DE69904946T2

DE69904946T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Dichtigkeitsprufung einer Schraubverschlusskappe auf einem Behälter

Info

Publication number: DE69904946T2
Application number: DE69904946T
Authority: DE
Inventors: Sergio Cirio
Original assignee: Arol SpA
Current assignee: Arol SpA
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2003-11-06
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: US20040139811A1; US6679026B1; ATE231097T1; US6925897B2; DE69904946D1; EP1103513B1; ES2190189T3; EP1103513A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine automatische Verschlußkappenanbringungsvorrichtung.
Mehr speziell bezieht sich die Erfindung auf ein Gerät zum Überprüfen der Anbringung einer Schraubverschlußkappe auf einen Behälter, wobei das Gerät mit einer automatischen Verschlußkappenanbringungsvorrichtung, insbesondere des Karussell- Typs, verbunden ist, die drehbare Haltemittel, welche wenigstens einen Behälter um eine Hauptachse der Vorrichtung bewegen können, und wenigstens einen Schraubkopf zum Aufschrauben einer Verschlußkappe auf einen jeweiligen Behälter aufweist, um den Behälter als Ergebnis seiner Bewegung um die Hauptachse zu verschließen, wobei jeder Schraubkopf eingerichtet ist, eine Verschlußkappe auf einen Behälter mit einem vorgegebenen Anzugsdrehmoment aufzuschrauben.
Eine automatische Verschlußkappenanbringungsvorrichtung besteht aus Maschinen, welche Verschlußkappen oder Verschlüsse auf die Öffnungen von Verpackungsbehältern, beispielsweise von der Art, die verzehrbare Stoffe wie Getränke enthalten, anbringen können. Einige bekannte Typen von Verschlußkappenanbringungsvorrichtungen zum Anbringen von Schraubverschlußkappen führen den Vorgang zum Anbringen jeder Verschlußkappe auf einen jeweiligen Behälter aus, während der Behälter sich entlang eines kreisförmigen Bahn bewegt, und diese Typen sind daher üblicherweise als Verschlußkappenanbringungsvorrichtung vom Karussell-Typ bekannt.
Eine bekannte Verschlußkappenanbringungsvorrichtung vom Karussell-Typ ist in den anhängenden Fig. 1-3 gezeigt, die jeweils eine Gesamtfrontansicht der Vorrichtung, eine Draufsicht, von der Linie II-II in Fig. 1 aus betrachtet, und eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Schraubkopfes der Vorrichtung zeigen.
Die Verschlußkappenanbringungsvorrichtung aus Fig. 1, die allgemein mit 1 bezeichnet ist, weist ein Basiselement 2 auf, auf dessen Oberseite sich eine Einheit 3 befindet, die eine drehbare Plattform 3a zum Tragen einer Vielzahl von Behältern 5, beispielsweise Flaschen, aufweist. Die Behälter 5 werden der Plattform 3a mittels eines Förderbands 7 einer Verpackungsstraße (die nicht gezeigt ist, da sie von allgemein bekannter Art ist) geliefert.
Die Vorrichtung 1 weist ferner eine zentrale Säule 8 auf, die eine Hauptachse X hat und durch eine Antriebseinheit M gedreht wird, die in dem Basiselement 2 untergebracht ist. Eine Vielzahl von Schraubköpfen 9 (von denen nur 2 in Fig. 1 sichtbar sind) sind mit der Säule 8 so verbunden, dass sie in der gleichen Richtung wie die Plattform 3a entlang einer Kreisbahn konzentrisch zu der Achse X bewegbar sind.
Die Köpfe 9 sind insbesondere in Beziehung auf einen oberen Rahmen 10 der Vorrichtung 1 bewegbar, welcher mit dem Basiselement 2 verbunden ist, so dass er auch stationär ist. Mit dem Rahmen 10 ist ein Gerät 11 zum Zuführen der Verschlußkappen 11a verbunden, die von einem Vorratsbereich (nicht gezeigt) zu der Position herausgegeben werden, in welcher jede Verschlußkappe mit dem jeweiligen Behälter 5 durch Aufschrauben auf diesen verbunden werden soll.
Beim Zuliefern eines Behälters 5 zu der Vorrichtung 1 wird der Behälter anfänglich auf dem Förderband in angeordnet, mit welchem er in die Nähe einer Föderschnecke 13 gebracht wird, um in eine Ausnehmung eines sternförmigen Zahnrads 15 einzugreifen. Das Rad 15 wird durch eine jeweilige Welle 15a gedreht, welche auch von der Antriebseinheit M angetrieben wird. Der Behälter 5 wird dann in eine Position gebracht, in welcher in eine Ausnehmung eines anderen sternförmigen Zahnrads 17 eingriffen wird, das drehbar mit der zentralen Säule 8 befestigt ist und somit um die Achse X drehbar ist, wobei der Behälter 5 auf die drehbaren Plattform 3a in einer Weise gehalten wird, dass, während er eine Bogenbahn um die Achse X durchläuft, ein Schraubkopf 9 eine Verschlußkappe 11a an dem Behälter anbringen kann. An der Säule 8 befestigte Halteklammern 8a können auch vorgesehen sein, um einen Bereich in der Nähe der Öffnung jedes Behälters 5 zu umgreifen und diesen somit fest in einer aufrechten Position während des Schraubvorgang zu halten. Nach Beendigung des Vorgangs des Aufschraubens der Verschlußkappe 11a, wird der Behälter 5 von einem anderen sternförmigen Zahnrad 19 ergriffen, dessen Drehung durch eine durch die Antriebseinheit M angetriebene Welle 19a gesteuert wird, um zu dem Förderband 7 zurückgeführt zu werden, auf weichem der Behälter zu einer nachfolgenden Station der Straße weiterbefördert wird.
Insbesondere in Fig. 3 der Zeichnungen weist jeder Schraubkopf 9 einen oberen Abschnitt 25 und einen unteren Abschnitt 27 auf. Der obere Abschnitt 25 hat eine Laufrolle 21, die drehbar um eine zur Achse X radialen Achse angebracht ist, wobei sie gleitbar in eine Nockenspur 23 eingreift, die einen abfallenden Abschnitt und einen ansteigenden Abschnitt in bezug auf die Achse X aufweist und zwei einandergegenüberliegende Angriffsflächen aufweist. Eine Hülse 25a, die drehbar mit dem unteren Abschnitt 27 des Kopfes 9 befestigt ist, ist an dem Abschnitt 25 drehbar um eine Achse, die senkrecht zu der der Laufrolle 21 ist, mittels eines Rollenlagers aufgehängt. Der Abschnitt 27 ist im wesentlichen wie eine Laufbuchse geformt und weist an einer Außenfläche einen Satz von axialen Zähnen 29 auf, die in einen entsprechenden Satz von Zähnen eines Zahnrads 31 eingreifen. Das Zahnrad 31 seinerseits ist starr mit einem anderen Zahnrad 33 verbunden, dessen Zähne mit den entsprechenden Zähnen eines Ringzahnrads 35 kämmen, welches innere Zähne aufweist und durch stationäre Ständer 10a des oberen Rahmens 10 der Vorrichtung 1 getragen wird.
Als Folge der Drehung der Säule 8 der Vorrichtung 1 führt jeder Schraubkopf 9 zusätzlich zu seiner Drehbewegung um die Achse X eine drehende Bewegung um seine eigne Achse mit einem Multiplikationsfaktor in bezug auf die Drehung der Säule 8 aus, welcher durch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Ringzahnrad 35 und dem Zahnrad 33 und zwischen dem Zahnrad 31 und dem Satz von Zähnen 29 bestimmt wird.
Ein becherförmiges Element 37, das einen Ring 37a, beispielsweise einen O-Ring, zum Greifen einer aufzuschraubenden Verschlußkappe 11a trägt, ist mit dem unteren Abschnitt 27 des Schraubkopfes 9 verbunden. Das Element 37 ist normalerweise drehbar mit dem Abschnitt 27 verbunden, kann aber durch das Vorhandensein einer Auskupplungsvorrichtung von bekannter Art, generell mit 39 bezeichnet, von diesem freigegeben werden, wenn ein vorgegebener Drehmomentwert erreicht ist, mit welchem eine Verschlußkappe 11a an dem jeweiligen Behälter 5 angebracht ist. Das Gerät 39 kann insbesondere zwei sich gegenüberliegende scheibenförmige Elemente 41 aufweisen, die die Funktion einer mechanischen, magnetischen oder elektromagnetischen Kupplung in bekannter Weise erfüllen. Alternativ kann jeder Kopf 9 selbst einen anwendungsspezifischen elektrischen Motor (in den Zeichnungen nicht gezeigt) aufweisen, so dass die Rotationsgeschwindigkeit des Kopfes durch Steuerung der Stärke des dem Motor zugeführten Stroms variiert werden kann und in diesem Fall kann der Strom derart reguliert werden, dass er Null wird bei einem vorgegebenen Drehmomentwert, mit welchem eine Verschlußkappe 11a an dem jeweiligen Behälter 5 angebracht wird.
Eine Schubstange 43, die koaxial entlang jedem Kopf 9 angeordnet ist und axial gleiten kann, ist mit Hilfe eines jeweiligen Rollenlagers so angebracht, dass sie drehbar ist in bezug auf eine Halteabschnitt 43a, der gleitbar in bezug auf den oberen Abschnitt 25 des Kopfes 9 ist. Der Halteabschnitt 43a weist eine Rolle 45 auf, die um eine zur Achse X radialen Achse drehbar ist, so dass sie gleitbar auf einer mit der Nockenspur 23 integrierten Nockenfläche 47 eingreift. Eine Schraubenfeder 49, die zwischen das becherförmige Element 37 und einen an der Stange 43 befestigten Widerlagerring 43 zwischengefügt ist, drückt die Stange gegen die Nockenfläche 47, so dass die Rolle 45 mit dieser Fläche in Eingriff gehalten wird.
Wenn eine Verschlußkappe 11a auf den jeweiligen Behälter 5 durch den Kopf 9 aufgeschraubt worden ist, wird durch die Form der Nocke 23 bewirkt, dass der Schraubkopf 9 mittels der Laufrolle 21 angehoben wird, während die Fläche der Nocke 47 eine Abwärtsbewegung auf die Schubstange 43 mittels der Laufrolle 45 überträgt, so dass, während der Abwärtsbewegung der Schubstange 43, ihr vom Abschnitt 43a entferntes Ende die untere Ausnehmung des Elementes 37 von irgendeiner Verschlußkappe 11a freigibt, wobei er mit dieser verbunden bleibt.
In Fig. 2 werden die Arbeitsschritte eines Kopfes 9 der Vorrichtung 1 rein beispielhaft mit speziellem Bezug auf den Fall, in welchem eine Verschlußkappe 11a ein einfaches eingängiges Schraubengewinde hat, schematisch dargestellt.
Beginnend bei der Position, die das Bezugszeichen 0 trägt, bewegt sich der Kopf 9, welcher sich unter Bezug auf die Zeichnung im Uhrzeigersinn bewegt, zu der Position S (Start), wobei er ein Bogen abdeckt, dessen Ausmaß normalerweise etwa 70º ist. Während der Schraubkopf sich entlang der Bahn A bewegt, wird ein Behälter 5 mit Hilfe des Förderbands 7, des Schneckenförderers 13 und des sternförmigen Zahnrads 15 der Vorrichtung 1 zugeführt und eine jeweilige Verschlußkappe 11a wird mit Hilfe des Geräts 11 zu der Position über dem Behälter 5 geliefert, auf welchen sie durch einen Schraubkopf 9 in Eingriff gebracht werden kann.
Zwischen den Positionen S und EIN (ON) wird der Schraubkopf 9 mit der jeweiligen Verschlußkappe 11a durch das Eingreifen der Laufrolle 21 in den abfallenden Abschnitt der Nocke 23 nach unten bewegt bis die Verschlußkappe 11a angrenzend an den Gewindehals des Behälters 5 positioniert ist. Dieser Schritt, der entlang des Abschnitts der mit B bezeichneten Bogenbahn durchgeführt wird, hat normalerweise einen Winkel von etwa 30º.
Ein Bogen C mit einem Winkel von etwa 100º, entlang welchem die Verschlußkappe 11a normalerweise auf den Behälter 5 bis zu einem vorgegebenen Anzugsdrehmoment geschraubt wird, erstreckt sich zwischen den Positionen EIN (ON) und AUS (OFF).
In dem nachfolgenden Abschnitt der Bogenbahn D, der sich zwischen den Positionen AUS (OFF) und R (result = Ergebnis) über einen Winkelbereich von etwa 60º erstreckt, wird der Kopf 9 angehoben und gibt die Verschlußkappe 11a und den Behälter 5 frei. Wenn der Kopf 9 elektromagnetisch ist, findet eine elektrische Trennung statt und die Energieversorgung zu seinem Motor wird somit entlang der Bahn D gestoppt.
In dem Bogenabschnitt E, der sich zwischen den Positionen R und 0 erstreckt und dessen Winkelamplitude normalerweise 100º ist, wird der Behälter 5a, der gerade mit einer Verschlußkappe versehen wurde, von der Vorrichtung 1 entladen und und wieder mit Hilfe des sternförmigen Zahnrads 19 zu dem Förderband 7 zurückgebracht.
Eine bekannte Vorrichtung der vorher beschrieben Art kann normalerweise nicht prüfen, dass der Vorgang des Aufschraubens einer Verschlußkappe auf den jeweiligen Behälter korrekt durchgeführt worden ist, ohne dass dies zu einer beträchtlichen Komplexität der Vorrichtung führen würde. Besonders in dem alltäglichsten Fall ist es erforderlich, eine zusätzliche Prüfstation nach der Vorrichtung 1 bereitzustellen, damit dieser Vorgang durch geeignetes Personal durchgeführt wird, so dass Behälter, die nicht richtig verschlossen wurden, entfernt werden können.
Es ist in der Tat nicht zu vermeiden, dass als Folge des automatischen Aufschraubens der Gewindeverschlußkappen auf den jeweiligen Behälter, einige der Verschlußkappen nicht korrekt passen werden, und es daher eine Ausschußquote geben wird, welche, wenngleich sie klein ist, jedoch nicht Null ist. Der durchschnittliche Ausschußanteil für Vorrichtungen, die mehrere Jahre in Betrieb waren und welche eine gute und regelmäßige Wartung erhielten, kann in der Größenordnung von 4-8% liegen. Die Ursachen von Ausschuß sind normalerweise die folgenden:
- eine fehlende Verschlußkappe und oder ein fehlender Behälter, welche aus Zufallsgründen nach dem Passieren von Präsenz-Sensoren, die vor oder neben der Maschine angeordnet sind, verloren gingen;
- fehlerhaftes Zuliefern einer Verschlußkappe, das heißt, wenn ihre Achse nicht koaxial zu der des Gewindes an der Öffnung des Behälters liegt;
- ein unvollständiges oder fehlerhaftes Gewinde und/oder Verschlußfläche des Behälters oder der Verschlußkappe;
- eine Verschlußkappe und/oder eine Gewindebehälteröffnung mit Längsrissen;
- Drehung eines Behälters aufgrund der Drehung des jeweiligen Schraubkopfes;
- fehlerhafte Führung der Verschlußkappe durch den Schraubkopf, so dass ein relatives Gleiten zwischen der Verschlußkappe und dem Kopf stattfindet.
Als Ergebnis einer Analyse der vorher beschriebenen Ausschuß-Ursachen wurde festgestellt, dass jede dieser Ursachen zu einem definierten Ergebnis des Verschlußkappenaufschraub-Arbeitsvorgangs führt. Insbesondere wenn der Behälter oder die Verschlußkappen fehlen, wenn der Behälter durch den Schraubkopf gedreht wird oder wenn die Verschlußkappe in bezug auf den Schraubkopf nicht korrekt fixiert ist, erzielt der Schraubkopf nicht erfolgreich das vorgegebene Anzugsdrehmoment innerhalb des Bogenintervalls C. Wenn eine Verschlußkappe fehlerhaft zugeliefert wird, wird das vorgeciebene Anzugsdrehmoment in einem Bereich erreicht, der dem Beginn des Winkelintervalls C vorausgeht, das ist vor der EIN (ON)-Position; wenn das Gewinde oder die Kontaktflächen zwischen der Verschlußkappe und dem Behälter ungleichmäßig sind oder wenn die Öffnung des Behälters oder eine Verschlußkappe rissig sind, wird das vorgegebene Anzugsdrehmoment nach der AUS (OFF)-Position erreicht.
Es wurde daher gefolgert, das der Vorgang des Anschraubens einer Verschlußkappe als korrekt ausgeführt betrachtet werden kann und der jeweilige Behälter 5a nur als "gut" (in Ordnung) betrachtet werden kann, wenn das vorgegebene Drehmoment zum Anbringen einer Verschlußkappe auf einem jeweiligen Behälter innerhalb des Winkelintervalls C erreicht wird, das ist zwischen den Positionen EIN (ON) und AUS (OFF), wogegen in allen anderen Fällen der Behälter 5a als "nicht gut" ("nicht in Ordnung") betrachtet werden sollte und daher nach der Vorrichtung 1 ausgesondert werden sollte.
Das Ziel der Erfindung ist insbesondere ein Gerät von der Art, wie es zu Beginn der vorliegenden Beschreibung bezeichnet wurde, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgendes aufweist:
- erste Sensormittel zum Erkennen eines Augenblicks, an welchem der Schraubkopf das vorherbestimmte Anziehmoment erreicht,
- zweite Sensormittel zum Erfassen einer Winkelposition jedes Schraubenkopfes relativ zu der Hauptachse, bei welcher das vorherbestimmte Anziehmoment durch den entsprechenden jeweiligen Kopf erreicht ist;
- wobei die ersten und zweiten Sensormittel mit einander verbunden sind, um ein Indiz dafür zu liefern, dass das vorherbestimmte Anziehmoment durch einen Schraubkopf innerhalb eines vorgegebenen Winkelintervalls der Bewegung des Schraubkopfes relativ zu der Hauptachse der Vorrichtung erreicht, ist oder nicht erreicht ist.
Aufgrund dieser Charakteristik ist eine Überprüfung während des Vorgangs der Aufschrauben der Verschlußkappe auf den Behälter und daher in Echtzeit möglich, dass der Vorgang korrekt durchgeführt worden ist, so dass es möglich ist, für die Behälter, die als fehlerhaft betrachtet werden, Vorkehrungen zu treffen, dass sie automatisch unmittelbar hinter der Maschine entfernt werden, ohne das zusätzliche Stationen vorgesehen werden müssen. Die Erfindung macht die Ausführung des Schritts zum Aufschrauben der Verschlußkappe auf den jeweiligen Behälter hochgradig zuverlässig, da die Behälter, welche nicht korrekt verschlossen sind, mit Sicherheit identifiziert werden können und folgerichtig entfernt werden können, und die Behälterverpackungsstraße wird insgesamt wirtschaftlicher gemacht, da das Vorhandensein einer Prüfstelle hinter der Verschlußkappenanbringungsvorrichtung nicht mehr benötigt wird.
Das Gerät weist vorzugsweise Verarbeitungsmittel auf, welche das vorgegebene Winkelintervall betreffende Daten speichern können und von den ersten und zweiten Sensormitteln kommende Signale verarbeiten können, um für jeden Schraubkopf zu überprüfen, ob das vorherbestimmte Anziehmoment innerhalb des vorgegebenen Winkelintervalls erreicht wurde, und jedem Behälter einen Parameter zuzuweisen, der die Tatsache anzeigt, dass der Schraubvorgang für jeden Behälter richtig abgeschlossen oder nicht richtig abgeschlossen worden ist.
Das Gerät weist vorzugsweise Sensormittel zum Erfassen des Vorhandenseins des Behälters und zum Erzeugen eines entsprechenden Signals auf, welches mit dem obengenannten Anzeigeparameter korreliert werden kann, um eine Größe anzugeben, welche mit der möglichen Entfernung des Behälters in Verbindung steht.
Das erfindungsgemäße Gerät kann somit vollkommen automatisch die Behälter erkennen, die nach dem Vorgang des Aufschraubens der jeweiligen Verschlußkappe ausgesondert werden sollten, da dieser Vorgang nicht korrekt vorgenommen wurde.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Verschlußkappenanbringungsvorrichtung, die mit einem Prüfgerät der vorher erwähnten Art ausgestattet ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Überprüfen der Anbringung eines Gewindeschraubverschlusses auf einen Behälter mittels der automatischen Verschlußkappenanbringungsvorrichtung, insbesondere des Karussell-Typs, die drehbare Haltemittel, welche mindesten einen Behälter um eine Hauptachse der Vorrichtung bewegen können, und mindestens einen Schraubkopf zum Anschrauben einer Verschlußkappe auf einen jeweiligen Behälter aufweist, um den Behälter als Ergebnis seiner Bewegung um die Hauptachse zu verschließen, wobei jeder Schraubkopf ausgelegt ist, eine Verschlußkappe mit einem vorgegebenen Anziehmoment auf einen Behälter zu schrauben, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist:
- Vorgeben einen vorherbestimmten Winkelintervalls der Bewegung von mindestens einem Behälter um die Hauptachse der Vorrichtung, in welchem das Aufschrauben einer Verschlußkappe auf den jeweiligen Behälter mit einem vorherbestimmten Anziehmoment erreicht werden soll,
- Überprüfen, ob das vorherbestimmte Anziehmoment einer Verschlußkappe innerhalb des vorherbestimmten Winkelintervalls erreicht worden ist, und
- Beurteilen, dass ein Behälter korrekt verschlossen worden ist, wenn das vorherbestimmte Anziehmoment der jeweiligen Verschlußkappe innerhalb des vorgegebenen Winkelintervalls erreicht worden ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung klarer zu verstehen, die nur als nichteinschränkendes Beispiel mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen vorgesehen ist. In den Zeichnungen ist folgendes gezeigt.
Fig. 1 ist eine Frontansicht der automatischen Verschlußkappenanbringungsvorrichtung vom Karussell-Typ nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 ist ein schematischer Aufriß längs der Linie II-II aus Fig. 1.
Fig. 3 ist ein schematischer Längsschnitt, der im vergrößerten Maßstab einen Schraubkopf der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung nach dem Stand der Technik zeigt.
Fig. 4 ist eine Abbildung, die der aus Fig. 3 ähnlich ist, die einen Schraubkopf der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
Insbesondere in Fig. 4, in welcher die gleichen Bezugsnummern verwendet wurden, um Teile zu bezeichnen, die identisch oder ähnlich zu denen sind, die vorher für die Vorrichtung nach dem Stand der Technik beschrieben wurden, weist die Vorrichtung 1 der Erfindung ein Gerät zum Detektieren auf, ob der Vorgang, eine Verschlußkappe 11a auf den jeweiligen Behälter 5 zu schrauben, korrekt durchgeführt worden ist, das heißt, ob er mit dem vorgegebenen Anzugsdrehmoments innerhalb eines vorgegebenen Winkelintervalls der Drehung des Behälters 5 um die Achse X vorgenommen wurde. Dieses vorgegebene Winkelintervall entspricht dem Winkelintervall C aus Fig. 2, welches einer Bogenbahn entspricht, die zwischen den Positionen EIN (ON) und AUS (OFF) angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung kann das Gerät somit den Moment erkennen, bei dem jeder Schraubkopf 9 das vorgegebene Anzugsdrehmoment für die jeweilige Verschlußkappe 11a erreicht und kann bestimmen, ob dieser Moment erreicht worden ist oder nicht, während der jeweilige Kopf 9 innerhalb des Winkelintervalls C angeordnet ist.
Aus diesem Grund ist ein phonisches Rad 55, das in dem spezifischen Fall aus einem Zahnrad von der Art mit neun Zähnen besteht, mit jeder der Schubstangen 43 verkeilt, wobei es wenigstens einem Näherungssensor 53 gegenübersteht. Der Sensor 53 ist in bekannter Weise ausgelegt, um eine Rechteckwelle zu erzeugen, deren zwei unterschiedliche Signalpegel erreicht werden, wenn der Sensor 53 den Durchgang der Spitze eines Zahn oder einer Ausnehmung, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen liegt, detektiert.
Wenn einer hohes Maß an Genauigkeit beim Anzeigen erforderlich ist, wann die Zustände von Bewegung oder Anhalten des Rads 55 erreicht werden, ist es möglich, ein Paar von Sensoren 53, die in diametral gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, zu verwenden, so dass einer der Sensoren den Durchgang der Spitze eines Zahn des Rads 55 vor dem Sensor detektiert, während der gegenüberliegende Sensor den Durchgang einer Ausnehmung detektiert. Auf diese Weise können, da jeder der zwei Näherungssensoren 53 eine jeweilige Rechteckwelle erzeugt, die mit der durch den gegenüberliegenden Sensor erzeugten Welle nicht in Phase ist, zwei Wellenformen kombiniert werden, um eine resultierende Welle mit einer Periode zu erzeugen, die kürzer ist als die jeder der Wellen, die von einem einzigen Sensor erzeugt werden, so dass eine höhere Genauigkeit beim Messen der augenblicklichen Bewegungsbedingung des phonischen Rads 55 erreicht wird.
Zudem ist die Schubstange 43 mit dem becherförmigen Körper 37 mittels eines Keils 37b oder eines ähnlichen Elements zum Zwecke der Drehung befestigt, um sie drehbar zu verbinden, so das das phonische Rad 55 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der becherförmige Körper 37 und daher wie die jeweilige Verschlußkappe 11a während des Schraubvorgangs dreht.
Ein Element zum Feststellen der Winkelposition jedes der Schraubköpfe 9 ist mit der zentralen Säule 8 der Vorrichtung 1 verbunden. Dieses Element besteht vorzugsweise aus einem einzelnen Sensor 51, der durch einen Absolut-Encoder gebildet wird, der die augenblickliche Winkelposition der Säule 8 in bezug auf eine feststehende Referenz der Vorrichtung 1, die zum Beispiel auf dem Basiselement 2 befestigt ist, detektieren kann, wobei die durch den Sensor erzeugte Winkelpositionmessung bei jeder vollständigen Umdrehung der Säule 8 bei Null beginnt, wenn eine stationäre Referenz, die zum Beispiel der Position 0 aus Fig. 2 entspricht, durchlaufen wird.
Alternativ kann der Absolut-Encoder 51 durch einen Relativ-Encoder ersetzt werden, welcher ein Signalpaar erzeugen kann, wobei eines sich auf die Ausführung einer vollständigen Drehung um 360º und eines sich auf eine Serie von Winkelintervallen einer vorgegebenen Amplitude innerhalb jeder Drehung um 360º bezieht.
Die Sensoren, die zur Detektion der Ausführung des Schraubvorgangs, das heißt, zur aktuellen Ermittlung vorgesehen sind, ob die Stange 43 sich in einem Bewegungs- oder Haltezustand befindet, können auch mit Gebrauch von Geräten gebildet werden, die nicht der Näherungssensor 53 sind, der dem phonischen Rad 55 gegenübersteht. Insbesondere kann ein Relativ-Encoder für jeden Schraubkopf 9 oder ein dementsprechender tachometrischer Dynamo dafür verwendet werden.
In der dargestellten Ausführungsform, bei welcher der Absolut-Encoder 51 mit der Säule 8 verbunden ist und jeder Kopf 9 eine Sensoreinheit einschließlich eines phonischen Rades 55 und eines Näherungssensors 53 aufweist, wird die momentane Position des Encoders 51 durch ein Steuer-Modul 57 jedesmal gemessen, wenn der Näherungssensor 53, der mit einem der Schraubköpfe 9 verbunden ist, eine Änderung zwischen Bewegungszustand und Haltezustand des jeweiligen phonischen Rades 55 oder umgekehrt zum Beispiel entsprechend dem Anhalten der Drehung des Rades 55 feststellt, so dass ein Signal erzeugt wird, dessen Wert mit dieser momentanen Position des jeweiligen Kopfes 9 korreliert ist. Das Modul 57 führt also ein Überprüfung durch, um zu prüfen, dass der Wert des so erzeugten Signals innerhalb eines Bereiches von zulässigen Werten liegt, wobei die Enden dieses Bereiches den Werten entsprechen, die durch das System für die Endpositionen des Winkelintervalls C erzeugt werden, das sind die Positionen EIN (ON) und AUS (OFF). Es ist somit möglich, auf einfache Weise zu ermitteln, ob das vorgegebene Drehmoment zum Anziehen eine Verschlußkappe 11a auf dem jeweiligen Behälter 5 tatsächlich innerhalb des vorgegebenen Winkelintervalls erreicht worden ist, das heißt, ob eine Verschlußkappe korrekt aufgeschraubt worden ist. Wenn als Ergebnis dieser Überprüfung klar ist, das die Verschlußkappe 11a vollständig auf den jeweiligen Behälter 5 innerhalb des Winkelintervalls C aufgeschraubt worden ist, das ist, zwischen den Positionen EIN (ON) und AUS (OFF), wird ein Parameter, der für die Ausführung des Schraubvorgangs kennzeichnend ist, somit dementsprechend einem Wert für diesen Behälter 5 zugewiesen, wogegen, wenn der Schraubschritt vor der EIN (ON)-Position oder nach der AUS (OFF)-Position abgeschlossen wurde, der Schraubschritt als nicht korrekt ausgeführt betrachtet wird, und dem vorher erwähnten Parameter wird ein Wert zugewiesen, der diesem Ergebnis Rechnung trägt.
Die durch das Modul 57 so erhaltene Information wird mittels eines Dreh-Kollektors 56, vorteilhafterweise vom Quecksilber-Typ, zu einer Verarbeitungseinheit 59 übertragen, welche normalerweise in bezug auf die Vorrichtung 1 stationär ist. Die Einheit 59 weist ein Haupt-Modul 61 auf, das eine Funktion zum Empfangen und Verarbeiten von Daten in Echzeit hat, welche Daten sich auf den Vorgang zum Aufschrauben der Verschlußkappen 11a während seiner Ausführung beziehen. Mit dem Modul 61 ist ein Modul 63 oder PLC verbunden, in welchem sich ein Speicherbereich mit der Funktion zum Speichern der von dem Modul 61 kommenden Information aus Gründen der Statistik und oder zum Kommunizieren mit anderen Stationen der Straße, in welcher die Vorrichtung 1 arbeitet, befindet. Das Modul 63 ist so ausgelegt, insbesondere urm Daten zu speichern, die von einem Sensor (nicht gezeigt) zum Detektieren des Vorhandenseins des Behälters 5 kommen, welcher Sensor mit der Vorrichtung 1 verbunden ist, und diese Daten mit denen zu korrelieren, die von den Sensoren kommen, die ermitteln können, ob der Schraubvorgang für diesen Behälter korrekt abgeschlossen worden ist. Das Modul 63 nimmt somit Information auf, die sich auf jeden Behälter 5 bezieht und durch den Präsenz-Sensor detektiert wird, so dass es möglich ist, zu ermitteln, welcher Behälter nach der Vorrichtung 1 ausgesondert werden sollte, und folgerichtig einem Zurückweisungsparameter einen Wert für jeden Behälter 5, der durch den Präsenz-Sensor festgestellt wurde, zuzuweisen. Das Modul 63 kann wiederum mit einem I/O (Eingabe/Ausgabe)-Modul 65, wie beispielsweise einem Anzeigegerät verbunden sein, welches für die Eingabe und Anzeige von Daten verwendet werden kann.
Das Verarbeitungs-Modul 61 kann ferner entweder mit von dem Schnittstellen-Modul 65 und/oder von dem PLC-Modul 63 kommenden Signalen beliefert werden, um diese Information zusammen mit der zu verarbeiten, die dieses von dem Dreh-Kollektor 56 erreicht, und das Ergebnis dieser Verarbeitung anzuwenden, um eine Information mittels eines Ausgabe 61a zu den Stationen der Straßes und/oder zu einem Personalcomputer oder einem anderen Verarbeitungsgerät zu übertragen, mit dessen Hilfe die Funktion der gesamten Prüfeinrichtung überwacht werden kann.

Claims

1. Automatische Verschlußkappenanbringungsvorrichtung des Karusell-Typs mit einem verbundenen Gerät zum Überprüfen der Anbringung einer Schraubverschlußkappe auf einen Behälter, wobei die Vorrichtung (1) drehbare Haltemittel (3a), welche zumindest einen Behälter (5) um eine Hauptachse (X) der Vorrichtung (1) bewegen können, und mindestens einen Schraubkopf (9) zum Aufschrauben einer Verschlußkappe (11a) auf einen entsprechenden Behälter (5) umfaßt, um den Behälter als ein Ergebnis seiner Bewegung um die Hauptachse (X) zu verschließen, wobei jeder Schraubkopf (9) eingerichtet ist, eine Verschlußkappe (11a) mit einem vorherbestimmten Anziehmoment auf einen Behälter (5) aufzuschrauben,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät folgendes aufweist:

- erste Sensormittel (53, 55) zum Erkennen eines Zeitpunkts, an welchem der Schraubkopf (9) das vorherbestimmte Anziehmoment erreicht,

- zweite Sensormittel (51) zum Erfassen einer Winkelposition jedes Schraubkopfes (9) relativ zur Hauptachse (X), bei weicher das vorherbestimmte Anziehmoment von dem entsprechenden Kopf (9) erreicht ist;

- wobei die ersten und zweiten Sensormittel mit einander verbunden sind, um ein Indiz dafür zu liefern, daß das vorherbestimmte Anziehmoment von einem Schraubkopf (9) innerhalb eines vorgegebenen Winkelintervalls (C) der Bewegung des Schraubkopfes (9) relativ zu der Hauptachse (X) der Vorrichtung (1) erreicht oder nicht erreicht ist.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät Verarbeitungsmittel (57) umfaßt, welche das vorgegebene Winkelintervall (C) betreffende Daten speichern können und von den ersten Sensormitteln (53, 55) und den zweiten Sensormitteln (51) kommende Signale verarbeiten können, um für jeden Schraubkopf (9) zu überprüfen, ob das vorherbestimmte Anziehmoment innerhalb des vorgegebenen Winkelintervalls. (C) erreicht wurde, und jedem um jedem Behälter (5) einen Parameter zuzuweisen, der die Tatsache anzeigt, daß der Schraubvorgang für den Behälter (5) richtig vollendet oder nicht richtig vollendet worden ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät Sensormittel zum Erfassen der Anwesenheit des Behälters (5) und zum Erzeugen eines entsprechenden Signals umfaßt, welches mit dem obengenannten Anzeigeparameter korreliert werden kann, um eine Größe anzugeben, welche mit der möglichen Entnahme des Behälters (5) verbunden ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Sensormittel (51) Mittel zum Anzeigen der Winkelposition der Haltemittel (3a) aufweisen.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel einen Absolutwertgeber (51) aufweisen, der mit dem Teil (8) der Verschlußkappenanbringungsvorrichtung (1) verbunden ist, der um die Hauptachse (X)drehbar ist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel einen Relativwertgeber (51) aufweisen, der mit dem Teil (8) der Verschlußkappenanbringungsvorrichtung (1) verbunden ist, der um die Hauptachse (X) drehbar ist.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Sensormittel eine Vorrichtung (53, 55) zum Erfassen des Bewegungs- oder Haltezustands des entsprechenden Schraubkopfes (9) aufweisen.

8. Vorrichtung Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsvorrichtung ein phonisches Rad (55) in Verbindung mit jedem Schraubkopf (9) und mindestens jedem phonischen Rad (55) gegenüber einen Annäherungssensor (53) aufweist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schraubkopf (9) eine axial verschiebliche Schubstange (43) aufweist, wobei jedes phonische Rad (55) fest auf der Schubstange (43) des entsprechenden Kopfes (9) verkeilt ist, um so befestigt zu sein, daß es sich damit mitdreht.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel einen Relativwertgeber für jeden Schraubkopf (9) aufweisen.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungsmittel einen tachometrischen Dynamo in Verbindung mit jedem Schraubkopf (9) aufweisen.

12. Verfahren zum Überprüfen der Anbringung einer Gewindeverschlußkappe auf einen Behälter mittels einer automatischen Verschlußkappenanbringungsvorrichtung (1), insbesondere des Karusell-Typs, welche drehbare Haltemittel (3a), welche zumindest einen Behälter (5) um eine Hauptachse (X) der Vorrichtung (1) bewegen können, und mindestens einen Schraubkopf (9) zum Aufschrauben einer Verschlußkappe (11a) auf einen entsprechenden Behälter (5) umfaßt, um den Behälter als ein Ergebnis seiner Bewegung um die Hauptachse (X) zu verschließen, wobei jeder Schraubkopf (9) eingerichtet ist, eine Verschlußkappe (11a) mit einem vorherbestimmten Anziehmoment auf einen Behälter (5) aufzuschrauben,

dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist:

- Vorgeben eines vorherbestimmten Winkelintervalls (C) der Bewegung mindestens eines Behälters (5) um die Hauptachse (X) der Vorrichtung (1), innerhalb dessen das Aufschrauben der Verschlußkappe (11a) auf den entsprechenden Behälter (5) mit dem vorherbestimmten Anziehmoment erreicht werden sollte,

- Prüfen, ob das vorherbestimmte Anziehmoment einer Verschlußkappe (11a) innerhalb des vorherbestimmten Winkelintervalls (C) erreicht worden ist, und

- annehmen, daß der Behälter (5) korrekt verschlossen worden ist, wenn das vorherbestimmte Anziehmoment der entsprechenden Verschlußkappe (11a) innerhalb des vorherbestimmten Winkelintervalls (C) erreicht worden ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Schritte aufweist:

Erzeugung eines Signals, dessen Wert die Winkelposition jedes Schraubkopfes (9) relativ zur Vorrichtung (1) anzeigt, in welcher der Schraubkopf (9) den Vorgang, eine Verschlußkappe (11a) auf einen entsprechenden Behälter (5) aufzuschrauben, vollendet,

Prüfen, ob der Wert des so erzeugten Signals innerhalb eines Bereichs zulässiger Werte bezogen auf die Werte, welche den Enden des vorherbestimmten Winkelintervalls (C) entsprechen, liegt, und,

als Folge des Ergebnisses des Prüfschritts, Zuweisen eines Wertes einem Parameter, der die Korrektheit der Ausführung des Vorgangs, eine Verschlußkappe (11a) auf einen entsprechenden Behälter (5) aufzuschrauben, anzeigt.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß es den Schritt aufweist, den Wert des Parameters und ein von einem Sensor zum Erfassen der Anwesenheit des entsprechenden Behälters (5) kommendes Signal verwendet, um einen Wert einem Zurückweisungsparameter des entsprechenden Behälters (5) zuzuweisen.