DE4131910C2

DE4131910C2 - Device and method for screwing on screw caps

Info

Publication number: DE4131910C2
Application number: DE19914131910
Authority: DE
Inventors: Patricia Heinlein; Manfred Brand
Original assignee: HEINLEIN PLASTIK TECHNIK GmbH
Current assignee: HEINLEIN PLASTIK TECHNIK GmbH
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2011-09-26
Also published as: DE4131910A1

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Aufschrauben von Schraubverschlüssen, insbesondere von Schraubverschlüssen mit einem einen Ringwulst am Flaschenhals übergreifenden Orginalitätssicherungs ring, umfassend einen drehantreibbaren, die Schraubkappe er greifenden Schraubansatz, der am freien vorderen Ende einer Antriebswel le angeordnet ist, wobei die Antriebswelle über eine elektromagnetische Kupplung an die drehangetriebene Welle eines Drehantriebes ankoppelbar ist, und wobei der Schraubansatz zum Angriff an der Schraubkappe auf- und abbeweglich gelagert ist.The invention is directed to a device for screwing on Screw closures, especially screw closures with a a ring bead on the bottleneck of originality assurance ring, comprising a drivable, the screw cap gripping screw approach, at the free front end of a drive shaft le is arranged, the drive shaft via an electromagnetic Coupling can be coupled to the rotary drive shaft of a rotary drive and where the screw attachment for attacking the screw cap and is movably mounted.

Mit Hilfe derartiger Vorrichtungen wird eine auf einen gefüllten Behälter lediglich lose aufgesetzte Verschlußkappe automatisch festgeschraubt. Die elektromagnetische Kupplung ist während des Schraubvorganges einge schaltet, d. h. sie stellt eine drehfeste Verbindung zwischen dem Drehan trieb und dem die Verschlußkappe ergreifenden Schraubansatz her. Die elektromagnetische Kupplung wird durch entsprechende Einstellung des die Magnetwindungen durchfließenden Stromes hinsichtlich des Mitnahme-Dreh momentes so ausgelegt, daß sie dem Schraubwiderstand bei Aufschrauben standhält, daß sie andererseits aber beim Erreichen des aufgeschraubten Endzustandes durchrutscht, so daß der Aufschraubansatz wieder nach oben gezogen werden kann, um einen neuen Aufschraubvorgang an einem neuen Behälter zu beginnen, wobei die Behälter taktweise unter die Aufschraub vorrichtung transportiert bzw. von dieser wegtransportiert werden.With the help of such devices, one is placed on a filled container only loosely attached cap automatically screwed. The electromagnetic clutch is on during the screwing process switches, d. H. it provides a non-rotatable connection between the pivot drove and the screw cap gripping the cap. The electromagnetic clutch is by appropriate setting of the Current flowing through magnetic windings with regard to the entraining rotation moment designed so that the screw resistance when screwing withstands that, on the other hand, when it reaches the screwed on Final state slips, so that the screw-on approach back up can be dragged to a new screwing on a new one Container to begin, the containers being cyclically screwed under device transported or transported away from this.

Die vorstehend beschriebene Einstellung des Halte-Drehmoments der elek tromagnetischen Kupplung stellt einen Kompromiß dar, der im Betrieb zu erheblichen Problemen führen kann. Wird nämlich das Halte-Drehmoment relativ niedrig eingestellt, so besteht die Gefahr, daß aufgrund von Unregelmäßigkeiten, z. B. am Gewindehals von Glasflaschen, der Auf schraubwiderstand relativ groß wird und die Kupplung schon auslöst, bevor der aufgeschraubte Endzustand erreicht wird. Will man dies andererseits durch Einstellung eines relativ hohen Drehmomentes ver meiden, besteht die Gefahr, daß die Verschlußkappe beim Aufschrauben überdreht wird, was insbesondere daraus resultiert, daß nach dem Ab schalten des Stroms der elektromagnetischen Kupplung beim Erreichen des Endzustandes eine magnetische Remanenz verbleibt, so daß die Kupplungs verbindung und Drehmomentübertragung erst mit einer Zeitverzögerung eintritt.The above-described setting of the holding torque of the elec tromagnetic coupling represents a compromise that in operation too can cause significant problems. Namely, the holding torque set relatively low, there is a risk that due to Irregularities, e.g. B. on the neck of glass bottles, the on screw resistance becomes relatively large and the clutch is already triggered, before the screwed-on final state is reached. If you want this on the other hand, by setting a relatively high torque ver avoid, there is a risk that the cap when screwing is overdriven, which results in particular from the fact that after Ab switch the current of the electromagnetic clutch when reaching the Final state remains a magnetic remanence, so that the clutch connection and torque transmission only with a time delay entry.

Die US 4 633 646 zeigt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufschrauben von Schraubverschlüssen. Um ein Überdrehen der Verschlußkappe zu vermeiden, ist danach vorgesehen, daß nach Ansprechen einer Magnetkupplung zwischen Antriebswelle und Schraubansatz der Angriff des Schraubansatzes an dem Schraubverschluß gelöst wird.US 4,633,646 shows an apparatus and a method for screwing on of screw caps. To overtighten the cap to avoid, it is provided that after addressing a Magnetic coupling between the drive shaft and screw attachment the attack of the Screw approach is loosened on the screw cap.

Die WO 87/4692 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufschrauben von Schraubverschlüssen, bei welcher der Schraubansatz und das abtriebsseitige Kupplungsteil einer Magnetkupplung ein möglichst kleines Trägheitsmoment besitzen sollen.WO 87/4692 describes a device for screwing on Screw closures, in which the screw attachment and the output side Coupling part of a magnetic coupling has the smallest possible moment of inertia should own.

Aus der DE 33 36 041 A1 geht ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufschrauben von Schraubverschlüssen hervor, wobei mittels einer Drehmomentsteuerung zunächst ein kleineres Aufschraubdrehmoment und erst nach Abbremsen des Schraubansatzes das Verschließdrehmoment eingestellt wird.DE 33 36 041 A1 describes a method and a device for Unscrew screw caps, using a torque control first a smaller screwing torque and first after the screw attachment has been braked, the closing torque is set becomes.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, wo durch sichergestellt ist, daß auch bei einer unregelmäßigen Ausbildung des Gewindes bzw. eines gegebenenfalls vorhandenen, von einem Origina litätssicherungsring zu übergreifenden Wulstes ein sicheres und vollstän diges Aufschrauben gewährleistet ist, und daß andererseits zuverlässig ein Überdrehen der Verschlußkappe unter Beschädigung derselben vermie den wird.Proceeding from this, the invention is based on the object to create direction and a method of the type mentioned, where by ensuring that even with irregular training of the thread or any existing one from an origina security ring for overlapping beads a safe and complete unscrewing is guaranteed, and that on the other hand reliable avoid over-tightening the cap to damage it that will.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß zwischen der den Schraubansatz tragenden Antriebswelle und dem die erste elektromagnetische Kupplung umgebenden drehfesten Kupplungsgehäuse eine zweite elektromagnetische Kupplung angeordnet ist.This object is achieved in a generic device in that that between the drive shaft and the drive shaft first electromagnetic clutch surrounding rotationally fixed clutch housing a second electromagnetic Coupling is arranged.

Diese zweite Kupplung kann bei definierter Auslösung dafür sorgen, daß der Aufschraubvorgang zu einem absolut definierten Zeitpunkt zu Ende gebracht wird, so daß trotz Einstellung eines vergleichsweise hohen Drehmomentes für das Haltemoment der Kupplung von z. B. 400 N/cm ge währleistet ist, daß die Schraubkappe nicht zu weit gedreht wird. An dererseits wird durch ein solches vergleichsweise hohes Drehmoment sichergestellt, daß Unregelmäßigkeiten in der Ausbildung des Gewindes oder des Haltewulstes am Behälterhals nicht dazu führen, daß die Schraubkappe nicht vollständig aufgeschraubt wird.With a defined triggering, this second clutch can ensure that the screwing process ends at an absolutely defined point in time is brought so that despite setting a comparatively high Torque for the holding torque of the clutch from z. B. 400 N / cm It is ensured that the screw cap is not turned too far. On on the other hand, such a comparatively high torque ensured that irregularities in the formation of the thread or the retaining bead on the container neck do not cause the Screw cap is not fully screwed on.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es sich als vorteilhaft erweisen, daß ein Sensor zur Erfassung des Absenkweges des Schrauban satzes vorgesehen ist. Dieser Sensor kann beispielsweise als ortsfester Mikroschalter ausgebildet sein. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Bremsvorgang exakt an einer definierten Stelle des Aufschraubvorganges abgebremst wird.In a further embodiment of the invention, it can be advantageous prove that a sensor for detecting the lowering of the screw sentence is provided. This sensor can, for example, be more stationary Microswitch be formed. This ensures that the Braking process exactly at a defined point in the screwing process is braked.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst bei einem Verfahren der eingangs genannten Art zum Aufschrauben von Schraubkappen unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, welches sich dadurch auszeichnet, daß über eine erste elektromagnetische Kupplung eine bis zum Erreichen eines maximalen Drehmoments drehfeste Verbindung zwischen einem absenkbaren Drehantrieb und einem Schraubansatz herge stellt wird, der Schraubansatz abgesenkt wird, eine Schraubkappe mittels des Schraubansatzes aufgeschraubt wird und nach Erreichen eines vorbe stimmten Weg- oder Zeitpunktes im Aufschraubvorgang die erste elektro magnetische Kupplung abgeschaltet und eine zweite, nachgeordnete elek tromagnetische Kupplung derart aktiviert wird, daß der Schraubansatz abgebremst wird.The above-mentioned object is also achieved in a method of the type mentioned at the beginning for screwing on screw caps using the device described above, which is characterized in that via a first electromagnetic clutch a connection that is non-rotatable until a maximum torque is reached between a lowerable rotary drive and a screw attachment is set, the screw neck is lowered, using a screw cap the screw attachment is screwed on and after reaching a the first electro magnetic clutch switched off and a second, subordinate elec tromagnetic clutch is activated so that the screw approach is braked.

Insoweit ist es z. B. möglich, die Betätigung der zweiten Kupplung in Abhängigkeit von dem Ansprechen eines den Absenkweg erfassenden Sen sors oder alternativ dazu in Abhängigkeit von einem das Aufschraub drehmoment erfassenden Sensors zu veranlassen.So far it is z. B. possible to actuate the second clutch in Dependence on the response of a sen measuring the lowering path sors or alternatively, depending on one, the unscrewing Torque sensing sensor to cause.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbei spiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrich tung.In the following the invention is illustrated by a preferred embodiment game described in connection with the drawing. This shows a schematic longitudinal section through a Vorrich invention tung.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung umfaßt einen Schraubansatz 1, der so dimensioniert ist, daß er eine in der Zeichnung nicht darge stellte, auf einen Behälterhals lose aufgesetzte Schraubkappe ergreifen kann. Der Schraubansatz 1 ist an einer Antriebswelle 2 befestigt, welche über ein Kugellager 3 zur Aufnahme der radialen Kräfte und ein Axial- Kugellager 4 zur Aufnahme der axialen Kräfte in einem ersten Gehäuseteil 5 gelagert ist.The device shown in the drawing comprises a screw neck 1 , which is dimensioned so that it is a Darge not shown in the drawing, can loosely put on a container neck screw cap. The screw attachment 1 is fastened to a drive shaft 2 , which is mounted in a first housing part 5 via a ball bearing 3 for absorbing the radial forces and an axial ball bearing 4 for absorbing the axial forces.

Auf dem Axial-Kugellager 4 sitzt eine magnetisierbare Scheibe 6 mit einem die Antriebswelle 2 umfassenden Flanschansatz 7, welche zusammen mit einer Spule 8, die über eine schematisch angedeutete Leitung 9 mit Strom versorgt wird, eine elektromagnetische Kupplung 10 bildet. Die magne tisierbare Scheibe 6 bzw. der Flanschansatz 7 sind mit der Antriebswelle 2 drehfest verbunden und die Spule 8 ist relativ zu dem Gehäuseteil 5 drehfest angeordnet.On the axial ball bearing 4 there is a magnetizable disk 6 with a flange extension 7 comprising the drive shaft 2 , which together with a coil 8 , which is supplied with current via a schematically indicated line 9 , forms an electromagnetic clutch 10 . The magnetizable disc 6 or the flange shoulder 7 are connected to the drive shaft 2 in a rotationally fixed manner and the coil 8 is arranged in a rotationally fixed manner relative to the housing part 5 .

Oberhalb der Spule 8 ist über einen Zapfen 11 in dem Gehäuseteil 5 ein weiteres Radialkugellager 12 drehfest eingesetzt, an welches sich eine Spule 13 anschließt, die gegenüber dem Gehäuseteil 5 ebenfalls drehfest gelagert ist, und in welche ein mit der Antriebswelle 2 drehfest verbundenes magnetisierbares Flanschteil 14 eingreift. Die Antriebswelle 2 endet mit der Stirn seite des Flanschteils 14. Über einen schmalen horizontalen Spalt von dem Flanschteil 14 getrennt ist mittels eines Axial-Kugellagers 15 ein entspre chendes Flanschteil 16 gelagert, welches drehfest mit der Welle 17 eines als solchen nicht dargestellten Drehantriebes verbunden ist. Die Welle 17 ist über ein Radial-Kugellager 18 in einem zweiten Gehäuseteil 19 ange ordnet, wobei der zweite Gehäuseteil 19 mit dem ersten Gehäuseteil 5 drehfest zusammengesteckt ist.Above the coil 8 , a further radial ball bearing 12 is rotatably inserted via a pin 11 in the housing part 5 , to which a coil 13 is connected, which is also rotatably mounted relative to the housing part 5 , and into which a magnetizable flange part connected to the drive shaft 2 in a rotationally fixed manner 14 engages. The drive shaft 2 ends with the end face of the flange part 14 . About a narrow horizontal gap from the flange part 14 is a corresponding flange part 16 is mounted by means of an axial ball bearing 15 , which is rotatably connected to the shaft 17 of a rotary drive, not shown as such. The shaft 17 is arranged via a radial ball bearing 18 in a second housing part 19 , the second housing part 19 being rotatably connected to the first housing part 5 .

Die beiden Flanschteile 14 und 16 bilden zusammen mit der Spule 13 eine elektromagnetische Kupplung 20. Together with the coil 13, the two flange parts 14 and 16 form an electromagnetic clutch 20 .

Diese erste elektromagnetische Kupplung 20 überträgt ein definiertes Drehmoment ent sprechend dem über eine Leitung 21 der Spule 13 zugeführten Strom von der Welle 17, z. B. dem Einspannzapfen eines konventionellen, absenkba ren Bohrgerätes, auf die Antriebswelle 2, welche den Schraubansatz 1 trägt.This first electromagnetic clutch 20 transmits a defined torque accordingly the supplied via a line 21 of the coil 13 current from the shaft 17 , for. B. the chucking pin of a conventional, absenkba ren drill, on the drive shaft 2 , which carries the screw attachment 1 .

Zum Aufschrauben wird, nachdem unterhalb der in der Zeichnung darge stellten Vorrichtung ein Behälter mit einer lose aufgesetzten Schraubkappe positioniert wurde, das Gehäuse 5, 19 über eine Haltestange 22 in Richtung des Pfeils 23 abgesenkt, wobei die erste Kupplung 20 durch Ein schalten des Stromes durch die Spule 13 aktiviert ist. Dementsprechend dreht sich der Schraubansatz 1 und die Schraubkappe wird aufgeschraubt, wobei die Gehäuse 5, 19 zusammen mit dem Drehantrieb weiter abgesenkt werden, bis ein Schaltnocken 24 einen ortsfesten, nur schematisch darge stellten Schalter 25 auslöst, durch welchen einerseits der Strom durch die erste Kupplung 20 bzw. deren Spule 13 unterbrochen und ande rerseits der Strom durch die Spule 8 der zweiten Kupplung 10 eingeschal tet wird. Hierdurch wird nicht nur der Drehantrieb mit der Zeitkonstante der abfallenden Magnetisierung in der ersten Kupplung 20 unterbrochen, sondern gleichzeitig eine Bremswirkung auf die Antriebswelle 2 durch magnetische Ankupplung der Antriebswelle 2 an die gehäusefeste Spule 8 erreicht.For screwing on, after a container with a loosely placed screw cap has been positioned below the device shown in the drawing, the housing 5 , 19 is lowered via a holding rod 22 in the direction of arrow 23 , the first clutch 20 being switched on by switching on the current the coil 13 is activated. Accordingly, the screw attachment 1 rotates and the screw cap is screwed on, the housings 5 , 19 being lowered further together with the rotary drive until a switching cam 24 triggers a stationary, only schematically illustrated switch 25 , through which, on the one hand, the current through the first clutch 20 or their coil 13 interrupted and on the other hand, the current through the coil 8 of the second clutch 10 is switched on. As a result, not only is the rotary drive interrupted with the time constant of the falling magnetization in the first clutch 20 , but at the same time a braking action on the drive shaft 2 is achieved by magnetic coupling of the drive shaft 2 to the coil 8 fixed to the housing.

Claims

1.Device for screwing on screw closures, in particular screw closures with a tamper-evident tamper-evident ring encompassing an annular bead on the bottle neck, comprising a rotationally drivable screw cap which engages the screw cap and is arranged on the free front end of a drive shaft, the drive shaft being connected to the rotary drive via an electromagnetic clutch Shaft of a rotary drive can be coupled, and wherein the screw approach to the handle on the screw cap is mounted up and down, characterized in that between the screw approach ( 1 ) carrying drive shaft ( 2 ) and the first electromagnetic clutch ( 20 ) surrounding rotatable clutch housing ( 5 , 19 ) a second electromagnetic clutch ( 10 ) is arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that a sensor for detecting the lowering path of the screw attachment ( 1 ) is provided.

3. Device according to claim 2, characterized in that the sensor is a stationary microswitch ( 25 ).

4. A method for screwing on screw caps using a device according to claim 1, characterized in that

- Via a first electromagnetic clutch ( 20 ) a rotationally fixed connection until a maximum torque is reached between a lowerable rotary drive and a screw attachment ( 1 )
- The screw attachment ( 1 ) is lowered
- A screw cap is screwed on using the screw attachment ( 1 ), and
- After reaching a predetermined distance or time in the screwing process, the first electromagnetic clutch ( 20 ) is switched off and a second, downstream electromagnetic clutch ( 10 ) is activated such that the screw attachment ( 1 ) is braked.

5. The method according to claim 4, characterized in that the actuation of the second clutch ( 10 ) takes place as a function of the response of a sensor detecting the lowering path.

6. The method according to claim 3, characterized in that the actuation of the second clutch ( 10 ) takes place in dependence on a sensor detecting the screwing torque.