DE4011398C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von Schraubverschlüssen auf Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehvorrichtung für Schraubverschlüsse gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie Verfahren zum Aufbringen derartiger Schraubverschlüsse nach der Gattung des Anspruchs 12.

Bei bekannten Schraubvorrichtungen der hier angesprochenen Art (DE 37 15 935 A1; DE 34 41 850 A1) wird ein Verschluß auf einen Behälter aufgesetzt und festgeschraubt. Die Drehbewegung zwischen Verschluß und Behälter wird beendet, wenn ein vorgegebenes Drehmoment oder eine bestimmte Höhenstellung des Verschlusses gegenüber dem Behälter erreicht ist. Es ist ferner bekannt (DE 34 41 850 A1), einen Verschluß in einer ersten Verschließphase zunächst mit einem kleineren Drehmoment und in der letzten Verschließphase mit einem größeren Drehmoment aufzuschrauben. Durch das beim Verschließen des Behälters vorgegebene Anzugsmoment soll einerseits die Dichtheit des Verschlusses gewährleistet, andererseits das zum ersten Öffnen Verschlusses erforderliche Öffnungsmoment festgelegt werden. Es hat sich herausgestellt, daß in einigen Fällen, insbesondere bei der Verwendung von Vollkunststoffverschlüssen, auch bei Vorgabe eines bestimmten Verschließmoments eine sichere Abdichtung der Behälter nicht zu erzielen ist, insbesondere bei unter Überdruck stehenden Flaschen. Überdies kann der Mündungsbereich von Glasflaschen beschädigt werden, was zu einer Gefährdung der Verbraucher führt. Häufig ist auch das Öffnungsmoment, das heißt, das zum ersten Öffnen des Behälters erforderliche Moment, wesentlich größer als erwünscht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Drehvorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, mit der/dem sich Behälter mit Schraubverschlüssen, insbesondere auch mit solchen aus Kunststoff, verschließen lassen, wobei unter einem Überdruck stehende Behälter druckdicht abgeschlossen, jedoch im Mündungsbereich nicht beschädigt werden und ein bestimmtes Öffnungsmoment eingestellt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Drehvorrichtung der eingangs genannten Art mit Hilfe der in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Dadurch, daß der Drehwinkel erst nach Erreichen eines bestimmten vorgebbaren Anzugsmoments erfaßt wird, bei dem also der Verschluß mit einem vorgegebenen Drehmoment auf der Behälteröffnung aufliegt, diesen jedoch noch nicht richtig abschließt, ist eine besonders feinfühlige Einstellung des Anzugsmoments möglich, so daß Beschädigungen im Mündungsbereich des Behälters mit besonders hoher Sicherheit zu vermeiden sind. Die Erfassung der für den Verschließvorgang erforderlichen Meßwerte beginnt nämlich bei einem definierten Ausgangszustand des Verschließvorgangs, wodurch die feinfühlige Einstellung des letztlich erreichten Verschließmoments gewährleistet ist.

Das heißt, der Verschluß wird so lange auf den Behälter aufgeschraubt, bis ein bestimmtes Moment, das Anlegemoment, erreicht ist. Dann wird der Verschluß nur noch um einen vorgebbaren Winkel verdreht. Dadurch werden eine besondere feinfühlige Einstellung des Anzugsmoments erreicht und Beschädigungen des Mündungsbereichs des Behälters mit besonders hoher Sicherheit vermieden. Auch läßt sich so das Öffnungsmoment sehr genau einstellen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Drehvorrichtung wird das auf den Schraubverschluß wirkende Drehmoment mit Hilfe der als Drehmomentbegrenzungseinrichtung dienenden Steuereinrichtung erfaßt. Dabei wird der dem Antrieb der Drehvorrichtung zugeführte Strom bzw. die am Antrieb anliegende Spannung erfaßt. Da die vom Antrieb aufgenommene Leistung proportional zur Spannung oder zum Strom ist, kann das momentane Drehmoment aus den momentanen Werten des Stroms bzw. der Spannung ermittelt werden. Diese Momentenerfassung ist besonders einfach durchführbar.

Bei einer weiteren bevorzugten Verschließeinrichtung wird die zeitliche Änderung des Anzugsmoments erfaßt. Wenn also der Verschluß beim Festschrauben sich plötzlich verhakt oder verkantet, was durch einen raschen Anstieg des Moments pro Zeiteinheit erkannt wird, kann der Verschließvorgang abgebrochen werden, damit der Mündungsbereich des Behälters nicht beschädigt wird.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Drehvorrichtung ergeben sich aus den Untersprüchen.

Die genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit Hilfe der in Anspruch 12 oder 13 genannten Merkmale gelöst. Um eine besonders feinfühlige Ansteuerung des gewünschten Verschließmoments zu erreichen, wird der Verschluß zunächst bis zum Erreichen eines vorgegebenen Anzugsmoments, dem Anlegemoment, auf den Behälter aufgeschraubt. Damit ist ein definierter Ausgangszustand des Verschließvorgangs erreicht. Danach wird der Verschluß um einen vorgebbaren Drehwinkel weiterhin gegenüber dem Behälter verdreht. Dies führt zu einer sicheren Einstellung des gewünschten Verschließmoments, wobei Mündungsschäden praktisch ausgeschlossen sind.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird nach Erreichen des Anlegemoments überdies die zeitliche Änderung des Anzugsmoments erfaßt. Störungen des Verfahrens während dieser Phase, beispielsweise ein Verkanten des Verschlusses auf dem Behälter, können so sicher erfaßt werden.

Diese Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Aufbringen von Schraubverschlüssen, insbesondere aus Kunststoff, auf Behälter gelöst, bei dem der Schraubverschluß bis zum Erreichen eines hohen, über dem Verschließmoment liegenden Grenzmoments zugeschraubt wird. Anschließend wird der Verschluß um einen vorgebbaren Drehwinkel in entgegengesetzter Richtung gedreht, um das gewünschte Verschließmoment - aber auch ein bestimmtes Öffnungsmoment - einzustellen. Es ist zwar grundsätzlich bekannt (DE-OS 22 12 559), nach dem Verschließen eines Behälters den gerade zugeschraubten Verschluß in entgegengesetzte Richtung zu drehen. Dabei wird jedoch lediglich ein definiertes Öffnungsmoment vorgegeben, um ein Blockieren des Verschlusses zu vermeiden. Bei dem hier bevorzugten Verfahren wird jedoch die Vorgabe des Drehwinkels bei der Drehung in Öffnungsrichtung ein definiertes Verschließmoment und - das ist besonders wichtig - ein bestimmtes Öffnungsmoment eingestellt. Besonders vorteilhaft ist bei diesem Verfahren, daß auch Behälter verschlossen werden können, deren Gewinde kleinere Schäden aufweisen. Auch wenn der Verschluß beispielsweise mit einem Garantiering ausgestattet ist, wird häufig schon das Verschließmoment erreicht, bevor der Schraub­ verschluß sich in seiner endgültigen Position be­ findet. Durch das zunächst gewählte hohe Grenzmo­ ment wird auch eine besonders gute Anpressung der Dichtung an den Mündungsbereich des Behälters ge­ währleistet, so daß diese kleinere Schäden ausglei­ chen kann. Auf diese Weise wird eine besonders gute Abdichtung des Behälters erreicht.

Weitere Ausführungsformen des Verfahrens und deren Vorteile ergeben sich aus den übrigen Unteransprü­ chen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur näher erläutert. Diese zeigt eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Drehvorrichtung.

Der Darstellung ist ein Behälter 1, hier eine Fla­ sche, zu entnehmen, auf die ein Schraubverschluß 3 aus Kunststoff aufgesetzt werden soll. Der Ver­ schluß wird von einem skizzierten Verschließkonus 5 der Drehvorrichtung 7 erfaßt und auf den Behälter 1 aufgesetzt. Dabei ist es für die Erfindung unerheb­ lich, ob der Verschließkonus 5 gegenüber dem Behäl­ ter 1 verdreht wird, oder ob der Verschließkonus 5 feststeht und sich der Behälter 1 dreht.

Der Verschließkonus 5 wird hier von einem als Antrieb dienenden Motor 9 in Rotation versetzt, der über eine Schalteinrichtung 11 mit Strom bzw. Spannung versorgt wird. Zwischen der Energieversorgung und der Schalteinrichtung 11 ist ein Sensor 13 vorgesehen, der beispielsweise den Strom oder die Spannung er­ faßt. Es ist grundsätzlich auch möglich, den Sensor 13 zwischen der Schalteinrichtung 11 und dem Motor 9 vorzusehen.

Dem Motor 9 bzw. dem Verschließkonus 5 ist ein das Drehmoment erfassender Momentensensor 15 zugeord­ net, der das auf den Schraubverschluß 3 wirkende Verschließmoment erfaßt. Überdies ist dem Ver­ schließkonus 5 ein Drehwinkelsensor 17 zugeordnet, der die Winkelstellung des Verschließkonus 5 erfaßt.

Als Momentensensor 15 wird vorzugsweise ein in die in der Figur nicht explizit dargestellte Spindel des Motors 5 integriertes Dehnungsmeßstreifensystem (DMS) verwendet. Zur Winkelmessung wird bevorzugt ein in die Spindel integrierter opto-elektronischer Inkrementalgeber eingesetzt.

Die Signale des Strom- bzw. Spannungs-Sensors 13, des Momentensensors 15 und die des Drehwinkelsen­ sors 17 werden einer Steuereinrichtung 19 zuge­ führt, die diese auswertet und verarbeitet. Über­ dies werden diese Signale einer Komparatorschaltung 21 zugeleitet. Diese erhält auch über geeignete Stellglieder feste Werte M1, M2, M3, M4 und Mö für vorgegebene Anzugsmomente sowie feste Werte W und W1 für vorgegebene Drehwinkel. Die Ausgangssignale der Komparatorschaltung 21 werden der Steuerein­ richtung 19 zugeleitet.

Die Steuereinrichtung 19 ist über eine Steuerlei­ tung 23 mit der Schalteinrichtung 11 des Motors 9 verbunden. Sie ist überdies mit einem Differenzier­ glied 25 versehen, dem die Ausgangssignale des Mo­ menten- 15 und Drehwinkelsensors 17 zugeleitet werden.

Der die Versorgungsspannung und/oder den Ver­ sorgungsstrom des Motors 9 erfassende Sensor 13 dient dazu, das vom Motor 9 momentan aufgebrachte Drehmoment zu bestimmen, wobei davon ausgegangen wird, daß das Moment proportional zur Spannung bzw. zum Strom ist. Durch die Erfassung der zeitlichen Änderungen der Versorgungsspannung bzw. des Versor­ gungsstroms des Motors 9 können auch zeitliche Ände­ rungen des Drehmoments ermittelt werden. Auf diese Weise kann der Momentensensor 15, der oben be­ schrieben wurde, entfallen.

Im folgenden werden die Funktion der Drehvorrich­ tung 7 sowie die Verfahren zum Verschließen von Be­ hältern 1 näher erläutert.

Grundsätzlich eignen sich die Vorrichtung und die Verfahren zum Verschließen beliebiger Behälter 1. Be­ vorzugt wird der Einsatz der Vorrichtung bzw. der Verfahren zum Verschließen von Flaschen mit Hilfe von Kunststoffverschlüssen. Die Flaschen können da­ bei aus Glas oder ihrerseits aus Kunststoff, bei­ spielweise aus PET, bestehen.

Der Schraubverschluß 3 wird auf beliebige Weise in den Verschließkonus 5 eingebracht, beispielsweise in einem sogenannten Pick-Verfahren. Anschließend wird der Verschließkonus 5 mit dem darin festge­ klemmten Schraubverschluß 3 über einem zu ver­ schließenden Behälter 1 angeordnet. Dabei dreht sich hier der Verschließkonus 5 gegenüber dem fest­ stehenden Behälter 1.

Der sich drehende Schraubverschluß 3 wird nun auf den Behälter 1 aufgesetzt. Dazu wird von der Steuereinrichtung 19 über die Steuerleitung 23 ein entsprechendes Schaltsignal an die Schalteinrich­ tung 11, die beispielsweise einen elektronischen Schalter oder ein Relais aufweist, abgegeben, so daß der Motor 9 mit Energie versorgt wird. Während des Festschraubens des Schraubverschlusses 3 auf dem Be­ hälter 1 wird das vom Motor 9 auf den Verschließ­ konus 5 bzw. den Schraubverschluß 3 ausgeübte Ver­ schließmoment bzw. Anzugsmoment erfaßt. Das momen­ tane Moment kann zum einen mit Hilfe des Sensors 13 erfaßt werden, der den von der Energieversorgung an den Motor 9 gelieferten Strom bzw. die angelegte Spannung erfaßt. Es ist auch möglich, unmittelbar das vom Motor 9 auf den Verschließkonus 5 übertra­ gene Moment mit Hilfe des Momentensensors 15 zu er­ fassen. Das Ausgangssignal des Sensors 13 bzw. des Momentensensors 15 wird der Steuereinrichtung 19 aber auch dem Komparator 21 zugeleitet. Dieser ver­ gleicht den aktuellen Momentenwert mit einem vor­ gebbaren Anzugsmoment M1, dem sogenannten Anlegemo­ ment. Sobald dieses Moment erreicht ist, wird der Drehwinkelsensor 17 über die Steuereinrichtung 19 aktiviert. Die Steuereinrichtung 19 wertet nun die Si­ gnale des Drehwinkelsensors 17 aus. Der aktuelle Dreh­ winkel des Verschließkonus 5 bzw. des Schraubverschlusses 3 wird mittels des Komparators 21 mit einem vorge­ gebenen Winkelwert W verglichen. Sobald der Schraubver­ schluß 3 nach Erreichen des Anlegemoments um den ge­ wünschten Drehwinkel W weiter zugeschraubt wurde, gibt die Steuereinrichtung 19 über die Leitung 23 ein Signal an die Schalteinrichtung 11 ab, so daß diese die Energiezufuhr zum Motor 9 unterbricht. Damit wird eine weitere Verdrehung des Schraubverschlusses 3 unterbunden.

Es wäre grundsätzlich möglich, auf den Drehwinkelsensor 17 zu verzichten, wenn der Strom- bzw. Spannungs-Sensor 13 eingesetzt wird. Das vom Motor 9 aufgebrachte Moment ist so genau ermittelbar, daß bei Erreichen des vorgebba­ ren Verschließmoments M2 über die Steuereinrichtung 19 und die Steuerleitung 23 die Schalteinrichtung 11 so betätigt wird, daß der Motor 9 abgeschaltet wird. Bei einem Gleichstrommotor ist das Drehmoment proportional zu dem an dem Motor 9 angelegten Strom bzw. der Spannung. Wenn lediglich eine niedrige Ge­ nauigkeit bei der Erreichung des Verschließmoments M2 gewünscht ist, reicht dieses Verfahren zur Ver­ schließung von Behältern 1 aus.

Werden das Anlegemoment M1 bzw. das Verschließmo­ ment M2 nicht erreicht, so kann daraus folgende Schlußfolgerung gezogen werden: Der Schraubverschluß 3 ist vor Erreichen des Behälters 1 aus dem Verschließkonus 5 herausgefallen, durch einen Steuerungsfehler ist kein Behälter 1 unter den Verschließkonus 5 gefahren worden oder aber das Gewinde auf dem Behälter 1 oder das auf der Innenwand des Schraubverschlusses 3 vorgesehene Gewinde ist zerstört.

Die Steuereinrichtung 19 kann beispielsweise mit einem Zeitglied versehen werden, das eine bestimmte Zeit vorgibt innerhalb derer das Anlegemoment M1 bzw. das Verschießmoment M2 erreicht sein müssen. Ist das nicht der Fall, wird über eine Signalleitung S ein Steu­ ersignal abgegeben und der momentan unterhalb des Verschließkonus 5 angeordnete Behälter 1 aus der Verschließanlage ausgesondert.

Statt der Vorgabe einer bestimmten Zeit, die ma­ ximal verstreichen darf, bis das Anlegemoment M1 erreicht ist, kann auch ein bestimmter Drehwinkel vorgegeben werden. Das heißt, der Schraubverschluß 3 wird beispielsweise um eine volle Umdrehung auf den Be­ hälter 1 aufgeschraubt. Danach muß das Anlegemoment M1 erreicht sein. Sollte dies nicht der Fall sein, so wird daraus geschlossen, daß Schäden am Behälter 1 oder am Schraubverschluß 3 gegeben sind. Der entsprechende Behälter 1 wird ausgesondert.

Wenn aber andererseits das Anlegemoment M1 erreicht wird und der Drehwinkelsensor 17 durch die Steuer­ einrichtung 19 aktiviert wurde, wird der Ver­ schließkonus 5 weitergedreht, bis der momentane Drehwinkel den dem Komparator 21 eingegebenen Wert W erreicht. Aufgrund von Versuchen wird der vorge­ gebene Drehwinkel W festgelegt. Es ist damit si­ chergestellt, daß das gewünschte Verschließmoment M2 erreicht ist. Bei einem derartig vorbestimmten Verschließmoment M2 ist einerseits gewährleistet, daß der Behälter 1 druckdicht von dem Schraubverschluß 3 verschlossen ist. Andererseits ist sichergestellt, daß das Öffnungsmoment Mö, das zum ersten Öffnen des Behälters 1 erforderliche Moment, ebenfalls ein­ gehalten wird.

Während der Schraubverschluß 3 um den vorgegebenen Drehwinkel W weitergedreht wird, kann mit Hilfe des Momentensensors 15 das momentane Anzugsmoment wei­ ter überwacht und in der Komparatorschaltung 21 mit einem zweiten Momentenwert, einem vorgegebenen Ma­ ximalwert M3, verglichen werden. Wird dieser Ma­ ximalwert M3 während der weiteren Drehung des Schraubver­ schlusses 3 erreicht, so kann daraus auf einen Mün­ dungsfehler geschlossen werden. Wenn beispielsweise das Gewinde auf der Behälteraußenseite schartig ist, so schneidet sich dieses in die Innenwand bzw. in das Gewinde des Kunststoff-Schraubverschlusses 3 ein. Das erforderliche Moment zum Weiterdrehen des Schraubverschlusses 3 wächst damit so stark an, daß der vor­ gegebene Maximalwert M3 überschritten wird.

Wird während der Weiterdrehung des Verschließkonus 5 bis zum Erreichen des vorgegebenen Drehwinkels W der Maximalwert des gewünschten Anzugsmoments M3 überschritten, so kann das auch daran liegen, daß das Innengewinde in seinem weiteren Verlauf inner­ halb des Schraubverschlusses 3 beschädigt ist. Da­ durch kann der Verschluß nicht weit genug zuge­ schraubt werden, so daß die dort vorgesehene Dich­ tung nicht in ausreichenden Eingriff mit dem Mün­ dungsbereich des Behälters 1 tritt. Ein im Behälter 1 vorhandener Innendruck kann ungehindert entweichen. Deswegen wird auch in einem derartigen Fall über die Steuerleitung S der Steuereinrichtung 19 ein Signal abgegeben, so daß dieser Behälter 1 aus der Verschließeinrichtung ausgesondert wird.

Außerdem wird jedesmal, wenn das Maximalmoment M3 überschritten wird, bevor der vorgegebene Drehwin­ kel W erreicht ist, über die Steuerleitung 23 die Schalteinrichtung 11 so betätigt, daß der Motor 9 den Verschließkonus 5 nicht weiter antreibt. Damit wird das Verschließmoment M2 sehr genau eingehalten. Gleichzeitig wird vermieden, daß ein zu großes Drehmoment auf den Mündungsbereich des Behälters 1 wirkt und Schäden eintreten.

Schließlich könnte das maximale Anzugsmoment M3 auch dann überschritten werden, bevor der ge­ wünschte Drehwinkel W erreicht ist, wenn der Schraubver­ schluß 3 sich nach Erreichen des Anlegemoments M1 auf dem Gewinde des Behälters 1 verkantet. Auch dann wäre einerseits nicht sichergestellt, daß die im Schraubverschluß 3 vorgesehene Dichtung den Behälterdruck dicht abschließt, andererseits könnte ein zu großes Moment auf den Mündungsbereich des Behälters 1 ein­ wirken und zu Schäden führen.

Innerhalb der Steuereinrichtung 19 ist hier ein Differenzierglied 25 vorgesehen, das die zeitliche Ableitung des Ausgangssignals des Momentensensors 15 aber auch des Ausgangssignals des Drehwinkelsen­ sors 17 bestimmt.

Aus einer mit Hilfe dieses Differenzierglieds 25 festgestellten zu großen zeitlichen Änderung des Drehwinkels kann geschlossen werden, daß der Ver­ schließkonus 5 plötzlich durchdreht, daß also der Schraubverschluß 3 keinen Halt mehr auf dem Be­ hälter 1 hat. Dies kann beispielsweise daran lie­ gen, daß die Seitenwand des Schraubverschlusses 3 geplatzt oder das Gewinde auf dem Behälter 1 eingebrochen ist. In einem derartigen Fall wird über die Steuerlei­ tung S ein Signal abgegeben und der entsprechende Behälter 1 ausgesondert.

Stellt sich heraus, daß der Anstieg des Drehmoments nach Erreichen des Anlegemoments M1 und vor dem Er­ reichen des gewünschten Drehwinkels W zu gering ist, so kann daraus gefolgert werden, daß entweder die Dichtung im Schraubverschluß 3 defekt ist, daß der Schraubver­ schluß 3 schon vor dem Aufbringen auf dem Behälter 1 eingerissen war oder daß das Flaschengewinde nicht sauber ausgeformt ist. Jedenfalls kann daraus ge­ schlossen werden, daß der Schraubverschluß 3 auf dem Be­ hälter 1 durchdreht. Auch in diesem Fall wird durch ein Signal auf der Steuerleitung S der entspre­ chende Behälter 1 ausgesondert.

Wenn andererseits nach Erreichen des Anlegemoments M1 der Anstieg des Drehmoments zu rasch erfolgt, bevor der gewünschte Drehwinkel W erreicht ist, so kann daraus geschlossen werden, daß Schäden am Ge­ winde, des Schraubverschlusses 3 oder am Behälter 1 aufgetre­ ten sind oder daß der Schraubverschluß 3 sich auf dem Behäl­ ter 1 verkantet hat. Auch in diesem Fall wird ein Si­ gnal über die Steuerleitung S abgegeben und der zu­ gehörige Behälter 1 ausgesondert.

Dadurch, daß ein maximales Drehmoment M3 für den Verschließvorgang vorgegeben wird, läßt sich das Öffnungsmoment, das zum ersten Öffnen des Behälters 1 erforderliche Moment Mö, auf einen gewünschten Wert einstellen. Andererseits wird auch hierdurch zu­ sätzliche Sicherheit erreicht, indem ein Verkanten des Schraubverschlusses 3 oder Schäden am Gewinde des Schraubver­ schlusses 3 bzw. des Behälters 1 erkannt und die be­ troffenen Behälter 1 ausgesondert werden können.

Dadurch, daß das Drehmoment und andererseits der Drehwinkel nach Erreichen eines vorgegebenen Anle­ gemoments M1 vorbestimmt werden, lassen sich die beim Verschließen eines Behälters 1 mit Hilfe eines Schraubverschlusses 3 auftretenden Momente begrenzen. Einerseits werden dadurch Mündungsschäden ausge­ schlossen, andererseits wird aber auch eine Überla­ stung der Verschließeinrichtung sichergestellt, so daß deren Verschleiß minimiert werden kann. Die Standzeit dieser Einrichtung wird daraufhin sehr verlängert.

Bei einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird der Schraubverschluß 3 durch den Motor 9 so lange zugeschraubt, bis mittels des Drehmomentsen­ sors 15 und des Komparators 21 das Erreichen eines Drehmoment-Grenzwerts Mg festgestellt wird. Dieses Grenzmoment Mg liegt über dem Verschließmoment M2.

Durch dieses erhöhte Anzugsmoment können auch Be­ hälter 1 mit kleinen Gewindeschäden sicher ver­ schlossen werden. Grundsätzlich ist festzustellen, daß bei einem Gewindeschaden das Verschließmoment M2 schon erreicht wird, bevor der Schraubverschluß 3 seine end­ gültige Position auf dem Behältergewinde eingenom­ men hat.

Auch bei der Verwendung von Schraubverschlüssen 3 mit einem Garantiering, der das erste Öffnen des Schraubverschlusses 3 anzeigen soll, wird häufig das Verschließmoment M2 schon erreicht, bevor der Schraubverschluß 3 seine endgül­ tige Position auf dem Behälter 1 erreicht hat, weil durch den Garantiering ein zusätzliches Reibmoment entsteht.

Durch das erhöhte Anzugsmoment wird auch eine opti­ male Anpressung der Dichtung an dem Mündungsbereich des Behälters erreicht. Dadurch formt sich diese auch bei kleineren Schäden so an die Mündung an, daß eine optimale Abdichtung des Behälters 1 auch bei einem unter Überdruck stehenden Inhalt gewährlei­ stet ist.

Um zu vermeiden, daß durch die Verschließung mit erhöhtem Anzugsmoment sich überhöhte Öffnungsmo­ mente einstellen, wird nach dem Zuschrauben des Schraubverschlusses 3 bis zum Grenzmoment Mg durch ein Steu­ ersignal der Steuereinrichtung 19, welches über die Leitung 23 der Schalteinrichtung 11 zugeleitet wird, eine Umkehrung der Energiezufuhr zum Motor 9 erreicht. Dieser dreht sich daraufhin in entgegen­ gesetzter Richtung. Gleichzeitig mit diesem Steuer­ signal wird der Drehwinkelsensor 17 aktiviert. Des­ sen Ausgangssignale werden im Komparator 21 mit ei­ nem der Linksdrehung bzw. der Öffnungsbewegung zu­ geordneten Winkelwert W1 verglichen. Sobald der vorgegebene Drehwinkel, der beispielsweise im Be­ reich von 10° bis 15° liegen kann, erreicht ist, sobald also der aktuelle Drehwinkel den im Kompara­ tor 21 vorliegenden Grenzwert W1 erreicht, wird durch ein Steuersignal der Steuereinrichtung 19 über die Steuerleitung 23 die Schalteinrichtung 11 so angesteuert, daß der Motor 9 von der Energiezu­ fuhr getrennt wird. Dadurch wird die Öffnungsbewe­ gung des Schraubverschlusses 3 beendet.

Durch Versuche wird festgestellt, wie weit der Schraubver­ schluß 3 nach dem Festschrauben bis zum Grenzmoment Mg in Gegenrichtung gedreht werden muß, bis sich das gewünschte Öffnungsmoment Mö einstellt.

Dadurch, daß die Schalteinrichtung 11 so angesteu­ ert werden kann, daß eine Energieumkehr bzw. Umpo­ lung der Energiezufuhr zum Motor 9 erreicht wird, ist es möglich, daß bei einer weiteren Ausführungs­ form des Verfahrens der Schraubverschluß 3 nach dem ersten Aufsetzen auf den Behälter 1 entgegen der Ver­ schlußrichtung gedreht wird.

Auf diese Weise kann eine optimale Ausrichtung des im Schraubverschluß 3 vorgesehenen Gewindes gegenüber dem Behältergewinde erfolgen. Nach einer gewissen Linksdrehung rastet der Schraubverschluß 3 auf dem Behälter 1 ein, was beispielsweise dadurch festgestellt werden kann, daß eine Axialbewegung des Schraubverschlusses 3 ge­ genüber dem Behälter 1 erfolgt. Diese Bewegung kann durch einen geeigneten Wegsensor abgetastet werden.

Die Drehung des Schraubverschlusses 3 entgegen der Ver­ schließrichtung führt bei Schraubverschlüssen 3 mit einem Garantiering dazu, daß letzterer optimal aus­ gerichtet wird. Dadurch wird ein Verklemmen des Ga­ rantierings während des nachfolgenden Zuschraubens des Schraubverschlusses 3 vermieden.

Claims (20)

1. Drehvorrichtung für Schraubverschlüsse, insbesondere aus Kunststoff, für Behälter, mit einem Antrieb, einer dessen Energiezufuhr beeinflussenden, als Drehmomentbegrenzungseinrichtung, dienenden Steuereinrichtung, die einen Drehwinkelsensor umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) den Drehwinkel erst nach Erreichen eines bestimmten Verschließmoments (Anlegemoment M1) erfaßt.

2. Drehvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehmomentbegrenzungseinrichtung eine die Energiezufuhr zum Antrieb in Abhängigkeit vom Verschließmoment (M2) steuernden Steuereinrichtung (19) verwendet wird.

3. Drehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehmomentbegrenzungseinrichtung eine die Energiezufuhr zum Antrieb in Abhängigkeit von dem mittels eines Drehwinkelsensors (17) erfaßten Drehwinkel des Schraubverschlusses (3) steuernden Steuereinrichtung (19) verwendet wird.

4. Drehvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) zur Erfassung des momentanen Drehmoments mindestens eine der Energiezufuhr des Antriebs zugeordnete Strom- und/oder Spannungserfassungseinrichtung aufweist.

5. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) die zeitliche Änderung des Verschließmoments erfaßt.

6. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) zur Erfassung des Verschließmoments mindestens einen Sensor (13) zur Ermittlung des Versorgungsstroms und/oder der Versorgungsspannung des Motors (9) der Verschließeinrichtung (7) aufweist.

7. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) zur Erfassung der zeitlichen Änderung des Verschließmoments mindestens einen Sensor (13) zur Ermittlung des Versorgungsstroms und/oder der Versorgungsspannung des Motors (9) der Verschließeinrichtung (7) aufweist.

8. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) mindestens eine Komparatorschaltung (21) aufweist, die das momentan erreichte Verschließmoment mit einem vorgebbaren Wert für das Moment (M1, M2, M3) vergleicht.

9. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinrichtung (19) eine Energiezufuhrumkehrschaltung zugeordnet ist.

10. Drehvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiezufuhrumkehrschaltung ein das Öffnungsmoment erfassender Drehmomentsensor zugeordnet ist.

11. Drehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) als Regelschaltung ausgelegt ist.

12. Verfahren zum Aufbringen von Schraubverschlüssen, insbesondere aus Kunststoff, auf Behälter insbesondere mittels einer Drehvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubverschluß (3) bis zum Erreichen eines vorgegebenen Verschließmoments (Anlegemoment M1) zugeschraubt, dann der Drehwinkel oder die zeitliche Änderung des Verschließmoments erfaßt wird.

13. Verfahren zum Aufbringen von Schraubverschlüssen, insbesondere aus Kunststoff, auf Behälter insbesondere mittels einer Drehvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubverschluß (3) bis zum Erreichen eines vorgegebenen Verschließmoments (Anlegemoment M1) zugeschraubt, dann der Drehwinkel und die zeitliche Änderung des Verschließmoments erfaßt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das am Schraubverschluß (3) wirkende Drehmoment mit Hilfe eines Momentsensors (15) oder mittels einer der Energiezufuhr des Antriebs der Drehvorrichtung zugeordneten Strom- und/oder Spannungserfassungseinrichtung erfaßt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das momentane Verschließmoment mit einem vorgebbaren Momentenwert (M2) verglichen wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der momentane Drehwinkel mit einem vorgebbaren Drehwinkel (W) verglichen wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Energiezufuhrumkehrung das momentane Öffnungsmoment erfaßt wird, sobald der Drehwinkel <0° ist.

18. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubverschluß (3) bis zum Erreichen eines vorgebbaren, über dem gewünschten Verschließmoment (M2) liegende Grenzmoment (Mg) zugeschraubt und dann um einen vorgebbaren Drehwinkel (W2) zur Einstellung des gewünschten Verschließmoments (M2) in entgegengesetzter Richtung aufgedreht wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Behälter (1), bei denen fehlerhafte Winkelwerte festgestellt wurden, aussortiert werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Behälter (1), bei denen fehlerhafte Momentenwerte festgestellt wurden, aussortiert werden.