magnets 135 is equipped to with the electromagnet 136 equipped stator to interact magnetically. It is understood that depending on the design of the inner and / or outer electric motor, the role of the permanent and electromagnet can be reversed. In addition, both rotor and stator can be designed with externally excited electromagnets. The principles of conventional electric motors, in particular servomotors, are applicable to both the inner and the outer electric motor.

Durch gesteuertes Antreiben des inneren Elektromotors, beispielsweise über die Steuer- und/oder Regeleinheit 160, wird der innere Rotor 130 in eine gewünschte Drehbewegung versetzt. Diese Drehbewegung des in axialer Richtung ortsfest gelagerten inneren Rotors 130 wird erfindungsgemäß durch Eingriff eines Innengewindes des Rotors 130 mit einem entsprechenden Außengewinde einer Gewindespindel 140 in eine Hubbewegung, d. h. Vertikalbewegung, der Gewindespindel 140 und des damit verbundenen Verschließelements 115 mit Verschließkonus 116 umgewandelt. Die in axialer Richtung ortsfeste Lagerung des inneren Rotors 130 kann beispielsweise über zwei Hybridrillenkugellager 132 an der Trägerkonstruktion bzw. Trennwand 110 erzielt werden. Der innere Rotor 130 kann somit als Gewindemutter mit darauf angebrachten Permanentmagneten 135 ausgebildet sein. By controlled driving of the internal electric motor, for example via the control and / or regulating unit 160 , becomes the inner rotor 130 put in a desired rotational movement. This rotational movement of the axially mounted stationary inner rotor 130 is inventively by engaging an internal thread of the rotor 130 with a corresponding external thread of a threaded spindle 140 in a lifting movement, ie vertical movement, the threaded spindle 140 and the associated closure element 115 with sealing cone 116 transformed. The stationary in the axial direction storage of the inner rotor 130 can for example via two hybrid deep groove ball bearings 132 on the support structure or partition 110 be achieved. The inner rotor 130 can thus be used as a threaded nut with permanent magnets attached to it 135 be educated.

Da die Gewindespindel 140 beispielsweise über eine gleitende Verdrehsicherung 145 wie in 3 gezeigt drehfest an einer Trägerkonstruktion bzw. der Trennwand 110 des Verschließers gelagert ist, führt eine Drehbewegung des inneren Rotors 130 zu einer vertikalen Verschiebung entlang der Längsachse L des Verschließers, welche über entsprechendes Ansteuern des inneren Elektromotors gesteuert bzw. geregelt werden kann. Insbesondere lässt sich bei ausreichender vertikalen Verfahrbarkeit der Gewindespindel 140 ein flexibler Wechsel auf eine andere Behälterhöhe erzielen, ohne wie bisher aufwändig Steuerkurven austauschen zu müssen. Zur Steuerung der Hubbewegung kann mittels eines optischen, induktiven und/oder magnetischen Wegaufnehmers 107 in Kombination mit einem, insbesondere magnetischen Linearmessstreifen 108, der beispielsweise an einem Halsbereich der Gewindespindel 140 befestigt ist, eine Bestimmung der vertikalen Position der Gewindespindel 140 erfolgen, welche an die Steuer- und/oder Regeleinheit 160 weitergeleitet werden kann. Diese kann wiederum in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Behälterhöhe die elektrischen Wicklungen des Stators 136 des inneren Elektromotors derart ansteuern, dass der Verschließkonus 116 des Verschließelements 115 mit gewünschter Andruckskraft auf der Behältermündung positioniert wird. Somit entfällt die Notwendigkeit der bisher verwendeten Steuerkurven, da die Hub- und Drehbewegung des Verschließelements 115 nunmehr elektronisch von der Steuer- und/oder Regeleinheit 160 gesteuert werden kann. Because the threaded spindle 140 for example via a sliding anti-twist device 145 as in 3 shown rotationally fixed to a support structure or the partition 110 the capper is mounted, performs a rotational movement of the inner rotor 130 to a vertical displacement along the longitudinal axis L of the closer, which can be controlled via appropriate driving of the internal electric motor. In particular, can be with sufficient vertical mobility of the threaded spindle 140 achieve a flexible change to a different container height, without having to exchange control cams as before. For controlling the lifting movement can by means of an optical, inductive and / or magnetic transducer 107 in combination with a, in particular magnetic linear measuring strip 108 For example, on a neck portion of the threaded spindle 140 is fixed, a determination of the vertical position of the threaded spindle 140 which are sent to the control and / or regulating unit 160 can be forwarded. This, in turn, depending on a predetermined container height, the electrical windings of the stator 136 of the inner electric motor drive such that the sealing cone 116 of the closing element 115 is positioned with the desired pressure on the container mouth. Thus eliminates the need for previously used cams, as the lifting and rotating movement of the closing 115 now electronically from the control and / or regulating unit 160 can be controlled.

Um die Drehbarkeit des Verschließelements 115 zu gewähren, ist dieses über Hybridkugellager 113 oder eine Drehkupplung 213, wie in 3 gezeigt, an die Gewindespindel 140 gekoppelt. Dabei wird eine Hubbewegung der drehfest gelagerten Gewindespindel 140 über diese Kupplung auf den gleitenden Mitnehmer 114 bzw. 214 und somit das Verschließelement 115 übertragen, während die Drehbewegung des äußeren Rotors 120 über die Verzahnung mit der Polygonwelle des gleitenden Mitnehmers 114 bzw. 214 auf das Verschließelement 115 übertragen werden kann. Die Hub- und Drehbewegungen des Verschließelements 115 können somit unabhängig voneinander gesteuert bzw. geregelt werden, sodass sich annähernd beliebige Schraubbewegungen realisieren lassen. To the rotation of the closing element 115 This is about hybrid ball bearings 113 or a rotary joint 213 , as in 3 shown to the threaded spindle 140 coupled. This is a lifting movement of the rotatably mounted threaded spindle 140 via this coupling on the sliding carrier 114 respectively. 214 and thus the closing element 115 transmitted while the rotational movement of the outer rotor 120 via the teeth with the polygonal shaft of the sliding driver 114 respectively. 214 on the closing element 115 can be transferred. The lifting and rotating movements of the closing element 115 Thus, they can be independently controlled or regulated so that almost any screwing can be realized.

Erfindungsgemäß sind die Magnete 125 und 135 der Rotoren 120 und 130 und die Magnete 126 und 136 der Statoren des inneren und äußeren Elektromotors konzentrisch in einer Ebene angeordnet, welche in der 3 durch die Linie P angedeutet ist. Diese Anordnung in einer Ebene P ist für die räumlich ausgedehnten Magnete dahingehend zu verstehen, dass diese sich in ihrer axialen Ausdehnung entlang der Drehachse L zumindest teilweise überlappen, und insbesondere, wie in der 3 gezeigt, in axialer Richtung bündig angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine maximale Kraftübertragung zwischen den jeweiligen Rotoren und Statoren durch die Trennwand 110 hindurch gewährleistet. According to the invention, the magnets 125 and 135 the rotors 120 and 130 and the magnets 126 and 136 the stators of the inner and outer electric motor concentrically arranged in a plane which in the 3 indicated by the line P is. This arrangement in a plane P is to be understood for the spatially extended magnets to be at least partially overlapping in their axial extent along the axis of rotation L, and in particular, as in FIG 3 shown are arranged flush in the axial direction. In this way, a maximum power transmission between the respective rotors and stators through the partition 110 guaranteed.

Wie in der 3 gezeigt ist die Trennwand 110 zudem insofern durchgehend ausgebildet, dass sie sowohl durch die Luftspalten des äußeren als auch des inneren Elektromotors geht. Die Topologie der Trennwand 110 ist dabei in der in der 3 gezeigten Weiterbildung derart gewählt, dass die Magnete der Statoren außerhalb des Reinraums 180, und somit in einem Grauraum 170, angeordnet sind, während sich die Rotoren 120 und 130 und deren Magnete 125 und 135 sämtliche innerhalb des Reinraums 180 befinden. Die durchgehend ausgebildete, und an den Öffnungen für die Sensoren 105 und 106 sowie die Reinigungsdüsen 150 und 155 abgedichtete Trennwand 110 ermöglicht somit im Bereich des Antriebs des erfindungsgemäßen Verschließers eine hermetische Versiegelung des Reinraums 180. Da die Magnete des äußeren und inneren Elektromotors zudem koplanar in einer Ebene P angeordnet sind, kann der kombinierte Hub- und Drehantrieb des Verschließers mit äußerst geringer Bauhöhe und somit sehr kompakt ausgebildet sein. Like in the 3 the partition is shown 110 Moreover, in that it is continuous in that it goes through both the air gaps of the outer and the inner electric motor. The topology of the partition 110 is doing in the in the 3 shown training selected such that the magnets of the stators outside of the clean room 180 , and thus in a gray room 170 , are arranged while the rotors 120 and 130 and their magnets 125 and 135 all within the clean room 180 are located. The continuously formed, and at the openings for the sensors 105 and 106 as well as the cleaning nozzles 150 and 155 sealed partition 110 thus enables a hermetic seal of the clean room in the drive of the capper according to the invention 180 , Since the magnets of the outer and inner electric motor are also coplanar arranged in a plane P, the combined lifting and rotary drive of the capper with extremely low height and thus be made very compact.

Zur Reinigung des inneren Luftspalts zwischen dem Magnet 125 des äußeren Rotors 120 und der Trennwand 110 ist in der in der 3 gezeigten Weiterbildung eine Reinigungsdüse 150 unmittelbar oberhalb des Luftspalts angeordnet, welche über eine Zuführleitung 152 mit einem Reinigungsfluid versorgt wird. Das von der Düse 150 in den Luftspalt eingespritzte Reinigungsfluid wird aufgrund der Rotation des Rotors 120 wie bei einer Kreiselpumpe verwirbelt und führt dabei eine effektive Reinigung des Luftspalts durch. For cleaning the inner air gap between the magnet 125 the outer rotor 120 and the partition 110 is in the in the 3 shown training a cleaning nozzle 150 arranged directly above the air gap, which via a feed line 152 is supplied with a cleaning fluid. That from the nozzle 150 cleaning fluid injected into the air gap becomes due to the rotation of the rotor 120 as swirled in a centrifugal pump and thereby performs an effective cleaning of the air gap.

Zudem ist in der 3 eine zweite Reinigungsdüse 155 gezeigt, mit der ein durch eine Zuführleitung 157 zugeführtes Reinigungsfluid in den von der Trennwand 110 und dem Rotor 130 des inneren Elektromotors eingeschlossenen Raum 158 eingespritzt werden kann, um unter anderem den inneren Luftspalt zwischen den Magneten 135 des inneren Rotors 130 und der Trennwand 110 zu reinigen. Moreover, in the 3 a second cleaning nozzle 155 shown with the one through a feed line 157 supplied cleaning fluid in the from the partition 110 and the rotor 130 enclosed space of the inner electric motor 158 Among other things, the inner air gap between the magnets can be injected 135 of the inner rotor 130 and the partition 110 to clean.

In der in der 3 gezeigten Weiterbildung ist der äußere Rotor 120 unmittelbar über ein Kugellager 222 an der Trennwand 110 gelagert. Ebenso ist der innere Rotor 130 unmittelbar über ein Kugellager 132 an der Trennwand 110 gelagert. Die Kugellager 132 und 222 sind dabei derart ausgebildet, dass lediglich die gewünschte Rotation des jeweiligen Rotors ermöglicht wird. Insbesondere hält das Kugellager 132 den inneren Rotor 130 an seiner vertikalen Position, sodass eine Drehung dieses Rotors in eine Hubbewegung der Gewindespindel 140 umgesetzt werden kann. Ebenso ist auch der äußere Rotor 120 über das Kugellager 222 vertikal fixiert, sodass aufgrund der Hubbewegung der Gewindespindel 140 der gleitende Mitnehmer 214, beispielsweise in Form einer Polygonwelle, vertikal und relativ zu dem äußeren Rotor 120 verschoben wird. Hierzu kann die Polygonwelle 214 in entsprechende vertikale Ausnehmungen des äußeren Rotors 120 eingreifen. In the in the 3 training shown is the outer rotor 120 directly over a ball bearing 222 on the partition 110 stored. Likewise, the inner rotor 130 directly over a ball bearing 132 on the partition 110 stored. The ball bearings 132 and 222 are designed such that only the desired rotation of the respective rotor is made possible. In particular, the ball bearing stops 132 the inner rotor 130 at its vertical position, so that rotation of this rotor in a lifting movement of the threaded spindle 140 can be implemented. Likewise, the outer rotor is 120 over the ball bearing 222 vertically fixed so that due to the lifting movement of the threaded spindle 140 the sliding carrier 214 , for example in the form of a polygon shaft, vertically and relative to the outer rotor 120 is moved. For this purpose, the polygon shaft 214 in corresponding vertical recesses of the outer rotor 120 intervention.

Die beschriebenen Weiterbildungen der kombinierten Antriebsvorrichtung zum Übertragen einer koaxialen Hub-Drehbewegung auf ein in einem Reinraum angeordnetes Verschließelement gestatten somit eine flexible Steuerung der Hub- und Drehbewegung dieses Elements, ohne mechanische Teile, beispielsweise Steuerkurven, austauschen zu müssen. Zudem kann durch die in den Luftspalten der verwendeten Elektromotoren angeordnete durchgehende Trennwand eine hermetische Abschirmung des Reinraums in diesem Bereich erzielt werden, sodass sich der beschriebene Verschließer insbesondere für aseptische Anwendungen, beispielsweise im Bereich der Lebensmitteltechnik und der Pharmazie eignet. Die Verwendung eines Außenläufermotors zum Erzeugen der Drehbewegung gestattet dabei ein hohes Drehmoment bei gleichzeitig niedriger Rotationsfrequenz. The described developments of the combined drive device for transmitting a coaxial lifting rotary motion to a closing element arranged in a clean room thus allow a flexible control of the lifting and rotating movement of this element, without having to replace mechanical parts, such as cams. In addition, a hermetic shielding of the clean room in this area can be achieved by the continuous partition wall arranged in the air gaps of the electric motors used, so that the described capper is particularly suitable for aseptic applications, for example in the field of food technology and pharmacy. The use of an external rotor motor for generating the rotational movement allows a high torque at the same time low rotational frequency.

Claims

Capper for applying screw caps to containers, comprising: a liftable and rotatable closing element ( 115 ) for mounting and screwing a screw cap on a container mouth; and an electric drive device with an external electric motor and an internal electric motor for transmitting a coaxial lifting rotary movement to the closing element ( 115 ), characterized in that the inner and the outer electric motor are arranged coaxially in one another, and a continuous partition wall ( 110 ) is arranged in the air gaps of the outer and inner electric motor.

Capper according to claim 1, wherein the external electric motor is designed as an external rotor motor whose rotor ( 120 ) is designed such that a rotational movement of the rotor ( 120 ) of the external electric motor on the closing element ( 115 ) is transferable.

A capper according to claim 2, wherein the rotor ( 120 ) of the external electric motor via a sliding carrier ( 114 . 214 ) to the closing element ( 115 ) is coupled.

Capper according to one of the preceding claims, wherein the inner electric motor is designed as an internal rotor motor whose rotor ( 130 ) is designed such that a rotational movement of the rotor ( 130 ) of the inner electric motor in engagement with one with the closing element ( 115 ) threaded spindle ( 140 ) a lifting movement of the closing element ( 115 ) causes.

Capper according to claim 4, wherein the rotor ( 130 ) of the inner electric motor has an internal thread and is mounted stationary; and wherein the threaded spindle ( 140 ) has a corresponding external thread and is rotatably mounted.

Capper according to claim 5, wherein the threaded spindle ( 140 ) vertically movable and rotationally fixed to the partition ( 110 ) is stored.

Capper according to one of claims 4 to 6, wherein the threaded spindle ( 140 ) by means of a rotary coupling ( 113 . 213 ) with the closing element ( 115 ) connected is.

Capper according to one of the preceding claims, wherein the rotor ( 120 ) of the external electric motor and / or the rotor ( 130 ) of the inner electric motor via a ball bearing ( 122 . 222 ; 132 ) rotatable on the partition wall ( 110 ) are stored.

Capper according to one of the preceding claims, further comprising a sensor ( 105 . 106 ) for angular detection of the rotor ( 120 ) of the external electric motor and / or the rotor ( 130 ) of the internal electric motor and a control and / or regulating unit ( 160 ), wherein the control and / or regulating unit ( 160 ) is adapted to the outer and / or inner electric motor in dependence on an angular position of the respective rotor ( 120 . 130 ) to control.

Capper according to one of the preceding claims, further comprising a sensor ( 107 ) for detecting the position of the lifting movement of the closing element ( 115 ) full.

Capper according to one of the preceding claims, furthermore at least one first cleaning nozzle ( 150 ), which in such a way on one side of the air gap between the rotor ( 120 ) of the outer electric motor and the partition wall ( 110 ) is arranged that over the first cleaning nozzle ( 150 ) A cleaning fluid can be introduced into the air gap.

Capper according to one of the preceding claims, furthermore at least one second cleaning nozzle ( 155 ), which in the of the partition ( 110 ) and the rotor ( 130 ) enclosed volume of the inner electric motor ( 158 ) is arranged.

Aseptic capping machine for applying screw caps to containers under clean room conditions, comprising: at least one capper according to any one of the preceding claims; a container conveyor for feeding the containers to the capper; and a shutter supplying means for supplying the shutters to be applied to the shutter; the partition ( 110 ) at least part of a demarcation wall ( 101 ) to a clean room ( 180 ) forms; and wherein the closing element ( 115 ) and at least a part of the container transport device and the closure feed device in the clean room ( 180 ) are arranged.

An aseptic capping system according to claim 13, wherein the stators ( 126 . 136 ) of the outer and inner electric motor outside the clean room ( 180 ) and the rotors ( 120 . 130 ) of the outer and inner electric motor within the clean room ( 180 ) are arranged.

Aseptic capping system according to claim 14, wherein the stators ( 126 . 136 ) with electromagnets and the rotors ( 120 . 130 ) are equipped with permanent magnets.