DE4447347C1 - Vorrichtung zum Verschließen von Behältern, insbesondere Zylinderampullen, Vials o. ä. mit Verschlußkappen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Verschlie­ ßen von Behältern, insbesondere Zylinderampullen, Vials o. ä. mit Verschlußkappen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen bekannten Vorrichtungen sind die Behälter in Aufnahmen einer Fördereinrichtung angeordnet. Die Behälter durchlaufen eine erste Station, in der die Verschlußkappen bsw. mittels einer sogenannten Kappenrutsche den Behälter­ köpfen zugeführt werden. Anschließend werden die Behälter in den Bereich einer Verschließstation gefördert. Am Boden der Verschließstation ist für jeden Behälter jeweils eine rotie­ rende Auflagefläche angeordnet. Zum Verschließen des Behäl­ ters mit der Verschlußkappe hat die Verschließeinrichtung ferner je Behälter einen axial auf den Behälterkopf absenk­ baren Verschließkopf mit einer drehbar gelagerten Aufnahme für die Verschlußkappe. Das eigentliche Verschließen bzw. Umbördeln der Verschlußkappe auf dem Behälterkopf erfolgt bei rotierendem Behälter durch eine zum Behälterkopf hin­ schwenkbare Rolliereinrichtung, die z. B. als Bördelrolle ausgebildet ist. (z. B. EP 00 14 173 A2)
Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen ist, daß das Ver­ schließen der Behälter innerhalb der Behälteraufnahmen der Fördereinrichtung erfolgt. Dadurch kommt es zum Reiben der rotierenden Behälter in den Aufnahmen, wodurch ein Ver­ schleiß sowohl an den Aufnahmewänden der Fördereinrichtung, als auch an der Außenseite der Behälter auftritt. Besonders nachteilig ist dies, wenn die Außenseite der Behälter bsw. beschriftet oder kratzempfindlich ist. Durch den Raumbedarf des auf den Behälterkopf absenkbaren Verschließkopfes ist außerdem ein relativ großer Teilungsabstand der Aufnahmen in der Fördereinrichtung notwendig. Dadurch baut die Förderein­ richtung relativ groß bzw. hat eine verhältnismäßig geringe Leistung. Weiterhin tritt zwischen dem Behälterkopf und der Verschlußkappe beim Umbördeln der Verschlußkappe durch die Bördelrolle ein Schlupf auf. Um den Schlupf zu verhindern ist ein hoher Auflagedruck der Verschlußkappe auf den Behäl­ terkopf notwendig. Dadurch ergibt sich bei einer in der Ver­ schlußkappe angeordneten Dichtung die Gefahr einer Beschädi­ gung oder Vorschädigung der Dichtung.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verschließen von Behäl­ tern, insbesondere Zylinderampullen, Vials o. ä. mit Ver­ schlußkappen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß an den Aufnahmen der Fördereinrichtung für die Behälter und den Außenseiten der Behälter kein Verschleiß auftritt. Weiterhin kann der Tei­ lungsabstand der Aufnahmen in der Fördereinrichtung mini­ miert werden. Dadurch ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau der Fördereinrichtung bzw. eine relativ hohe Lei­ stung.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprü­ chen und der Beschreibung. Ein besonders geringer Auflage­ druck der Verschlußkappen auf den Behälterköpfen ist mög­ lich, wenn der Verschließkopf für die Verschlußkappen ange­ trieben ausgebildet ist. Durch die Anordnung der Aufnahme­ einrichtung für den Behälter und des Verschließkopfes auf einem gemeinsamen Gestell läßt sich ein besonders kompakter Aufbau der Vorrichtung mit wenigen Bauteilen erzielen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Vorrichtung zum Ver­ schließen von Behältern, insbesondere Zylinderampullen, Vials o. ä. mit Verschlußkappen in einer vereinfachten Sei­ tenansicht und teilweise im Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Vorrichtung 10 zum Verschließen von Behältern 11, insbe­ sondere Zylinderampullen, Vials o. ä. mit Verschlußkappen 12 hat eine Fördereinrichtung 13 für die Behälter 11. Die För­ dereinrichtung 13 weist ein in einer horizontal verlaufenden Achse drehbar gelagertes, schrittweise drehendes Förderrad 15 auf. In dem Förderrad 15 sind in gleichmäßigen Winkelab­ ständen U-förmig ausgebildete Behältniszellen 16 angeord­ net, die als Aufnahme für jeweils einen Behälter 11 dienen. Die Behältniszellen 16 mit nach außen weisenden Öffnungen 17 verlaufen am Umfang des Förderrades 15 in vertikaler Aus­ richtung über dessen gesamte Höhe. Zur Bodenführung bzw. seitlichen Sicherung der Behälter 11 während ihres Trans­ ports in der Vorrichtung 10 hat diese eine Bodenschiene 18 und in Höhe der Behältniszellen 16 eine Außenführung 19. Zum Verschließen der Behälterköpfe 20 mit den insbesondere aus Aluminium bestehenden Verschlußkappen 12 werden die befüll­ ten Behälter 11 in den Bereich einer Verschließstation 22 verbracht.

In der Verschließstation 22 ist fluchtend unterhalb jedes Behälters 11 auf einem gemeinsamen Gestell 23 eine Aufnahme­ bzw. Einspanneinrichtung 25 befestigt. Die Einspanneinrich­ tung 25 hat drei in gleichmäßigen Winkelabständen zueinander angeordnete Klauen 26, deren Oberseiten 27 mit der Oberseite der Bodenschiene 18 bündig und eben abschließen. Von den Klauen 26 ist zentrisch eine Öffnung 28 gebildet, deren Größe dem Durchmesser des Behälters 11 entspricht. In der Öffnung 28 ist ein axial bewegbarer Stößel 30 angeordnet. Der Stößel 30 ist in zwei Führungen 31, 32 mit jeweils glei­ chem Innendurchmesser gelagert. Dabei ist die obere Führung 31, auf der auch die Klauen 26 befestigt sind, in einer Stu­ fenbohrung 33 in der unteren Führung 32 eingesetzt. Weiter­ hin ist die untere Führung 32 mittels zweier Lager 34 im dem Gestell 23 drehbar gelagert.

In dem Stößel 30 ist ein Mitnahmestift 35 quer eingepreßt. Der Mitnahmestift 35 durchdringt die beiden Führungen 31, 32 in darin ausgebildeten Längsschlitzen 36, 37. Die Längs­ schlitze 36, 37 bewirken zusammen mit dem Führungsstift 35 bei einer Rotation der unteren Führung 32 die Mitnahme der oberen Führung 31 sowie des Stößels 30. Dagegen ist der Stö­ ßel 30 in den Längsschlitzen 36, 37 axial verschiebbar, wo­ bei die Länge der Längsschlitze 36, 37 so bemessen ist, daß in der oberen Endlage des Stößels 30 dessen Oberseite mit den Oberseiten 27 der Klauen 26 eben abschließen.

In der Unterseite des Stößels 30 ist ein Loch 38 ausgebil­ det, in dem eine Feder 39 angeordnet ist. Die Feder 39 stützt sich einerseits am Grund des Lochs 38, und anderer­ seits auf einem am Ende der unteren Führung 32 ausgebildeten Boden 41 ab.

Im Bereich des Bodens 41 ist die untere Führung 32 mit ihrem Umfang in der Bohrung eines schmalen Zahnrades 43 einge­ preßt. Das Zahnrad 43 ist mit einem zweiten, breiten Zahnrad 44 axial verschiebbar gekoppelt, das auf einer vertikal ver­ laufenden Welle 45 fest angeordnet ist. Die Welle 45 ist mit einem Antriebsmotor 46 gekoppelt. Der Antriebsmotor 46 ist auf einem auf- und abbewegbaren Träger 47 angeordnet, wobei der Träger 47 und das Gestell 23 der Verschließstation 22 in Richtung der Welle 45 axial gegeneinander verschiebbar sind.

Die Welle 45 ist mittels zweier Lager 49 in einem Schutzrohr 50 geführt. Im Bereich der Einspanneinrichtung 25 und des Behälters 11 ist das Schutzrohr 50 von einem Fortsatz 51 des Gestells 23 umfaßt, wobei der Fortsatz 51 und das Gestell 23 axial gegeneinander verschiebbar sind. Der Fortsatz 51 hat in Höhe der im Bereich der Verschließstation 22 unterbroche­ nen Außenführung 19 einen mit geringem Abstand zum Behälter 11 angeordneten Führungssteg 52.

Das Schutzrohr 50 und somit die Welle 45, die in Ausrichtung mit dem Stößel 30 und dem Behälter 11 angeordnet sind, rei­ chen bis oberhalb des Behälters 11. An dem dem Antriebsmotor 46 gegenüberliegenden Ende der Welle 45 ist auf dieser ein weiteres Zahnrad 53 angeordnet. Das Zahnrad 53 wirkt auf ein Zahnrad 54, das mit einem Verschließkopf 55 für die Ver­ schußkappe 12 verbunden ist. Der Verschließkopf 55, der in Ausrichtung mit dem Behälter 11 oberhalb dessen Behälter­ kopfes 20 angeordnet ist, ist in einem Gehäuse 56 mittels zweier Lager 57 drehbar gelagert. Das Gehäuse 56 umgibt die Zahnräder 53, 54, und ist mit dem Schutzrohr 50 integral verbunden.

Der Verschließkopf 55 hat an der dem Behälterkopf 20 zuge­ wandten Seite eine Aussparung 58 für eine Verschlußkappe 12.

Weiterhin ist in dem Verschließkopf 55 ein von einer Feder 59 belasteter Auswerferstift 60 angeordnet. Der Auswerfer­ stift 60 ist in einer Bohrung 61 geführt, die zentrisch in der Aussparung 58 mündet.

Zwischen dem Behälter 11 und dem Schutzrohr 50 ist in Höhe des Behälterkopfes 20 eine Bördelrolle 63 angeordnet. Die Drehachse 64 der Bördelrolle 63 verläuft bsw. um 10 Grad ge­ gen die Vertikale geneigt. Die Bördelrolle 63 ist an einem Ausleger 65 befestigt, der im Bereich des Schutzrohrs 50 ei­ ne Aussparung 66 aufweist. Der Ausleger 65 ist ortsfest mit der Vorrichtung 10 verbunden.

Das Gestell 23 der Verschließstation 22 ist um eine in der Zeichnung lediglich angedeutete, horizontal verlaufende Achse 68 um einen bestimmten Betrag, bsw. 10 Grad, gegen die Vertikale zur Bördelrolle 63 hin schwenkbar angeordnet. Gleichzeitig ist, wie oben bereits erwähnt, der Träger 47, und somit über das Schutzrohr 50 auch der Verschließkopf 55 zusätzlich vertikal bewegbar. Um die beiden Bewegungen des Gestells 23 und des Trägers 47 unabhängig voneinander zu er­ möglichen, ist an einer quer unterhalb des Antriebsmotors 46 verlaufenden Antriebswelle 70 der Vorrichtung 10 eine Scheibe 71 befestigt. An der Scheibe 71 greifen zwei jeweils aus zwei Hebeln bestehende Kurbeltriebe 72, 73 an. Der Kur­ beltrieb 72 ist mit dem Gestell 23 der Vorrichtung 10 ver­ bunden. Der Kurbeltrieb 73 ist mittels eines bei vertikal ausgerichtetem Gestell 23 senkrecht unter der Achse 68 hori­ zontal angeordneten Stiftes 74 mit dem Träger 47 gekoppelt. Der Stift 74 ist in einer Führungsnut 75 im Träger 47 ge­ führt. Die Führungsnut 75 weist einen Radius R auf, der dem Abstand der Führungsnut 75 zur Achse 68 entspricht.

Die oben beschriebene Vorrichtung 10 arbeitet wie folgt: An einer der Verschließstation 22 vorgeschalteten, nicht darge­ stellten Station werden die Verschlußkappen 12 den Behälter­ köpfen 20 zugeführt. Üblicherweise geschieht dies durch eine sogenannte Kappenrutsche, wobei jeweils eine Verschlußkappe 12 durch einen vorbeigeförderten Behälterkopf 20 aus der Kappenrutsche abgezogen wird. Anschließend werden die Behäl­ ter 11 mit aufgesetzten Verschlußkappen 12 durch das schrittweise gedrehte Förderrad 15 in die Verschließstation 22 gefördert. Der Antrieb des Förderrades 15 und die Tei­ lungsabstände der Behältniszellen 16 sind dabei so ausge­ legt, daß sich jeweils ein Behälter 11 während der Still­ standszeit des Förderrades 15 genau über seiner jeweiligen Einspanneinrichtung 25 bzw. dessen Stößel 30 befindet. Das Verschließen der Behälter 11 erfolgt während dieser Still­ standszeit. In einem ersten Schritt wird dazu der Ver­ schließkopf 55 durch eine entsprechende Drehung der An­ triebswelle 70 bzw. der Scheibe 71 bsw. im Gegenuhrzeiger­ sinn mittels des Kurbeltriebs 73 auf den Behälterkopf 20 niedergefahren. Dadurch, daß der Stift 74 in der Führungsnut 75 geführt ist, wird dabei lediglich eine vertikale Ver­ schiebung des Trägers 47 und somit des Verschließkopfes 55, nicht jedoch eine Drehung des Gestells 23 um die Achse 68 bewirkt. Beim Aufsetzen des Verschließkopfes 55 auf die Ver­ schlußkappe 12 wird der Auswerferstift 60 entgegen der Kraft der Feder 58 in die Bohrung 61 geschoben. Anschließend wird der Stößel 30 durch den Behälter 11 entgegen der Kraft der Feder 39 nach unten gedrückt, so daß die Klauen 26 bzw. die von ihnen gebildete Öffnung 28 den unteren Bereich des Be­ hälters 11 umfassen und diesen einspannen bzw. fixieren.

Ein Weiterdrehen der Scheibe 71 bewirkt nun, daß das Gestell 23, sobald der Stift 74 am Ende der Führungsnut 75 an­ schlägt, mittels des Kurbeltriebs 72 um die Achse 68 im Uhr­ zeigersinn geschwenkt wird. Dadurch wird der entsprechende Behälter 11 aus seiner Behältniszelle 16 herausgeschwenkt. Wenn keinerlei Berührung des Behälters 11 mit seiner Behält­ niszelle 16 mehr stattfindet, wird der Antriebsmotor 46 ein­ geschaltet. Dadurch werden der Behälter 11 und seine Ver­ schlußkappe 12 über den Stößel 30 bzw. den Verschließkopf 55 in Rotation versetzt. Durch eine entsprechende Wahl der Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder 43, 44 einerseits, bzw. der Zahnräder 53, 54 andererseits wird dabei die glei­ che Drehzahl des Stößels 30 bzw. des Verschließkopfes 55 ge­ währleistet.

Das Verschließen bzw. Umbördeln der Verschlußkappe 12 auf dem Behälterkopf 20 erfolgt, indem der rotierende Behälter 11 mit der Verschlußkappe 12 beim Verschwenken des Gestells 23 gegen die Bördelrolle 63 gedrückt wird. Die Bördelrolle 63 verstemmt bzw. verbördelt dabei in bekannter Weise die Verschlußkappe 12 mit dem Behälterkopf 20, wobei der Ver­ schließvorgang mit dem Erreichen der Maximalauslenkung des Basisträgers 23, also bsw. nach einer Auslenkung von 10 Grad, beendet ist. Die Fixierung des Behälters 11 während des Verschließvorgangs der Verschlußkappe 12 erfolgt einer­ seits durch die formschlüssige Aufnahme der Verschlußkappe 12 und somit des Behälterkopfes 20 in dem Verschließkopf 55 einerseits, und andererseits durch die Zentrierung des Be­ hälters 11 in der Öffnung 28 der Klauen 26. Der Führungssteg 52 am Fortsatz 51 dient lediglich dazu, den Behälter 11 wäh­ rend des Transports des Behälters 11 in dem Förderrad 15 seitlich zu sichern.

Nach dem Verschließen des Behälters 11 wird dieser in seine ursprüngliche Behältniszelle 16 zurückgebracht. Dies erfolgt durch ein entsprechendes Rückdrehen der Antriebswelle 70 bei gleichzeitigem Abschalten des Antriebsmotors 46. Dabei wird mittels des Kurbeltriebs 72 das Gestell 23 und somit die Einspanneinrichtung 25 wieder in ihre Ursprungslage zurück­ geschwenkt. Nach dem Zurückschwenken wird auch der Ver­ schließkopf 55 durch den Kurbeltrieb 73 wieder nach oben von der Verschlußkappe 12 hochgefahren. Ein Verklemmen der Ver­ schlußkappe 12 in der Aussparung 58 des Verschließkopfes 55 wird durch den Auswerferstift 60 verhindert. Während des Ab­ hebens des Verschließkopfes 55 wird der Stößel 30 durch die Feder 39 in Richtung des Verschließkopfes 55 gedrückt, bis die Oberseite des Stößels 30 mit der Oberseite 27 der Klauen 26 eben abschließt.

Anschließend wird das Förderrad 15 entsprechend der Anzahl der in der Verschließstation 22 angeordneten Verschließköpfe 55 weitergedreht, wonach sich die Vorgänge wie oben be­ schrieben wiederholen.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß anstatt des Förderra­ des 15 auch anders ausgebildete, insbesondere geradlinige Fördereinrichtungen denkbar sind. Weiterhin können anstelle von Kurbeltrieben 72, 73 zur Realisierung der Bewegungen des Gestells 23 und des Verschließkopfes 55 auch bsw. pneuma­ tisch angetriebene Stellzylinder verwendet werden.

Zur Verkleinerung der Teilungsabstände in der Fördereinrich­ tung 13 bzw. dem Förderrad 15, und um mehr Raum für die ein­ zelnen Verschließköpfe 55 zu schaffen, ist es denkbar, zwei Verschließstationen 22 nacheinander anzuordnen. Dadurch ist es möglich, bsw. in der ersten Verschließstation jeweils den ersten, dritten, fünften usw. Behälter 11 zu verschließen, während in der zweiten Verschließstation der jeweils zweite, vierte, sechste usw. Behälter 11 verschlossen wird.

Claims (10)

1. Vorrichtung (16) zum Verschließen von Behältern (11), insbesondere Zylinderampullen, Vials o. ä. mit Verschlußkappen (12), mit einer Fördereinrichtung (15) zum Zu- und Abführen der Behälter (11), mit einer Verschließstation (22), die mindestens eine rotierende Aufnahme (30) für einen Behälter (11) aufweist, mit einem der Aufnahme (30) zugeordneten, axial bewegbaren Verschließkopf (55), und mit mindestens einer die Verschlußkappe (12) um den jeweiligen Kopfbereich (20) des Behälters (11) formschlüssig umformenden Einrichtung (63), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Einrichtung (63) zum Umformen der Verschlußkappe (12) ortsfest außerhalb der Bewegungsbahn des Behälters (11) in der Fördereinrichtung (15) angeordnet ist, und daß die Aufnahme (30) und der Verschließkopf (55) um eine gemeinsame Achse (68) schwenkbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (30) und der Verschließkopf (55) auf einem gemeinsamen Gestell (23) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (23) mittels eines ersten Kurbeltriebs (72) um die Achse (68) drehbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkopf (55) gegenüber der Aufnahme (25) axial verschiebbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkopf (55) mittels eines zweiten Kurbeltriebs (73) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kurbeltrieb (72, 73) mittels einer drehbar gelagerten Scheibe (71) gekoppelt sind, die mit einer Antriebswelle (70) der Vorrichtung (10) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkopf (55) dieselbe Winkelgeschwindigkeit wie die Aufnahme (30) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließkopf (55) und die Aufnahme (30) mit Hilfe eines gemeinsamen Antriebs (46) gekoppelt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umformen der Verschlußkappen (12) eine Bördelrolle (63) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (64) der Bördelrolle (63) gegenüber der Drehachse der Fördereinrichtung (15) schräg angeordnet ist.