DE7148902U

DE7148902U - Verschliesskopf zum aufschrauben von kunststoffschraubverschluessen auf flaschen

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Publication number: DE7148902U
Application number: DE19717148902
Authority: DE
Original assignee: FUERSTLICH HOHENZOLLERNSCHE HUETTENVERWALTUNG LAUCHERTHA
Current assignee: FUERSTLICH HOHENZOLLERNSCHE HUETTENVERWALTUNG LAUCHERTHA
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1971-12-27
Publication date: 1972-06-08
Also published as: IT946981B; FR2166796A7; BE778742A

Description

DR. SERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE θ MÜNCHEN 8O. MAUERKIRCHERSTR. 45

Dr. B*rg Dipl.-Ing. Flop*. 6 München 80, Mouerkircheritrc9« 45 Ihr Zeichen Ihr Sch'clben Unser Zeichen 21 7Ö2 Datum 0 7ι βθΖο 1971

Anwaltsakte 21 ?62

Fürstlich Hohenzollernsche Hüttenverwaltung Laucherthal

Laucherthal / Hohenzollern

"Verschließkopf zum Aufschrauben von Kunststoffschraubverschlüssen auf Flaschen"

Die Erfindung betrifft einen Verschließkopf zum Aufschrauben von KunststoffSchraubverschlüssen auf Flaschen, der an einer drehantreibbaren Verschließspindel befestigbar ist.

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Flaschen, die in sehr großer Stückzahl mit Wiederverschlüssen versehen werden müssen, wie z.B. Erfrischungsgetränkeflaschen, werden in zunehmendem Umfang mit dem sogenannten Pilferproofverschluß aus Metall versehen. Dieser wird auf die Flasche aufgesetzt und dann angerollt. Derartige Verschlüsse haben den Nachteil, daß beim Anrollen verhältnismäßig viel Flaschentruch entsteht.

Kunststoffschraubverschlüsse sind für in geringer Stückzahl zu verschließende Flaschen, wie z.B. Parfümflaschen oder SonnenölfIesehen, seit langem bekannt. Die Mittel zum Aufschrauben derartiger Kunststoffverschlüsse auf solche in geringer Stückzahl zu verschließende Flaschen eignen sich jedoch nicht für die Massenproduktion, bei welcher in der Stunde viele tausend von Flaschen verschlossen werden müssen.

Die Erfindung schafft einen Verschließkopf zum Aufschrauben von Kunststoffschraubverschlüssen auf Flaschen, welcher für die Massenabfüllung geeignet ist. Der Verschließkopf gemäß Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,, daß er an seinem im Betrieb unteren Ende eine zentrale Vertiefung besitzt, welche den Verschluß von oben übergreifen kann und in welcher mindestens ein Mitnehmer angebracht ist, der die Drehbewegung des Verschließkopfes auf den Verschluß überträgt, in dem er

hinter eine entsprechende Schulter oder eine von mehreren entsprechenden Schultern des Verschlusses greift, und daß der Mitnehmer derart quer zu der Schulter bewegbar im Verschließkopf gelagert ist, daß er zurückweichen kann.

Wenn hier von einer Vertiefung im Verschließkopf gesprochen wird, so muß die Vertiefung nicht rundum geschlossen sein. Sie kann im Grunde auch beispielsweise vom Raum zwischen vier nach unten ragenden Fingern gebildet werden. In der Regel wird man jedoch eine hohlnapfförmige Ausbildung der Vertiefung bevorzugen.

Durch die nachgiebige Anordnung des Mitnehmers bzw. der Mitnehmer in der Vertiefung kann der Verschließkopf in beliebiger Stellung von oben auf den bereits auf die Flasche aufgesetzten aber noch nicht aufgeschraubten Kunst stoffSchraubverschluß aufgefahren werden. Hierbei gleitet der nachgiebige Mitnehmer bei der Drehbewegung des \^rerschließkopfes, der an der rotierenden Verschließspindel sitzt, solange über die ihm gegenüberliegende Oberfläche des Verschlusses hinweg, bis er gegen die Schulter anläuft oder in eine Vertiefung einfallen kann» deren Begrenzung die Schulter bildet. Um höchste Leistungen zu erzielen, wird man dem Kunststoffschraubverschluß eine relativ große Zahl von Schultern geben, damit der 'Weg des Verschließkopf es bis zum Ineingriffkommen des Mitnehmers bzw. der Mitnehmer mit eine~ bzw. meh-

reren Schultern möglichst kurz wird. Der Mitnehmer bzw. die Mitnehmer können beispielsweise axial verschiebbar am Grunde der zentralen Vertiefung angeordnet sein und mit entsprechenden Radialrillen an der Oberseite des Verschlusses in eingriff kommen. Da die Schulter bzw. Schultern jedoch vorteilhaft so ausgebildet sind, daß sie ein Offnen des Verschlusses von Hand erleichtern, sind die Schultern am Verschluß vorteilhaft an dessen Umfang angeordnet. Daher ist auch der Verschließkopf vorzugsweise so ausgebildet, daß mindestens ein Mitnehmer in der Umfangswand der zumindest angenähert zylindrischen Vertiefung vorgesehen ist, der in der Umfangswand gegen Federdruck radial nach außen verschiebbar oder verschwenkbar gelagert ist. Die verschwenkbare Lagerung wird ihrer größeren Einfachheit wegen bevorzugt.

Die obere Abschlußwand der Vertiefung ist vorteilhaft von einem axial im Kopf gegen Federdruck nach oben verschiebbaren Anscnlag gebildet. Dadurch wird beim schnellen Nachuntenfahren des Verschließkopfes auf den auf der Flasche sitzenden Verschluß ein plötzliches Anschlagen der relativ großen Verschließkopf- und Spindelmasse gegen den Verschluß verhindert, der Verschluß wird auf der Flasche gehalten und nach dem Verschließvorgang unterstützt der Federdruck das Ausstoßen der Flasche beim Hochfahren des Verschließkopfes. .iier tritt zunächst nur die geringe Masse des Anschlages und die Federkraft auf. Die Feder kann dabei so dimensioniert

werden, daß aie eine nur geringe Kraft ausübt, die jedoch ausreicht, um daa Einlaufen des Innengewindes des normalerweise kappenförmigen Verschlusses in das Außengewinde der Flasche zu gewährleisten.

Vorteilhaft ist der Anschlag ein von einem zentral im Kopf drehfest aber axial verschiebbar gelagerten Bolzen getragener Teller. Dem Grunde nach ist es beispielsweise möglich, die oben erwähnten Mitnehmer mit entsprechenden Schrägflächen hinter entsprechend schräg verlaufenden Schultern der Verschlußkappe so greifen zu lassen, daß beim Auftreten eines übermäßigen Drehmomentes durch die Schräge der miteinander im Eingriff befindlichen Flächen von Mitnehmern und Verschlußkappe die Mitnehmer außer Eingriff niit der Verschlußkappe gedrückt werden. Auf diese Weise kann das Aufschraubdrehmoment begrenzt werden. Vorteilhaft ist jedoch die Einrichtung zur Begrenzung des vom Verschließkopf auf den Verschluß ausgeübten Aufschraubdrehmomentes von den Mitnehmern getrennt. Daher wird es bevorzugt, daß der Verschließkopf zwischen seiner Befestigung an der Spindel und den mit dem Verschluß in Berührung kommenden Teilen eine das auf den Verschluß ausgeübte Drehmoment begrenzende Rutschkupplung trägt.

Vorteilhaft ist das Drehmoment der Rutschkupplung einstellbar. Auf diese Weise können mit einem Verschließkopf gemäß

Erfindung die Verschlüsse unterschiedlich fest angezogen werden. Das erlaubt es nicht nur Toleranzcchwankungen unterschiedlicher Lieferungen von Flaschen und/oder Verschlüssen auszugleichen. Ein unterschiedliches Aufschraub- j drehmoment kann auch dann erforderlich sein, wenn beispiels- j weise vom Verschließen mit Flaschen mit drucklosem Inhalt j auf das Verschließen von Flaschen mit unter Druck stehendem Inhalt, wie 2.B. Mineralwasser, übergegangen wird.

Vorteilhaft ist die Rutschkupplung so ausgebildet, daß das eine Teil derselben Rastgruben trägt, in welche mindestens ein, vorzugsweise mehrere federbelastete Rastvorsprünge des anderen Kupplungsteils eingreifen. Derartige Ausbildungen sind beispielsweise aus den Gelenkwellenantrieben für gezogene landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen bekannt.

Vorzugsweise werden die Rastvorsprünge von Rastkugeln gebildet, weiche in kugelkalottenförmige Rastgruber des anderen Kupplungsteils eingreifen. Die Tiefe der Rastgruben muß dabei natürlich wesentlich geringer sein als der Radius der Rastkugeln.

Zur Einstellung des Rutschdrehmoments der Kupplung sind vorteilhaft die Widerlager der Federn der Rastvorsprünge verstellbar. Um das zu erreichen, sind die Widerlager vorteilhaft in Axialbohrungen des entsprechenden Kupplungsteils ver-

schiebbare Stifte, welche an einen! in einer Axialbohrung d^s Kopfes scnraubverstellbar gelagerten ainstellglied anliegen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform eines Verschließkopfes genäß Erfindung anhand der den Gegenstand der Erfindung darstellenden Zeichnung hervor.

Die Zeichnung zeigt einen Verschließkopf gemäß Erfindung im Axialschnitt.

Der gezeigte Verschließkopf besitzt ein Mundstück 1 mit einer zur Aufnahme der strichpunktiert in ihrem Umriß darunter angedeuteten Verschlußkappe 2 dienenden Vertiefung 3₃ welche sich an ihrem unteren Rana bei M konisch erweitert, so daß ein leichtes Aufschieben der Vertiefung 3 des Verschließkopfes auf die Kappe 2 und eine Zentrierung der Flasche möglich ist. Der Innendurchmesser der Vertiefung 3 ist geringfügig größer als der maximale Außendurchmesser der Verschlußkappe 2. Nach oben wird die Vertiefung 3 von einem Anschlagteller 5 begrenzt, der von einem Bolzen 6 getragen ist, welcher wiederum in einer zentralen Bohrung 7 des Mundstucks axial verschiebbar gelagert ist. Ein Gewindestift 8 in einer Querbohrung des bolzens 6 ragt in eine oben und unten geschlossene Axialnut 9 der bohrung 7, wodurch ein Verdrehen des Bolzens 6 und ein Herunterfallen

des Tellers 5 verhindert wird. Der Außendurchmesser des Tellers 5 ist beispielsweise um etwa 3 nun geringer gehalten als die lichte Weite der zylindrischen Vertiefung 3. Eine Druckfeder 10 ist bestrebt, den Teller 5 in seiner tiefsten Lage zu halten. Am Herausfallen nach unten wird der Teller b vom Stift 8 gehindert, dessen Weg nac¹"» unten durch das untere linde der Nut 9 begrenzt ist. Vorzugsweise ist der Teller 5 eine auswechselbar am Bolzen 6 befestigte gehärtete Stahlscheibe.

In der aus der Zeichnung ersieht liehen Weise besitzt das Mundstück 1 drei Radialschlitze, in welchen als Mitnehmer drei Plättchen 12 gelagert sind, die vorzugsweise aus gehärtetein Stahl bestehen. Diese zangenförmig wirkenden Plättcaen dürfen beim Mitnehmer 13 keine Kantenabrundung durch Abnutzung erfahren. Die Plättchen 12 ragen in der aus der Zeicnnung ersichtlichen Weise jeweils um etwa 1 mm in das Innere der Vertiefung 3. Diese in das Innere der Vertiefung 3 ragenden Teile 13 der Plättchen 12 bilden die eigentlichen Mitnehmer. Die Plättchen 12 füllen die Schlitze, in denen sie angebracht sind, fast ganz aus. Nahe ihrem oberen Ende besitzen sie Einkerbungen, welche mit einer Ringnut des Mundstücks 1 fluchten. In der Ringnut liegt ein Sprengring l'-l, welcner uudurch, daß e:¹ sicii auch durch die Kerber, der Plüttcnen H erstrecKt, eine Schwenkachse für letztere bildet. Aiii radial inneren und oberen Ende der Plättchen 12

sind aiese mit einem Radius abgerundet, dessen Mittelpunkt mit der Mittellinie des Sprengdnges I^ wenigstens angenähert zusammenfällt. Dieser Radius ist gleich der Breite der Plättchen Id, so daß die Plättchen um die Mittellinie des Sprengringes I^ scnwenken können, aber, solange sie nicht sehr weit ausgescnwenkt sind, nicht herausfallen können. Die Plättchen 12 erstrecken sich über den Sprengring 14 nach oben um ein geringeres Maß als es ihre Breite ist, so daß sie nach entsprechend starkem nach außen Herausschwenken herausgenommen und wieder eingehängt werden können, wodurch ein Austausch erleichtert wird und auch Verschlüsse mit beliebig geformten Schultern verarbeitet werden können.

Nahe dem unteren Ende des Mundstücks 1 und der Plättchen 12 sind zwei weitere Ringnuten im Mundstück vorgesehen die sich auch durch die Plättchen 12 fortsetaai. In diesen Ringnuten liegt je ein elastischer Gummiring 16 oder eine derartige feine in sich geschlossene Schraubenfeder. Gummiring oder Schraubenfeder haben das Bestreben, die Plättchen 12 und damit auch die Mitnehmer 13 in der in der Zeichnung gezeigten Lage zu halten.

Man erkennt aus do:m bisher Beschriebenen, daß beim Aufsetzen des Verschließkopfes auf eine auf einer Flasche befindliche Kappe 2 die Mitnehmer 13 solange radial nach außen geschwenkt werden, bis sie in entsprechende Vertiefungen der Kappe 2

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einrasten können, worauf sie dann bei der Drehbewegung des Verschließkopfes die Kappe mitnehmen.

Zur Begrenzung des vom Verschließkopf auf die Verschlußkappen beim Aufschrauben ausgeübten Drehmomentes ist eine Rutschkupplung vorgesehen, welche einen gehärteten unteren Kupplungsring 17 aufweist, de:? mittels einer Schraube 18 drehfest auf einem verengten Hals des Mundstückes 1 sitzt. Der Kupplungsring 17 besitzt aif seiner Oberseite kugelkalottenformige Vertiefungen, in welche die Kupplungskugeln 19 einrasten können. Diese sind in Axialbohrungen 20 des Gegenkupplungsteils 21 axial verschiebbar gelagert. Sie werden von Federn 22 nach unten gedrückt, bis sie dort in entsprechende Vertiefungen einrasten können. Am oberen Kupplungsteil 21 ist das Mundstück 1 mit Hilfe zweier Kugellager 23 drehbar gelagert. Es wird in üblicher Weise mittels der Imbusschraube 24 und eines Ringes 25 am Herausfallen nach unten aus dem oberen Kupplungsteil 21 gehindert. Das obere Kupplungsteil 21 sitzt konzentrisch in einem Halteteil 26 und ist an diesem in üblicher Weise mittels der Befestigungsschra· - -r» .-7 befestigt.

Zum Verstellen der Widerlager der Kupplungsfedern 22 sind in den Bohrungen 20 des Kupp lungs seiles 21 axial verschiebbare Stifte 30 oberhalb der Federn 22 angebracht. Die oberen linden der Stifte 30 liegen wiederum an einem gehärteten, auswechselbaren liinstellteller 31 an, der mittels eir3r

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zentral von ihm abragenden Gewindespindel 32, welche mit Außengewinde in eine Innengewindebohrung 33 des Teils 26 eingeschraubt ist, durch Verdrehen in seiner Axiallage verstellt werden kann, wodurch wiederum die Axiallage der Stifte 30 und damit die Kraft der Federn 22 verändert wird. Die Gewindespindel 32 kann mit dem Druckteller 31 aus einem Stück sein. Vorzugsweise wird sie aus einem NE-Metall und der Druckteller 31 aus gehärtetem Stahl bestehen, wobei der Druckteller 31 als ein dem Verschleiß unterliegendes Teil austauschbar sein sollte.

Die Gewindespindel 32 dient zugleich der Verbindung des gesamten Schließkopfes. Sie ist zu diesem Zweck mittels der Kontermutter 3^ gegen das Teil 26 konterbar. Oben ist auf der Spindel 32 ein Ansehlußteil 37 für die Spindel aufgeschraubt, welches wiederum mittels einer Kontermutter 35 ebenfalls festgehalten ist. Eine Madenschraube 38 dient zum Blockieren der Spindel 32 in der eingestellten Drehlage.

Beim Arbeiten des Verschließkopfes gemäß Erfindung wird dieser rotierend vcn oben auf den Verschluß 2 einer darunterbefindlichen Flasche abgesenkt. Unterschiedliche Höhen der Flasche können durch Nachgeben des Tellers 5 gegen die V.'irkung der Feder hierbei ausgeglichen werden. Beim Aufsetzen des Verschließkopfes auf die Kappe 2 werden zu-

nächst die Mitnehmer 13 gegen die Wirkung der Ringfeder 16 radial nach außen gedrückt, bis sie wieder in entsprechende Axialnuten am Umfang der Verschlußkappe 2 einrasten können. Sowie dies erfolgt ist, nehmen die Mitnehmer 13 die Verschlußkappe 2 mit und verschließen die Flasche. Sobald die Kappe 2 fest aufgeschraubt ist, wächst das auf die Kupplung 17, 21 wirkende Drehmoment, bis es das eingestellte übertragbare Drehmoment überschreitet, wodurch nach Verbrauch der noch im unteren Teil befindlichen Massenenergie die Drehbewegung des Mundstücks 1 mit seinen Teilen beendet wird, Dadurch ist es möglich, den Verschließkopf nach einer bestimmten vorgegebenen Zeit, innerhalb derer auf jeden Fall der Verschließvorgang beendet ist, wieder nach oben abzuziehen. Der Verschluß wird mit definiertem Drehmoment aufgeschraubt und kann am Außenmantel nicht durch die Mitnehmer beschädigt werden. Der so ablaufende Verschließvorgang wiederholt sich bei jedem Arbeitsspiel. Ist beim Freikommen des Verschließkopfes von der verschlossenen Flasche die Rutschkupplung noch nicht wieder im Eingriff, so kommt sie jedoch beim nächsten Arbeitsspiel rasch durch Massenkräfte wieder in Eingriff.

- 13 Schutzansprüche:

Claims

- 13 Schutzansprüche :

1. Verschließkopf zum Aufschrauben von Kunststoffschraubverschlüssen auf Flaschen, der an einer drehantreibbaren Verschließspindel befestigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß er an seinem im Betrieb unteren Ende eine zentrale Vertiefung besitzt, welche den Verschluß von oben übergreifen kann, und in welcher mindestens ein Mitnehmer angebracht ist, der die Drehbewegung des Verschließkopfes auf den Verschluß überträgt, in dem er hinter eine entsprechende Schulter oder eine von mehreren entsprechenden Schultern des Verschlusses greift, und daß der Mitnehmer derart quer zu der Schulter bewegbar im Verschließkopf gelagert ist, daß er zurückweichen kann.

7. Verschließkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Mitnehmer in der Umfangswand der zumindest angenähert zylindrischen Vertiefung vorgesehen ist, der in der Umfangswand gegen Pederdruck radial nach außen verschiebbar oder verschwenkbar gelagert ist.

3. Verschließkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abschlußwand der Vertiefung von einem axial im Kopf gegen Federdruck nach oben verschiebbaren Anschlag gebildet wird.

4. Verschließkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag ein von einem zentral im Kopf axial verschiebbar gelagerten Bolzen fgtra^ener Teller ist,

5. Verschließkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, datf er zwischen seiner Befestigung an der Spindel und den mit dem Verschluß in Berührung kommenden Teilen eine das auf den Verschluß ausgeübte Drehmoment begrenzende Rutschkupplung trägt.

6. Verschließkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchrntschdrehmoment der Rutschkupplung einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil der Kupplung Rastgruben trägt, in welche mindestens ein, vorzugsweise mehrere federbelastete Rastvorsprünge des anderen Kupplungsteils eingreifen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager der Federn der Rastvorsprünge verstellbar sind.

9· Vcrridatung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Widerlager in Axialbohrungen des entsprechenden Kupplungsteils verschiebbare Stifte sind, welche an einem in einer Axialbohrung des Kopfes schraubverstellbar gelagerten Einstellglied anliegen.