DE4039434A1 - Verfahren und vorrichtung zum verschliessen von behaeltern durch aufbringen von behaelterverschluessen in einer fuellmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Pa­ tentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

In der Lebensmittel und Getränkeindustrie sowie im chemisch pharmazeuti­ schen Bereich, sind viele Abfüll- und Verschlußmethoden zum Abfüllen und zum Verschließen von Behältern bekannt. Es sind auch Verfahren bekannt die sehr dicht nach der Behälterabgabe aus der Füllmaschine, die Verschlüsse auf die Behälter aufsetzen. Bekannt sind auch Maschinen, welche mittels aufwendigen Zusatzein­ richtungen, in geschlossenen Füllsystemen, die Verschlüsse vor Beginn des Abfüllvorganges in den geschlossenen Bereich seitlich anordnen, um sie vor Abgabe des Behälters auf die Mündung aufzulegen. Ein Verschließvorgang selbst ist dabei jedoch nicht möglich.

Nachteilig ist bei allen bisher üblichen Verfahren, insbesondere bei kontinu­ ierlich rundlaufenden Maschinen, daß die gefüllten Behälter die eigentliche Füllmaschine nach dem Abfüllvorgang verlassen und zunächst über eine, meist gekoppelte Transfereinrichtungen, einer Verschlußaufsetz- und Ver­ schließeinrichtung zugeführt werden müssen, um in diesen mit einem Ver­ schluß versehen zu werden. Die dabei erfolgenden Absetz- und Umlenkbewegungen bei der Überleitung der noch unverschlossenen Behälter wirkt sich auf das Füllgut aus und bringt teilweise Produktverluste sowie eindringen von Umgebungsluft mit sich, sofern dies nicht durch aufwendige Zusatzeinrichtungen eingeschränkt wird. Weiterhin nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist, daß die Be­ hälter zum eigentlichen Verschließvorgang erneut so geführt bzw. zentriert werden müssen, daß sich die Mündung der Behälter in der exakten Position zu diesen Vorrichtungen befindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und Vorrichtungen aufzuzeigen, welche es bei relativ geringem konstruktiven Aufwand ermöglichen, Verschlüsse direkt nach der Abfüllphase, bei noch zentriertem und festgehaltenem Behälter unterhalb des Füllventils in der Füllmaschine, derart einzubringen, daß der Aufsetz- und Verschlußvorgang noch im Füller selbst erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren und eine Vorrichtung entspre­ chend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Behälter, beispielsweise die Flasche, nach Beendigung des Füllvorganges, mittels seiner Halterung so­ weit unter das Füllventil abgesenkt, daß der Mündungsbereich durch seitlich einschwenkbare Verschluß-Aufbringvorrichtungen zugänglich wird. An den Zentrier- und Greifeinrichtungen, welche die Behälter halten und deren Vertikalbewegungen durchführen, sind schwenkbare Verschluß- Aufbringvorrichtungen angeordnet. Diese, an jedem Füllventil befindliche Einrichtung, übernimmt in ausgeschwenktem Zustand, mittels einer entsprechend ausgebildeten Verschlußaufnahme jeweils einen Verschluß aus einer feststehenden, am Außenumfang des Füllers angeordneten Verschlußzufuhr­ rinne.

Nach erfolgter Verschlußaufnahme läuft die Verschluß-Aufbringvorrichtung gegen eine Einschwenkkurve, und bewirkt so den radialen Einschwenkvor­ gang, der die Verschluß-Aufbringeinrichtung samt Verschluß über die Behältermündung unterhalb des Füllventils bringt. Durch eine Vertikalbewegung in Richtung Füllventil, werden Behälter und die in Aufbringposition befindliche Aufbringeinrichtung an die im Ventilunterteil befindliche Abdicht- und Verschließhülse angedrückt. Dadurch bewegt sich der Verschlußaufsetzer innerhalb der Verschlußaufbringeinrichtung nach unten und setzt den Verschluß auf die Mündung.

Die sich anschließend leicht absenkende Zentrier- und Greifeinrichtung samt Behälter, gibt die Verschluß-Aufbringvorrichtung frei und diese schwenkt sofort aus dem Ventilbereich heraus. Sobald die Verschluß-Aufbringvor­ richtung ausgeschwenkt ist, bewegt sich die Zentrier- und Greifeinrichtung samt Behälter und aufgelegtem Verschluß nach oben. Dadurch wird der Ver­ schluß zwischen dem Ventilunterteil und der Abdicht- und Verschließhülse zentriert. Durch Druckbeaufschlagung der Ringkolbenfläche der Abdicht- und Verschließhülse, wird diese, innen als gehärteter Verschlußkonus ausgebildete Hülse, mit einer einstellbaren Schließkraft über den Verschluß gedrückt.

Der so verschlossene Behälter kann abgesenkt und freigegeben werden.

Die Verschlußübernahme durch die Verschluß-Aufbringvorrichtung aus der Verschlußzufuhrrinne, erfolgt durch mechanisches Ausschieben des in Abga­ beposition befindlichen Verschlusses. Der Verschlußaufnahmeteil der Ver­ schluß-Aufbringvorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß dieser eine, der Verschlußform entsprechende Vertiefung besitzt. Ein an der Vorrichtung befindlicher Mitnehmer, schiebt den Verschluß aus der Rinne, über eine vorzugsweise federnd an der Rinne befindlichen Einschubschräge, in die Verschlußaufnahme. Der Verschluß wird je nach Verschlußart entweder magnetisch, oder durch einen elastischen Verschlußhalter, im Verschluß­ aufnahmeteil festgehalten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, (Beispielsweise für die Aufbringung von "twist-off-Verschlüssen"), ist die Verschlußaufbringeinrichtung in ihrem Aufsetzteil so ausgeführt, daß bei dem Verschlußaufsetzvorgang auf die Be­ hältermündung durch Fortsetzung der Hubbewegung, eine Drehbewegung der Verschlußhalterung eingeleitet wird. In diesem Fall besteht der Ver­ schlußaufsetzer, aus dem in der Vertikalfuhrung der Verschlußaufbringein­ richtung geführten und federnd gehaltenem Aufsetzteil mit der Verschluß­ halterung, und einem im Aufsetzteil gewindeartig und ebenfalls federnd ge­ haltenem Innenteil. Da die Feder des Innenteils eine entsprechend höhere Federkraft besitzt, erfolgt durch die Vertikalbewegung zunächst der Aufsetz­ vorgang des Verschlusses. Sobald die Anpreßkraft des Verschlusses an die Behältermündung die Federkraft des Innenteils erreicht, beginnt die Auf­ schraubbewegung. Vorzugsweise wird dabei die Anschraubkraft durch die Ausbildung der elastischen Verschlußhalterung bestimmt.

Die Erfindung wird im folgenden, anhand der Figuren, an Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung, in Draufsicht, den Auslaufteil verschließen Füllmaschine, mit Anordnung der Füllventile, der Verschluß- Aufbringvorrichtung, mit Verschlußzufuhrrinne sowie der Einschwenkkurve.

Fig. 2 in schematischer Darstellung in Seitenansicht und teilweise auch geschnitten, sowie in Draufsicht, die Anordnung der Verschluß-Auf­ bringvorrichtung an der Zentrier- und Greifeinrichtung mit Flasche, als auch den Vorderteil einer Verschlußzufuhrrinne, in Aufnahmeposition des Verschlusses.

Fig. 3 in vereinfachter Darstellung die wesentlichen Teile der Ver­ schluß-Aufbringvorrichtung in Bezug auf das Füllventilunterteil, in einge­ schwenktem Zustand, mit dem oberhalb der Flaschenmündung positionierten Verschluß, und der Abdicht- und Verschließhülse.

Fig. 4 in vereinfachter Darstellung den Aufsetzvorgang des Ver­ schlusses.

Fig. 5 zeigt die ausgeschwenkte Verschluß-Aufbringvorrichtung bei leicht abgesenkter Zentrier- und Greifeinrichtung.

Fig. 6 in schematischer Darstellung in Seitenansicht, teilweise geschnitten, das Ventilunterteil mit der darin befindlichen Abdicht- und Verschlußhülse, sowie die in Verschließposition befindliche Zentrier- und Greifeinrichtung.

Fig. 7 vereinfachte Darstellung teilweise geschnitten und in Drauf­ sicht die Verschlußzufuhrrinne und die Verschlußaufnahme, mit dem darin angeordneten Verschlußaufsetzer. Die beiden dargestellten Positionen zei­ gen die Verschlußübernahme.

Fig. 8 in vereinfachter Darstellung in Seitenansicht, teilweise ge­ schnitten, die Verschluß-Aufbringvorrichtung am Beispiel für twist-off-Ver­ schluß, sowie die dazu gehörende Glasmündung am Ventilunterteil ange­ preßt, und eine Position der Verschlußaufnahmevorrichtung mit der Ver­ schlußzufuhrrinne.

Fig. 9 in vereinfachter Darstellung, in Seitenansicht teilweise ge­ schnitten, die Verschluß-Aufsetzvorrichtung, und die Zentrier- und Greifein­ richtung in Draufsicht, in der Verschlußaufnahmeposition.

Fig. 10 die Verschluß-Aufbringvorrichtung über der Behältermün­ dung eingeschwenkt.

Fig. 11 den Verschluß auf die Behältermündung aufgesetzt.

Fig. 12 die Vorrichtung am Ende des Anschraubvorganges, mit der gedrehten Verschlußhalterung.

Fig. 13 die abgesenkte Zentrier- und Greifeinrichtung, mit dem ver­ schlossenen Behälter, und der ausschwenkenden Verschluß-Aufbringvor­ richtung.

Der in Fig. 1 dargestellte Füllmaschinen-Ausschnitt, zeigt schematisch einen Fullmaschinenauslauf, mit den am Ringkessel 17 angeordneten Füllventilen 16. Die Verschluß-Aufbringvorrichtungen 1 sind an den unterhalb der Füllventile angeordneten Zentrier- und Greifeinrichtungen 4 schwenkbar gelagert. Die, an der unterhalb der Verschluß-Aufbringeinrichtung angeordnete Verschlußzufuhrrinne 6, stellt die aufzubringenden Verschlüsse bereit, so daß diese von den vorbeilaufenden Verschluß- Aufbringvorrichtungen entnommen werden können. An der sich anschließenden Einschwenkkurve werden die Verschluß- Aufbringvorrichtungen über die Kurvenrolle 9 in den Ventilbereich eingeschwenkt, und damit Verschluß und Aufsetzvorrichtung über die Behäl­ termündung positioniert, wie in Fig. 2 und Fig. 3 beispielhaft gezeigt. Die in der Zentrier- und Greifeinrichtung 4 gehaltene Flaschenmündung 5 ist bei entsprechender Höhenposition gegenüber dem Ventilunterteil 2 und der Abdicht- und Verschließhülse, von oben frei zugänglich. Dadurch kann, wie ebenfalls in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, die Verschluß-Aufbringvorrich­ tung 1, oder wie in Fig. 9 gezeigt 1′ einfach durch Anfahren der Ein­ schwenkkurve 18 in die Aufbringposition über der Behältermündung ge­ bracht werden. Die in der Aufbringvorrichtung 1 angeordnete Verschlußauf­ nahme, hält den Verschluß nach der Entnahme aus der Zufuhrrinne 6 mittels Magnet 10. Der Verschlußaufsetzer 7 wird dabei mittels Federkraft in seiner oberen Position gehalten.

Die eigentliche Verschlußaufsetzbewegung und das Aufsetzen des Ver­ schlusses auf die Mündung, erfolgt wie in Fig. 4 gezeigt, durch die Verti­ kalbewegung in Richtung Ventilunterteil und Abdicht- und Verschlußhülse. Dabei drückt die Verschlußhülse gegen den Teller des Verschlußaufsetzers 7 und dieser drückt den Verschluß aus der Verschlußaufnahme mit seinem Aufsetzstößel 8 auf die Flaschenmündung. Sofort bewegt sich die Zentrier- und Greifeinrichtung mit der daran befestigten Verschluß-Aufbringeinrichtung leicht nach unten und gibt die Verschluß-Aufbringvorrichtung zum Aus­ schwenken frei. Da die gesamte Vertikalbewegung der Zentrier- und Greifein­ richtung über zwei Vertikalführungsstangen kurvengesteuert von oben erfolgt, und im reinen mechanischen Zusammenwirken, wegabhängig, durch Kurven gesteuert ist, erfolgen die vorstehend beschriebenen Bewegungsabläufe synchron mit dem Füllerlauf. Eine an der Verschluß- Aufsetzvorrichtung angebrachte Torsionsfeder, bringt die Verschluß- Aufsetzvorrichtung mit ihrer geringen Masse, sehr schnell in ihre ausgeschwenkte Grundstellung zurück, Fig. 5. In eben dieser Ausgangsstellung ist sie zur erneuten Verschlußaufnahme be­ reit, und kann, sobald sie im Füllerumlauf die Verschlußzufuhrrinne erreicht, mittels des Verschlußmitnehmers 15, erneut einen Verschluß aufnehmen.

Nachdem die Verschluß-Aufbringeinrichtung aus dem Ventilbereich ausge­ schwenkt ist, wird die Flaschenmündung mit dem aufgesetzten Verschluß über die Zentrier- und Greifeinrichtung 4, an das Ventilunterteil 2 angedrückt. Dabei wird der Verschluß zwischen dem konischen Innenteil 12 der Abdicht- und Verschließhülse zentriert. Wie in Fig. 6 dargestellt, wird. Nunmehr die Ringkolbenfläche 13 mit Luftdruck beaufschlagt und drückt so den Verschließkonus der Hülse über den Verschluß. Damit ist der Verschließvorgang beendet und die Flasche kann den Füller in verschlossenem Zustand verlassen.

Der in Fig. 7 gezeigte Verschlußaufnahmevorgang durch die Verschlußauf­ nahmevorrichtung aus der Zufuhrrinne 6 durch den Verschlußmitnehmer 15 über die Übergabefeder 20 (Aufschubschräge), soll die unkomplizierte Verschlußaufnahme verdeutlichen.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt in Fig. 8, daß nach dem gleichen Grundprinzip auch andere Verschlußarten, bei entsprechender Ausführungsform der Verschluß-Aufbringeinrichtung in geeigneter Weise verarbeitet werden können, und somit auch andere Behälter, nach dem Abfüllvorgang im Füller verschlossen werden können. Dieses nachstehend näher beschriebene Ausführungsbeispiel, zeigt den Verschluß eines Glases, mit einem "twist-off-Verschluß". In ähnlicher Weise lassen sich auch z. B. Kunststoffschraubverschlüsse aufbringen.

Der wesentliche Unterschied zum Ausführungsbeispiel mit der Flasche und dem Kronenkorkverschluß, liegt in der Ausführungsform der Verschluß-Auf­ bringvorrichtung.

Die in den Fig. 8 bis 13 dargestellte Ausführung besitzt eine Verschluß- Aufbringvorrichtung 1′, sowie den Verschlußhalter 26 mit der Hülsenführung 24 für den Verschlußhalter 26. Der Verschlußaufsetzer 7′ ist dabei innerhalb der Hülsenführung, vorzugsweise mit einer Art Steilgewinde 25 eingebracht. Sowohl die Hülsenführung, als auch das Verschlußaufsetzer-Innenteil, wer­ den jeweils durch Druckfedern in ihrer Ausgangsstellung gehalten. Der Verschlußhalter 26 ist mit einer elastischen Verschlußhalterung 23 ver­ sehen.

Der Verschluß wird, wie auch bei der zuvor beschriebenen Ausführung, mittels Mitnehmer aus der Zufuhrrinne entnommen, in den Verschlußhalter 26 gedrückt, und dort von der elastischen Verschlußhalterung 23 festgehalten. Die Aufnahmeposition zeigt Fig. 10. Der eingeschwenkte Zustand, oberhalb der Behältermündung mit dem im Verschlußhalter befindlichen Verschluß, wird (die Vorrichtung) in Fig. 10 dargestellt. Durch die Vertikalbewegung der Zentrier- und Greifeinrichtung nach oben, wird der Teller des Verschlußaufsetzers 7′, über die Abdicht- und Verschlußhülse 3, in Richtung Glasmündung bewegt. Da die innere Feder stärker ist, und zudem das Steilgewinde die Ausgangsposition des Innenteiles stützt, erfolgt zunächst nur eine reine Aufsetzbewegung des Verschlusses auf die Glasmündung Fig. 11. Sobald der Widerstand des auf die Glasmündung aufgesetzten Verschlusses ansteigt, bewegt sich das Innenteil 7′ des Aufsetzers, in die Hülsenführung 24 mit dem Steilgewinde. Dadurch erfolgt eine Drehbewegung des Verschlußhalters und der Anschraubvorgang Fig. 12.

Anschließend senkt sich die Zentrier- und Greifeinrichtung mit dem ver­ schlossenen Glas ab Fig. 13. Die Verschluß-Aufbringvorrichtung schwenkt aus und der Behälter kann aus dem Füller abgegeben werden.

Claims (7)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen und Verschließen von Behälterverschlüssen, auf in Füllmaschinen befindliche Behälter (Flaschen, Gläser usw.), direkt nach Beendigung des Füllvorganges, wobei sich die Behälter noch in der Füllmaschine (Füllerkarussell) unterhalb des Füllventils und der gleichen Behälterhalterung wie beim Füllvorgang befinden, und zwar derart, daß ein gefüllter und verschlossener Behälter aus dem Füllerkarussell abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Behälter mittels seiner Halterung so weit unterhalb des Füllventils absenkt, damit eine an dieser Behälterhalterung befindliche und seitlich einschwenkbare Verschluß- Aufbringvorrichtung über die Mündung des Behälters gebracht werden kann, nachdem diese Verschluß-Aufbringvorrichtung zuvor in ihrer Ausgangsposition, einen Verschluß einer außerhalb des drehenden Füllerkarussells angeordneten Verschlußzufuhrrinne entnommen hat, und nunmehr in der Verschlußaufbringposition oberhalb der Behältermündung, mittels einer, in der Verschluß-Aufbringvorrichtung befindlichen Verschlußaufsetzeinrichtung, durch Vertikalbewegung der Behälterhalterung in Richtung Ventilunterteil, den Verschluß auf die Behältermündung aufsetzt um anschließend, bei ausgeschwenkter Verschluß-Aufbringvorrichtung durch erneute Vertikalbewegung nach oben, den Verschluß zwischen Ventilunterteil und einer in diesem befindlichen Abdicht- und Verschließhülse zu zentrieren, und nach dieser Zentrierung durch Druckbeaufschlagung der Ringkolbenfläche der Abdicht- und Verschließhülse, der Innenkonus derselben sich über den Verschluß schiebt und damit den Verschließvorgang beendet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß mittels einem an der Verschluß-Aufbringvorrichtung befindlichen Mitnehmer aus der Verschlußzufuhrrinne ausgeschoben, und über eine an der Zufuhrrinne befindlichen Einschubschräge, in die Verschlußaufnahme der Verschluß-Aufbringvorrichtung eingesetzt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Verschluß-Aufbringvorrichtung, oberhalb der Verschlußaufnahme, ein federnd gehaltener, nach unten ausschiebbarer Verschlußaufsetzer mit Aufsetzstößel befindet, der durch andrücken des an seinem oberen Teil befindlichen Tellers, von der Abdicht- und Verschließhülse nach unten bewegt wird, und damit den Verschluß aus dessen Halterung auf die Behältermündung aufsetzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschluß- Aufbringvorrichtung eine Verschlußaufsetzeinrichtung enthält, deren Ausbildung die Aufnahme von Verschlüssen, sowie durch eine elastische, radial angeordnete Verschlußhalterung, das festhalten der Verschlüsse an deren Außenumfang ermöglicht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußaufsetzeinrichtung aus einer, in der Verschluß-Aufbringvorrichtung dreh-und verschiebbar gelagerten, Hülsenführung und mit dieser verbundenem Verschlußhalter besteht, sowie einem in dieser Hülsenführung ebenfalls federnd in Ausgangsposition gehaltenem, oben angeordneten Innenteil, wobei Hülse und Innenteil, vorzugsweise über ein Steilgewinde so miteinander verbunden sind, daß in der Verschlußaufsetzposition, nach Abschluß des Verschlußaufsetzvorganges, durch den Widerstand des aufsitzenden Verschlusses, und dem nicht weiter nach unten verschiebbaren Verschlußhalter, durch das Steilgewinde und das oben innerhalb der Hülse angeordneten Innenteil, eine Drehbewegung des Verschlußhalters eingeleitet wird, wobei diese Drehbewegung das Aufschrauben des Verschlusses bewirkt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß Verschlußhalter und Aufsetzeinrichtung so ausgebildet sind, daß so­ wohl die Aufnahme von Schraubverschlüssen als auch von Aufdrückver­ schlüssen möglich ist, um damit sowohl Aufsetzvorgang mit anschließender Verschlußdrehung, oder aber, Aufsetzvorgang mit anschließendem Verschluß durch die Abdicht- und Verschließhülse durchführen zu können.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Hubkurvenführung für die Behälterhalterung als auch die Einschwenkkurve für das einschwenken der Verschluß-Aufbringvorrichtung zusammen mit der Position der Verschlußzufuhrrinne, so zueinander angeordnet und ausgebildet sind, daß Verschlußaufnahme, Einschwenkvorgang, Aufsetzvorgang, Ausschwenkvorgang und Verschließvorgang unabhängig von der Geschwindigkeit der Füllerdrehbewegung, zwangsläufig, der Verschlußart entsprechend, stattfinden.