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Verfahren und Einrichtung zum Aufsetzen des Verschlußstöpsels auf
Flaschen mit Drahtbügelverschluß auf mechanischem Wege Eine Prüfung der Vorschläge
für die Ausgestaltung von Maschinen zum Schließen von Flaschen mit Drahtbügelverschluß
vermittelt die Erkenntnis, daß die Schaffung einer einwandfrei arbeitenden Vorrichtung
zum Aufsetzen der Verschlußstöpsel auf die Flaschenmündungen den schwierigsten Teil
der , gestellten Aufgabe bildet. Die hauptsächlichsten Gründe dafür sind folgende:
Der Bügelverschluß ist ein verhältnismäßig kleiner, schwer zu fassender Körper,
der wegen der gelenkigen Verbindung seiner einzelnen Teile (Spannbügel, Schließhebel,
Stöpsel) miteinander am Hals der offenen Flasche in den verschiedensten Lagen herabhängen
und dementsprechend beim Aufsetzen auf die Flaschenmündung nicht auf einer eindeutig
bestimmten Bahn bewegt werden kann. Insbesondere die Führung des Stöpsels macht
hierbei große Schwierigkeiten, weil er unmittelbar vor seinem Eintritt in die Flaschenmündung
genau in der richtigen Stellung dieser gegenüber gehalten werden muß, die unvermeidlichen
Verschiedenheiten in den Maßen und Formen der Spannbügel und Schließhebel sowie
die Ungleichmäßigkeiten der Lagerung dieser Teile an den Flaschenköpfen aber eine
vollkommen zwangsläufige Führung des Verschlusses nicht gestatten. Dazu kommt, daß
infolge der rauhen Behandlung, denen die Flaschen im Gebrauch meist ausgesetzt sind,
die Drahtteile der Verschlüsse sich häufig stark verbiegen, die Stöpsel beim Schließen
nicht in einer bestimmten Höhenlage über den Mündungsrand der Flaschen hinwegschwingen
lassen und sie schief auf die Flaschenmündung ziehen. Man ist also stets darauf
angewiesen, bei den Schließmaschinen einen vollkommenen Zwangslauf zu vermeiden
und allen Elementen eine gewisse Nachgiebigkeit zu belassen.
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Dieser Grundsatz darf natürlich auch nicht in zu weiten Grenzen angewandt
werden; es genügt z. B. nicht, den Flaschenverschlüssen etwa einen Stoß in einer
gewissen Richtung zu geben und zu verlangen, daß die Stöpsel sich infolge der Massenträgheitswirkung
vollends selbst auf die Flaschenmündung aufsetzen. Gegen dieses Verfahren spricht
der Umstand, daß die zu bewegenden Massen klein sind und die auftretenden Trägheitskräfte
zur sicheren Überwindung der Bewegungswiderstände auf dem ganzen Schließweg nicht
ausreichen, daß ferner das eigentliche Aufsetzen der Stöpsel eine sehr genau geregelte
und bestimmte Bewegung verlangt.
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Schließlich muß von einer wirklich brauchbaren Schließmaschine gefordert
werden, daß sie die Verschlüsse unabhängig von der jeweiligen Lage an der offenen
Flasche vollkommen selbsttätig auf die Flaschemnündung bringt.
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Diese Gesichtspunkte sind bei keiner der bisher bekannten Flaschenschließmaschinen
oder -vorrichtungen genügend berücksichtigt worden.
Bei einer von
ihnen müssen die Verschlußstöpsel zunächst von Hand auf eine Unterlage in einer
bestimmten Stellung aufgelegt werden; von dort- aus werden sie frei über den Mündungsrand
der Flasche übergeworfen. Daß sie sich dabei nur sehr selten und zufällig auf die
Flasche aufsetzen, bedarf keines besonderen Beweises.
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Bei einer anderen Vorrichtung sollen die Spannbügel des Verschlusses
in waagerechte Lage gebracht und darauf der Verschlußstöpsel durch eine mechanisch
gesteuerte Zange gefaßt, über die Flasche gehoben und auf die Mündung gesenkt werden.
Die Vorrichtung könnte offenbar nur dann einwandfrei arbeiten, wenn ein Verschluß
wie der andere genau gleiche Formen und Maße aufweisen würde. Es soll bei der Vorrichtung
zwar ein besonderer Schieber verwendet werden, der die Stöpsel, bevor sie durch
die Zange gefaßt werden, auf die Mittelebene der Flaschen einrichtet. Der Wert dieser
Einrichtung erscheint aber mehr als fragwürdig, wenn man berücksichtigt, daß der
größte Stöpseldurchmesser in den weitaus meisten Fällen kleiner als der Flaschenhalsdurchmesser
ist, daß demnach der Schieber gar nicht an den Stöpsel herankommen kann. Sollte
er dazu in einigen wenigen Fällen doch in der Lage sein, so kann mit dem Richten
des Stöpsels sehr leicht ein Kippen auftreten mit der Folge, daß die Zange den Stöpsel
nicht zu fassen vermag.
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Eine dritte Vorrichtung benutzt ein Paar hakenartiger Greifer, die
den Verschluß zwischen dem Stöpsel und den Spannbügeln fassen, auf die Flasche aufsetzen
und sich schließlich, unmittelbar am Fläschenkopf entlang gleitend, aushängen sollen.
Diese Bauart ist vollkommen unbrauchbar, weil selbst bei zierlichster Ausführung
der Greiferhaken und ebenmäßigster Form der Verschlußspannbügel und Flaschenköpfe
nie genügend Raum für das Arbeiten der Haken vorhanden ist.
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Bei einer vierten Vorrichtung werden die Verschlußspannbügel durch
eine gegen den Flaschenkopf sich vorschiebende Gabel zunächst waagerecht ausgeschwungen
und dann durch Andrücken des Schließhebels mit einer besonderen Druckstange aufwärts
gedreht. Bei diesem Hochschwenken soll der Stöpsel durch eine Führungsschiene so
in die Nähe der Flaschenmündung gebracht werden, daß er sich oberhalb von ihr, aber
noch etwas vor ihr befindet. Aus dieser Stellung muß er frei in die Flaschenmündung
fallen, Daß dies nur selten eintreten wird, läßt sich an Hand einfacher Versuche
unschwer nachweisen. Ganz abgesehen davon muß eine Verwirklichung des Vorschlags
wegen der Fülle von Hebeln und Gestängen, die alle auf kleinstem Raume in zwangsläufiger
Abhängigkeit voneinander angeordnet werden und sich bewegen müssen, auf eine wenig
betriebssichere Bauweise führen. Dies wird wohl auch hauptsächlich der Grund sein,
daß diese Vorrichtung bisher nicht praktisch verwertet worden ist.
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Endlich soll noch auf eine Vorrichtung hingewiesen werden, welche
ausschließlich zur Überführung des Verschlußstöpsels in seine richtige Lage beim
Hochschwenken der Spannbügel in die Schließstellung dient. Sie besteht aus einer
kreisbogenförmigen oder gestreckten Metallschiene mit in der Mitte eingelassenen
Streifen aus Gummi, Leder o. dgl., auf welcher der Verschlußstöpsel abgerollt wird,,
bis er in die für das Aufsetzen auf die Flaschenmündung richtige Stellung gedreht
ist. Diese Vorrichtung scheint einigermaßen brauchbar zu sein; sie löst die Aufgabe
aber auch nur teilweise und ungenügend, weil sie keine sicher arbeitende Vorrichtung
zum Hochschwenken der Verschlußspannbügel umfaßt.
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Hier setzt die Erfindung ein. Ihr liegt der Gedanke zugrunde, alle
bisher vorgeschlagenen, mehr oder minder verwickelten Hebel- und Greiferanordnungen
durch ein einziges Element zu ersetzen, das die Verschlußspannbügel in jeder beliebigen
Lage und an beliebiger Stelle reibungskraftschlüssig von außen her faßt, eine der
auszuführenden Schwenkbewegung der Verschlußteile angepaßte Schleifenbewegung ausführt,
den Stöpsel dabei über die Flaschenmündung bringt, ihn in die Mündung einführt,
mit einer nach abwärts gerichteten Bewegung darin sichert und sich schließlich unter
Aufgabe des Reibungskraftschlusses mit den Spannbügeln in seine Ausgangsstellung
zurückbewegt. Mit dieser Arbeitsweise des neuen Elementes werden alle Störungen
und Schwierigkeiten ausgeschaltet, die sich bisher aus den ungleichen Formen der
Verschlüsse ergeben haben, und die Vorrichtung versagt nur bei Flaschen mit besonders
stark verbogenen oder sonstwie beschädigten Verschlüssen, was an sich sogar erwünscht
ist, weil auf diese Weise unbrauchbar gewordene Flaschen beim Schließen selbsttätig
ausgeschieden werden.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungen dargestellt, die für die
neue Arbeitsweise besonders geeignet sind, und zwar zeigt Abb. z und 2 eine Einrichtung
in einfacher Form im Auf- und Grundriß, Abb.3 und q. eine Einrichtung mit einer
Sicherung für die Überführung des Stöpsels auf die Flaschenmündung bei Maschinen
mit größerer Arbeitsgeschwindigkeit, ebenfalls im Auf- und Grundriß, Abb.5 eine
Vorderansicht der Stöpselrichtvorrichtung nach Abb. 3.
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Abb. 6, und 7 sind Einzeldarstellungen der Stöpselrichtvorrichtungen
aus Abb.3 in zwei verschiedenen Arbeitsstellungen.
Bei der Ausführung
nach Abb. i und 2 besteht die Schließvorrichtung im wesentlichen aus zwei gabelartig
angeordneten, senkrecht und parallel zueinander stehenden, zweckmäßig rechteckig
geformten Mitnehmerbacken i und 2, die mit federnden Armen 3 und 4 an einen Lenker
5 angeschlossen und außerdem durch einen Querbolzen 6 an geeigneter Stelle miteinander
verbunden sind. Der Lenker ist bei 7 in einem ortsfesten Lager drehbeweglich gelagert
und wird von einem nicht dargestellten Kurventrieb aus über die Stange 8 und den
Hebel g angetrieben. Er erteilt den Mitnehmerbacken i und 2 eine hin und her gehende
Bewegung in waagerechter Richtung.
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Mit Hilfe einer aus den Gliedern fo und ii gebildeten, beispielsweise
am Arm 4 angelenkten Parallelführung, deren freier Gelenkpunkt von einem zweiten,
ebenfalls nicht dargestellten Kurventrieb aus unter Z-##@,ischenschaltung der Stange
12 angetrieben wird, erhalten die Arme 3 und 4 auch einen Antrieb in senkrechter
Richtung. Die beiden Kurventriebe, von denen aus die Stangen 8 und 12 bewegt werden,
sind derartig ausgebildet und aufeinander abgestimmt, daß sich aus der Übereinanderlagerung
der waagerechten und senkrechten Bewegungskomponenten der Arme 3 und 4 der in der
Abb. i eingezeichnete Kurvenzug für die Bewegung der Mittelpunkte der Backen i und
2 ergibt.
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Die zu verschließende Flasche 13 wird in irgendeiner geeigneten Weise
in der Richtung der Vorschubbewegung der Backen i und 2, auf deren Symmetrieachse
ausgerichtet, festgehalten, und zwar in einer Stellung, daß ihr Verschlußstöpsel
auf der den Backen i und 2 abgewendeten Seite der Flasche sich befindet.
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In unmittelbarer Nähe des auf dem Flaschenhals aufliegenden Verschlußstöpsels
endigt ein bogenförmiger Führungskörper 14, der in bekannter Weise den Stöpsel bei
der Schließbewegung in die richtige Lage gegenüber der Flaschenmündung zu bringen
hat. Er ist bei 15 in einem ortsfesten Lager drehbar aufgehängt und reicht mit einer
gestreckten Verlängerung 16 über die Flaschenmündung hinaus. Abweichend von der
bekannten Ausführung ist aber die Innenfläche dieses Führungskörpers nicht mit einem
Stoff ausgelegt, auf welchem der Porzellanstöpsel der Flasche einen hohen Reibungswiderstand
findet, sondern die Innenfläche ist mit zahnartigen Querleisten versehen, die in
bestimmten Abständen voneinander stehen und durch Einwirkung auf die verschiedenen
am Stöpsel vorhandenen Kanten diesen in die richtige Lage drehen. Es hat sich gezeigt,
daß die von früher bekannte Bauweise zu wenig sicher arbeitet, während mit der neuen
Form der Führung der Stöpsel stets richtig gedreht wird. Die Mitnehmerbacken i und
2 stehen in ihrer Ruhestellung in einem Abstand voneinander, der etwas geringer
als die Breite des Drahtbügelverschlusses, gemessen auf der breitesten Stelle der
beiden seitlichen Spannbügel 17, ist. Bei ihrem Arbeitshub schieben sie sich zunächst
angenähert waagerecht gegen die Flasche 13 vor und beim Auftreffen auf die Spannbügel
des Verschlusses infolge ihrer Nachgiebigkeit in seitlicher Richtung auf diese auf.
Um dieses Aufschieben zu erleichtern und gleichzeitig ein gutes Greifen der Backen
auf den Drähten 17 zu erzielen, sind die Innenflächen der Backen zweckmäßig mit
einer Gummi-oder Lederschicht überzogen, in welche sich die Spannbügel leicht eindrücken.
An welchen Stellen die gegenseitige Berührung zwischen den Backen und den Bügeln
eintritt - maßgebend hierfür ist die Form der Spannbügel -, ist für das Arbeiten
derEinrichtung vollkommen gleichgültig. Die Backen setzen, nachdem sie die Bügel
gefaßt haben, ihre waagerechte Bewegung weiter fort und schwingen dabei die Bügel
so nach rückwärts (von der Flasche weg) aus, daß der Verschlußstöpsel in Eingriff
mit dem Führungskörper 14 gelangt. Von diesem Zeitpunkt an setzt auch die Bewegung
der Backen i und 2 in senkrechter Richtung ein; der Stöpsel wird an der gezahnten
Fläche von 14 hochgehoben, in die richtige Stellung gegenüber der Flaschenmündung
gedreht und dann im letztenTeil der Arbeitsbewegung der Backen i und 2 in die Flaschenmündung
hereingezogen. Sobald er endgültig zur Auflage auf der Flasche gekommen ist, löst
sich der Reibungskraftschluß zwischen den Backen i und 2 und den Bügeln 17, die
Backen gleiten über die Bügel ab und werden in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt,
wobei sie in ihre ursprüngliche Lage zurückfedern.
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In Abb. 3 und 4 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei welcher die Backen
i und 2 nicht von innen nach außen, sondern umgekehrt arbeiten. Die Arme 3 und 4
sind außerdem in Gelenken 18 und ig so an dem Lenker 5 befestigt, daß sie frei in
einer waagerechten Ebene schwingen können. Durch eine Zugfeder 6' werden sie in
ihrer Ruhestellung wieder in einem Abstand voneinander gehalten, der etwas kleiner
als die größte Breite des Verschlußbügels ist. Die Wirkungsweise der Backen ist
im übrigen die gleiche wie bei dem oben beschriebenen Beispiel.
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Eine wichtige Änderung weist die Vorrichtung noch hinsichtlich der
Einrichtung für die Überführung des Stöpsels in die richtige Stellung gegenüber
der Flaschenmündung auf.
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Es kommt nänilich, wenn mit der einfachen Vorrichtung nach Abb. i
und 2 schnell gearbeitet werden soll oder wenn die Verschlußspannbügel verbogen
sind, vor, daß die Stöpsel beim Überschieben über die Flaschenmündung sich zu
früh
senkrecht stellen, sich dabei auf dem Flaschenrand verklemmen und ihrer Weiterbewegung
einen zu großen Widerstand entgegensetzen. Der Reibungskraftschluß zwischen den
Verschlußteilen und den Mitnehmerbacken wird in diesem Fall zu früh aufgehoben,
und die letzteren gehen in ihre Ausgangsstellung zurück, ohne die Stöpsel vollends
auf die Flasche aufgesetzt zu haben.
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Um diese Störungen zu vermeiden, wird bei der Ausführung nach den
Abb. 3 bis 7 der Stöpsel einer jeden Flasche zunächst an einem geraden oder nur
schwach konvex gekrümmten, angenähert senkrecht hängenden Führungskörper i4' emporgeführt,
der im Punkt 2o an einem doppelarmigen Hebel 21, 22 schwenkbar aufgehängt ist, und
erst dann zwangsläufig aus der waagerechten Lage in die senkrechte gedreht, wenn
er genügend hoch über den Flaschenrand gehoben ist. Der Hebel 21, 22 führt, von
einem nicht dargestellten Kurventrieb aus angetrieben, zeitweilig eine Schwingbewegung
um 23 aus.
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Der Führungskörper i4 hängt unter der Wirkung seines Eigengewichtes
im Ruhezustand angenähert senkrecht unter dem Aufhängepunkt 2o in einer solchen
Entfernung von dem Hals der zu schließenden Flasche 13, daß deren Stöpsel unmittelbar
nach Beginn der Arbeitsbewegung der Backen i und 2 zum Eingriff mit der gezahnten
Vorderfläche von 14' kommt.
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Mit Hilfe zweier Laschen 25 ist bei 26 ein zwischen zwei Führungsblechen
27 starr eingebauter plattenförmiger Körper 28 an 14' angelenkt; dieser setzt mit
seiner Vorderfläche in der Ruhelage die durch die Kopfflächen der Zahnleisten von
14' bestimmte Ebene nach oben fort. Zwei weitere Führungslaschen 29, durch einen
Hebel 30 mit Drehpunkt in 31 an den oberen Teil von 14' angeschlossen, gestatten,
den Körper 28 in der weiter unten zu beschreibenden Weise um go ° nach links (über
die Flaschenmündung) zu schwenken, wobei er sich um das Gelenk 32 dreht.
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Die Ruhelage von 28 wird durch eine Zugfeder 33, die einerseits am
kurzen Arm des Hebels 30, andererseits an der nach oben gerichteten Verlängerung
von 14' angreift, und durch einen in il.' eingelassenen Anschlagstift 34 bestimmt.
Unmittelbar neben den Stirnflächen des Körpers 28 ist je ein Haken 35 angeordnet.
Diese Haken behalten ihre Lage gegenüber den Laschen 2g während aller Bewegungen
derselben unverändert bei; ihre Rasten liegen während aller Bewegungen des Körpers
28 dauernd in einer Entfernung von dessen Vorderfläche, welche der Höhe der Flaschenstöpsel
zwischen ihrer Oberfläche und den Stellen entspricht, an welchen die Spannbügel
17 der Verschlüsse in die Stöpsel eingehängt sind (s. Abb. 6 und 7). Um die Schwingbewegungen,
welche der Führungskörper 14 um den Punkt 2o ausführen kann, gegen die Flasche 13
zu zu begrenzen, ist mit dem Arm 21 des Hebels 21, 22 ein Anschlag 36 starr verbunden.
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Die Wirkungsweise der Stöpselrichtvorrichtung ist folgende Mit dem
Beginn der Arbeitsbewegung der Mitnehmerbacken i und 2 werden, wie bereits beim
ersten Beispiel erläutert, die Spannbügel 17 des Verschlusses gegen den Führungskörper
14' zu ausgeschwungen. Der Stöpsel trifft auf die gezahnte Vorderfläche von 14'
auf, drückt entsprechend der Länge der Bügel 17
den Führungskörper von der
Flasche weg nach rechts und rollt sich beim Aufwärtsgang der Backen i und 2 auf
der gezahnten Fläche ab, bis er mit seiner Oberfläche ganz auf dieser anliegt. Seine
Achse gelangt dabei in annähernd waagerechte Lage, der Führungskörper 14' schwingt,
soweit es die Stellung des Verschlusses zuläßt, gegen die Flasche zurück.
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Gegen das Ende der Aufwärtsbewegung des Stöpsels wird der Hebel 21,
22 durch seinen Kurventrieb so um 23 geschwenkt, daß der Gelenkpunkt 2o sich um
eine gewisse Strecke gegen die Flaschenmündung senkt. Er wandert dabei gegen die
Flasche zu (in waagerechter Richtung) und nimmt den Führungskörper i4' auf diesem
Wege mit, bis die Vorderkante des oberen Teiles desselben zur Anlage an dem Anschlag
36 kommt. In der gleichen Zeit hat sich der Körper 28 bei seiner Abwärtsbewegung
hinter die Oberfläche des Stöpsels geschoben; der Stöpsel befindet sich zwischen
den Haken 35, und diese liegen auf den gegen den Stöpsel einwärts gebogenen Teilen
der Bügel 1-7 auf (Abb. 6).
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In diesem Zeitpunkt setzt die Rücklaufbewegung der Backen i und 2
in waagerechter Richtung (nach links) ein. Sie ziehen die Spannbügel und mit ihnen
die Haken 35 und den gelenkig damit verbundenen Körper 28 auf diesem Wege mit, da
der Führungskörper 14' durch den Anschlag 36 in seiner bis dahin angenommenen Lage
festgehalten wird. Der auf die Haken 35 von den Bügeln 17 ausgeübte Zug überträgt
sich durch die Laschen 29 auf die Führungsbleche 27 des Körpers 28 und schwenkt
diesen um den Punkt 32 nach links. Der Stöpsel wird so aus seiner waagerechten Lage
zwangsläufig in die senkrechte Lage und unmittelbar über die Flaschenmündung übergeführt.
Beim Einsetzen der Abwärtsbewegung der Backen i und 2 legt er sich vollkommen auf
die Flasche auf; die Haken lösen sich von den Bügeln 17 und werden durch den Zug
der Feder 33 zusammen mit dem Körper 28 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt.
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Ein Verklemmen des Stöpsels auf der Flaschenmündung ist bei Verwendung
dieser Vorrichteng
ausgeschlossen, da der Stöpsel zunächst seitlich
der Mündung so hoch über sie gehoben wird, daß er unter allen Umständen frei in
sie eingeschwenkt werden kann, und zwar durch die genau beherrschte Bewegung des
Körpers 28.