DE4315111A1 - Schließvorrichtung für mittels Schraubdeckel drehverschließbare Schraubbehälter, wie Schraubgläser oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschließvorrichtung ent­ sprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Verschließvorrichtung ist in einem Handbuch "TWIST-OFF"-Ver­ schließmaschinen - (s. dort Rückseite der Seite 23 sowie Sei­ ten 24 und 25) der Schmalbach-Lubeca AG, Geschäftsbereich White Cap Systemtechnik, Hansastraße 4, 3000 Hannover 21, be­ schrieben.

Bei der vorbeschriebenen bekannten Verschließvorrichtung werden die bereits auf den Behältermündungen aufgelegten Schraubdeckel mittels eines vorderen und eines hinteren Ver­ schließriemens, welche beide oben auf den Stirnflächen der Schraubdeckel aufliegen und mit unterschiedlichen Geschwin­ digkeiten umlaufend angetrieben werden, zugeschraubt. Um ein Mitdrehen der Schraubbehälter zu vermeiden, werden an diame­ tral gegenüberliegenden Stellen der Behälter in Förderrich­ tung mitlaufende Keilriemen angepreßt. Die im vorgenannten Handbuch beschriebene Verschließvorrichtung wirkt mit einer kontinuierlich arbeitenden Behälterförderung zusammen.

Obwohl sich die eingangs beschriebene vorbekannte Ver­ schließvorrichtung in der Praxis umfangreich bewährt hat, läßt sich diese kaum bzw. nur mit einer sehr raumaufwendigen Bauausführung in eine mehrbahnige Behälter-Füllanlage inte­ grieren.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Ver­ schließvorrichtung (a.a.O. des Handbuchs der Schmalbach- Lubeca AG), liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Verschließvorrichtung zu schaffen, welche eine kompakte Bau­ form aufweist und deswegen mit einem verhältnismäßig geringen zusätzlichen Bauaufwand auch in mehrbahnige Schraubbehälter- Füllanlagen integrierbar ist.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß das zweite Schraubwerkzeug ein mit einem Haft­ reibbelag versehener, antriebsbeweglicher, je einen Schraub­ behälter bodenseitig abstützender Drehteller ist, welcher in eine mit taktweisem Vorschub betreibbare Förderbahn einge­ gliedert ist, daß das erste Schraubwerkzeug eine während des Taktvorschubes anhebbare und während der Takt-Ruhephase ab­ senkbare auf und ab beweglich angetriebene, gegen Drehung ge­ sicherte, mit einem Haftreibbelag versehene Drehwiderlager­ platte ist, daß der über die Drehwiderlagerplatte auf die Deckelstirnfläche wirkende Normaldruck während der Takt-Ruhe­ phase von einem geringen Anfangsdruck bis zum einstellbaren Maximaldruck ansteigt und daß vorzugsweise die Mittenzentrie­ rung mittels zweier einseitig an der Außenmantelfläche des Schraubbehälters angreifender Konusflächen erfolgt.

Wesentlich ist zunächst, daß die Verschließvorrichtung in eine mit taktweisem Vorschub betreibbare Förderbahn einge­ gliedert ist. Erst durch diese Maßnahme können der erfin­ dungsgemäße Drehteller und die ihm koaxial gegenüberliegende Drehwiderlagerplatte zum Einsatz gelangen, zumal der Drehver­ schluß während der Takt-Ruhephase hergestellt wird.

Wichtig ist auch eine schonende Behandlung der Ver­ schlußfuge zwischen Schraubdeckel und Schraubbehälter-Mün­ dung. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drehwiderlagerplatte während der Takt-Ruhephase zunächst nur mit einem geringen Anfangsdruck beaufschlagt wird, so daß die anfängliche Drehverschluß-Bewegung ggf. sogar mit einem ge­ wissen Schlupf - z. B. zwischen Deckel und Drehwiderlager­ platte - erfolgen kann. Erst zwecks Einleitung einer endgül­ tigen kräftigen Drehverschluß-Bewegung steigt der über die Drehwiderlagerplatte auf die Deckelstirnfläche wirkende Normaldruck bis zum eingestellten Maximaldruck an. An­ schließend kann das gesamte Drehverschließsystem so lange wie eine schlüpfende Reibungskupplung arbeiten, bis die Drehwi­ derlagerplatte vor Beendigung der Takt-Ruhephase wiederum aufwärts bewegt wird, um den nächsten Behälter-Vorschubtakt freizugeben.

Mit taktweisem Vorschub arbeitende Behälter-Füllanlagen sind an sich bekannt, beispielsweise durch die CH-PS 623 786.

Entsprechend einem zusätzlichen Kennzeichnungsmerkmal erfolgt die Mittenzentrierung der Behälter gemäß einem bevor­ zugten Ausführungsbeispiel im Unterschied zu der aufwendigen mitlaufenden Riemenanordnung des Bekannten mittels zweier an einer Seite der Außenmantelfläche des Schraubbehälters an­ greifender Konusflächen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus zusätzlichen Unteransprüchen.

In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel entsprechend der Erfindung dargestellt, es zeigt

Fig. 1 eine taktweise betriebene Behälter-Füllvorrich­ tung, welche auch eine Schraubdeckel-Verschließvorrichtung enthält,

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittdarstellung, teilweise mit Längsschnitt, etwa entsprechend der in Fig. 1 mit II ge­ strichelt markierten Einkreisung und

Fig. 3 einen mittleren Teil der Behälter-Förderung der in Fig. 1 dargestellten Behälter-Füllvorrichtung, etwa ent­ sprechend der in Fig. 2 mit III gekennzeichneten Draufsicht, jedoch unter Weglassung des oberen Teils der Verschließvor­ richtung.

Die Behälter-Füllvorrichtung gemäß Fig. 1 ist insgesamt mit 10 bezeichnet.

Die Behälter-Füllvorrichtung 10 enthält eine Hauptför­ derkette 11, welche umlaufend durch ein Obertrum O und durch ein Untertrum U geführt ist und im übrigen aus mehreren, Mit­ nehmerstege 13 tragenden Einzelförderketten 12 besteht.

Die Förderketten 12 sind über Kettensterne 14, 15, 16 und 17 geführt. Der Antrieb der Hauptförderkette 11 kann ins­ gesamt über die Kettensterne 14 geschehen.

Die Aufgabe der aus Glas bestehenden Schraubbehälter 18 geschieht im Anschluß an einen nur angedeutet dargestellten Reinigungs- und Spülapparat 19 über ein insgesamt mit 20 be­ zeichnetes Anschlußfördermittel, welches die Schraubbehälter 18 an die aus Fig. 3 ersichtlichen Mitnehmerketten 21 weiter­ gibt, insbesondere die Schraubbehälter 18 in die Becherauf­ nahmen A zwischen den Mitnehmerstegen 13 einfügt.

Die offenen Schraubbehälter 18 werden sodann durch einen Sterilmittelbereich 22 und anschließend durch einen Trock­ nungsbereich 23 mit laminar zugeführter steriler Trocknungs­ luft geführt, worauf die Becher mittels des Doseurs 24 mit Füllgut versehen werden.

Die Schraubbehälter 18 gelangen sodann unter die Schraubdeckel-Zuführstation 25, in welcher die metallenen Schraubdeckel 26 entlang im wesentlichen vertikaler seitli­ cher Gleitführungsschienen 27 von oben nach unten bis in einen bogenförmig gekrümmten Gleitführungsschienenbereich 28 hineingeführt werden. Am unterem Ende 29 des Gleitführungs­ schienenbereichs 28 werden die etwas schräg zur Horizontal­ ebene ankommenden Deckel 26 von dem jeweils in Förderrichtung x vorderen Behälter-Öffnungsrand 30 gewissermaßen aufge­ schleppt und sodann nach Verlassen des unteren Bereichs 29 auf den Behälteröffnungsrand 31 aufgelegt. Dabei unterfährt der aufgelegte Deckel 26 mit geringem Höhenabstand eine Haftreibungs-Platte 32, die aus einem geeigneten Elastomer hergestellt ist.

Ergänzend ist noch zu erwähnen, daß die Behälterböden 33 von mittig unter ihren angeordneten raumfesten Stützleisten 34 unterfangen sind, welche mit einem geeigneten Kunststoff­ belag versehen ist, der geringe Haft- und Gleitreibungsbei­ werte besitzt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Behälter-Füllvorrichtung 10 handelte es sich um eine sogenannte Doppelschrittmaschine, bei welcher immer zwei quer zur Förderrichtung x verlaufende Behälter-Reihen während eines Vorschubtaktes in die nächste Behandlungsstation weitergetaktet werden. Jede Behandlungs­ station verfügt demnach, ebenso wie die in Fig. 2 gezeigte und insgesamt mit 35 bezeichnete Verschließvorrichtung, über zwei einzelne Arbeitsstationen.

Jede Arbeitsstation der Verschließvorrichtung 35 weist einen antriebsbeweglichen, je einen Schraubbehälter 18 boden­ seitig unterstützenden Drehteller 37 auf. Die dem Schraubbe­ hälterboden 33 zugewandte Tellerfläche ist mit einem auswech­ selbaren Haftreibbelag 36 aus einem geeigneten Elastomer vor­ sehen.

Zum Drehteller 37 gehört jeweils eine entsprechend dem Umfangspfeil UD drehantreibbare Antriebswelle 38, welche sich vertikal erstreckt, über ein Lager 39 in nicht dargestellter Weise gehäuseseitig gelagert ist und schließlich an ihrem oberen freien Endbereich einen Kupplungszapfen 40 aufweist. Der Kupplungszapfen 40 greift in nach unten offene klauenför­ mige Aufnahmen 41 eines hülsenartigen Ansatzes 42 des Dreh­ tellers 37 ein. Auf diese Weise ist der Drehteller 37 insge­ samt leicht nach oben hin abziehbar, wenn er ausgebaut werden muß, um z. B. einen schadhaften Haftreibbelag 36 auszuwech­ seln.

Während der bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 weiter oben erwähnten Vorschubbewegung (in Richtung x) zweier unmit­ telbar benachbarter einzelner Behälter 18 in der Position un­ terhalb der beiden Haftreibungsplatten 32 verbleibt zwischen letzteren und den darunter befindlichen Deckelstirnflächen 53 ein in Fig. 2 angedeutetes Höhenspiel H. Das Höhenspiel H ist geringer als die Höhe eines Schraubdeckels 26. Wegen dieser Höhenverhältnisse können die Deckel 26 nicht versehentlich von den Behälteröffnungsrändern 31 herunterfallen.

Die Haftreibungsplatten 32 sind unterseitig von undreh­ bar gehaltenen Drehwiderlagerplatten 43 befestigt, welche über kardanische Anordnungen 44 endseitig an Kolbenstangen 45 zweier doppeltwirkender Pneumatikzylinder 46 befestigt sind. Die Drehwiderlagerplatten 43 können also entlang dem Doppel­ pfeil y auf und ab bewegt werden. Die im einzelnen nicht dar­ gestellte Kolbenseite eines jeden Pneumatikzylinders 46 kann während der Takt-Ruhephase zunächst mit einem niedrigen An­ fangsdruck beaufschlagt werden, welcher sodann kontinuierlich bis zu einem eingestellten Maximaldruck ansteigt. Das hiermit verbundene Druckprofil kann z. B. mittels eines an sich be­ kannten Proportional-Druck-Regelventils erzeugt werden. Ein solches Proportional-Druck-Regelventil, beispielsweise des Typs MPP-3-1/8, wird von der FESTO-KG, D-7300 Esslingen, ver­ trieben.

Während der vorbeschriebenen kontinuierlich ansteigenden Druckbeaufschlagung der Deckelstirnflächen 53 laufen die Drehteller 37 in Umfangsrichtung UD um und erteilen den auf ihnen befindlichen Behältern 18 gegenüber dem Deckel 26 zunächst eine schlupfbehaftete sanfte Drehbewegung, welche bei ansteigendem Druck in eine kräftige abschließende Anzugs­ bewegung übergeht.

Vor Beendigung der Takt-Ruhephase werden die beiden Pneumatikzylinder 46 zum Anheben der Drehwiderlagerplatten 43 kolbenstangenseitig angesteuert, worauf die soeben verschlos­ senen beiden Behälter 18 gemeinsam in Förderrichtung x wei­ tergetaktet werden.

Ergänzend bleibt noch zu erwähnen, daß unmittelbar vor der Deckelauflage im Bereich von 29 in die noch bestehende keilförmige Öffnung zwischen Deckelunterseite und Behälter- Öffnungsrand 31 über ein nicht dargestelltes Röhrchen ein Wasserdampfstoß in den Behälterinnenraum eingeleitet werden kann, damit nach erfolgtem Drehverschluß eine zusätzliche Va­ kuum-Wirkung entsteht.

Um ein Taumeln der Behälter/Deckel-Anordnung 18/26 wäh­ rend des Verschließens zu vermeiden, ist eine Mittenzentrie­ rung zweckmäßig. Diese erfolgt über Konusflächen 47 der Mit­ nehmer-Stege 13. Die Konusflächen 47 erstrecken sich im we­ sentliche tangential zur äußeren Kreiszylindermantelfläche M der Behälter 18.

Um eine Mittenzentrierung der Behälter 18 zu gewährlei­ sten, ist der gegenüber den zentrierenden Konusflächen 47 an­ geordnete Bereich einer jeweils die Behälter 18 seitlich füh­ renden Seitenführungsleiste 48 in Richtung der Behälter 18 mittels vorgespannter Druckfederelemente 54 rückstellfederbe­ lastet.

Eine Besonderheit der Erfindung besteht noch darin, daß die über die vertikalen Gleitführungsschienen 27 zugeführten Deckel 26 zunächst eine Aseptik-Sprühstrecke 49 (Fig. 1) un­ ter Verwendung von Wasserstoffperoxyd durchläuft. Die Asep­ tik-Sprühstrecke bzw. Kammer 49 ist nach unten hin mittels einer gestrichelt angedeuteten Schleuse 50 abgeschirmt. Un­ terhalb der Schleuse bzw. Abschirmung 50 schließt sich eine mit steriler Warmluft betriebene Trocknungsstrecke bzw. Trocknungskammer 51 an.

Die Sprühkammer bzw. Sprühstrecke 49 wird mit geringem Überdruck betrieben, um ein Eindringen von Keimen aus der Um­ gebungsluft zu verhindern. Ähnliches gilt für die Trocknungs­ strecke bzw. Trocknungskammer 51, aus welcher zudem über den Austrittsbereich (bei 29) der Deckel 26 Luft nach außen dringt. Beide Kammern 49, 51 sind gesondert an eine Absaug- Anordnung 52 angeschlossen. Die heiße Sterilluft in der Trocknungskammer 51 erweicht in vorteilhafter Weise die in den randlichen Ringnuten der Deckel 26 befindliche Kunst­ stoff-Dichtungsmasse, welche sich daraufhin beim Drehver­ schluß besonders satt an die häufig toleranzbehafteten Ver­ schlußwülste der Behälteröffnungsränder 31 anlegen kann. Es ist also wichtig, daß die Verschließvorrichtung 35 unmittel­ bar hinter der Trocknungskammer 51 angebracht ist, um eine Abkühlung der Dichtungsmasse zu vermeiden.

Der über das nicht dargestellte Proportional-Druck-Re­ gelventil einstellbare Maximaldruck kann bei empfindlichen Schraubdeckeln, die leicht zum Überdrehen neigen, niedriger eingestellt werden.

Zum Drehteller 37 ist noch nachzutragen, daß dieser taktweise arbeiten, also nur während der Takt-Ruhephase um­ laufen, kann. Andererseits hat sich herausgestellt, daß jeder Drehteller 37 unabhängig vom Takt der Behälter-Füllvorrich­ tung 10 und deren Mitnehmerketten 21 wegen der in Fig. 3 dar­ gestellten vorteilhaften Mittenzentrierung auch dauernd um­ laufen kann.

Claims (12)

1. Verschließvorrichtung für mittels Schraubdeckel dreh­ verschließbare Schraubbehälter, wie Schraubgläser od. dgl., mit mindestens einem oben gegen die Deckelstirnfläche mit ei­ nem einstellbaren maximalen Normaldruck haftschlüssig angrei­ fenden ersten Schraubwerkzeug, sowie mit mindestens einem am Schraubbehälter haftschlüssig angreifenden zweiten Schraub­ werkzeug, wobei der Drehverschluß durch eine Relativbewegung zwischen erstem und zweitem Schraubwerkzeug herstellbar ist und wobei Mittel für eine Mittenzentrierung des Schraubbehäl­ ters bezüglich der Drehverschlußachse vorgesehen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß das zweite Schraubwerkzeug ein mit einem Haftreibbelag (36) versehener, antriebsbeweglicher, je einen Schraubbehälter (18) bodenseitig (bei 33) abstützender Drehteller (37) ist, welcher in eine mit taktweisem Vorschub (bei 21) betreibbare Förderbahn (34, 48) eingegliedert ist, daß das erste Schraubwerkzeug eine während des Taktvorschubes anhebbare und während der Takt-Ruhephase absenkbare auf und ab (bei y) beweglich angetriebene, gegen Drehung gesicherte, mit einem Haftreibbelag (32) versehene Drehwiderlagerplatte (43) ist, daß der über die Drehwiderlagerplatte (43) auf die Deckelstirnfläche (53) wirkende Normaldruck während der Takt- Ruhephase von einem geringen Anfangsdruck bis zum einstellba­ ren Maximaldruck ansteigt und daß vorzugsweise die Mittenzen­ trierung mittels zweier einseitig an der Außenmantelfläche (M) des Schraubbehälters (18) angreifender Konusflächen (47) erfolgt.

2. Verschließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehteller (37) axial unbeweglich gelagert ist.

3. Verschließvorrichtung nach Anspruch 1, oder nach An­ spruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbahn eine Gleitbahn (34, 48) bildet, in deren die Schraubbehälter-Böden (33) unterfangendem Stützbereich (34) der Drehteller (37) be­ züglich der Stirnfläche seines Haftreibbelages (36) flächen­ bündig eingelassen ist.

4. Verschließvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stützbereich eine raumfeste Stützleiste (34) bildet.

5. Verschließvorrichtung nach Anspruch 3 oder nach An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbahn eine die Schraubbehälter (18) seitlich führende raumfeste Seitenfüh­ rungsleiste (48) aufweist, welche sich im Parallelabstand von einer im taktweisen Vorschub angetriebenen Mitnehmerkette (21) befindet.

6. Verschließvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die im Abstand gleicher Teilung aufeinan­ derfolgenden Mitnehmer (13) der Mitnehmerkette (21) quer zur Förderrichtung (x) unverschieblich gelagert sind und zwischen einander benachbarten Mitnehmern (13) Aufnahmen (A) für die Schraubbehälter (18) darstellen und daß je zwei einander be­ nachbarte Mitnehmer (13) zwei zueinander weisende Konusflä­ chen (47) für die Mittenzentrierung bilden.

7. Verschließvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden zueinander weisenden Konusflä­ chen (47) tangential an der Mantelfläche (M) des Schraubbe­ hälters (18) anliegen.

8. Verschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenüber den der Mitten­ zentrierung dienenden Konusflächen (47) angeordnete Bereich der Seitenführungsleiste (48) in Richtung der Schraubbehälter (18) rückstellfederbelastet (bei 54) ist.

9. Verschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwiderlagerplatte (43) an dem freien Kolbenstangenende (bei 45) eines Pneumatikzy­ linders (46) angeordnet ist.

10. Verschließvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Pneumatikzylinder (46) doppeltwirkend ist.

11. Verschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenseite des Pneuma­ tikzylinders (46) während der Takt-Ruhephase zunächst mit ei­ nem niedrigen und nachfolgend mit einem stufenweise erhöhten Arbeitsdruck beaufschlagbar ist.

12. Verschließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenseite des Pneuma­ tikzylinders (46) über ein den Druck kontinuierlich von einem geringen Anfangsdruck bis zum eingestellten Maximaldruck steigernden Proportional-Druck-Regelventil beaufschlagbar ist.