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Einrichtung zum Verschließen von Gefäßen Es sind insbesondere für
Flüssigkeiten bestimmte Gefäße mit Verschluß bekanntgeworden, wobei das Verschlußelement
eine aus deformierbarem Material bestehende Kappe ist, die mit der gewölbten Seite
voran in den Ausgußhals des zu verschließenden Gefäßes eingepreßt und während des
Schließvorganges mit einem radial nach außen vorspringenden Umfangswulst versehen
wird, :der einen radial nach innen vorstehenden Rand am Ausgußhals des Gefäßes untergreift.
Zum Verschließen derartiger Gefäße, die insbesondere Flaschen -sein `können, ist
auch eine Vorrichtung bekannt, die einen in axialer Richtung verschiebbaren, teilweise
in das Verschlußelement eingreifenden Stempel aufweist, der aus mehreren beim Einpressen
des Verschlußelements radial nach außen beweglichen S°'ktoren besteht und an der
Arbeitsfläche einen unterschnittenen Umfangsrand zur Erzeugung des nach außen vorspringenden
Wulstes am Vers:chlußelement trägt. Die Erfindung betrifft nun eine ebenfalls mit
diesem Stempel versehene Einrichtung zum Verschließen von Gefäßen der erwähnten
Art durch Einpressen eines aus deformierbarem Material bestehenden, kappenförmigen
Versehlußelements in den Ausgußhals des Gefäßes, und zwar zeichnet sich .die Einrichtung
dadurch aus, daß ein den Stempel in axialer Richtung führender Halter schwenkbar
gelagert ist und mit Mitteln in Verbindung steht, .die den Stempel wahlweise ent-%veder
in eine Bereitschaftslage zur Aufnahme eines Verschlußelements an seiner Arbeitsfläche
oder in die Arbeitslage zum Einpressen des Versehlußelements in den Hals des bereitgestellten
Gefäßes schwenken.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in -der Zeichnung
dargestellt; Es zeigt Fig. z ein einzelnes Verschlußelement im axialen Schnitt,
Fig.
2 den Ausgußhals eines zur Aufnahme des Verschlußelernents eingerichteten Gefäßes
im axialen Längsschnitt, Fing. 3 eine Einzelheit des Gefäßes mit dem eingesetzten
verschlußelement, Fig.4 die Verrichtung zum Verschließen des Gefäßes, teilweise
im vertikalen Schnitt, Fi@g.5 eine Einzelheit von Fig.4 in größerem Maßstab und
teilweise im senkrechten Schnitt, bei einer andern Stellung ,der beweglichen Teile,
Fig. 6 eine Einzelheit, teilweise im Schnitt nach der Linie VI VI in Fig. 5.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst an einem Beispiel
gezeigt, wie die mit der Einrichtung gemäß der Erfindung zu verschließen-.den Gefäße
beschaffen sein können und wie der zur Verwendung gelangende Verschluß ausgebildet
ist.
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Das in Fig. i einzeln dargestellte Verachlußelement A weist einen
gewölbten Teil,io@, einen daran anschließenden zylindrischen Teil ii i und einen
nach außen abstehenden Flansch 12 auf und hat im ganzen die Gestalt einer Kappe.
Das Verschlußelement A ist aus verhältnismäßig dünnem Metallblech hergestellt und
plastisch deformierb?.r. Am Ausgu@ßhals 13 des Gefäßes, das im vorliegenden Fall
eine aus Glas hergestellte Flasche ist, befindet sich eine metallische Manschette
14 in untrennbarer Verbindung mit dem Gefäß, indem sie bei 15 in eine Umfangsrille
des Gefäßhalses eingerollt ist (Fig.2 und 3). Zwiechen einem radial nach innen vorstehenden
Stirnflansch 16 der Manschette und der oberen Stirnfläche des Gefäßhalses 13 ist
ein aus elastischem Material, beispielsweise Kautschuk, bestehender Dichtungsring
17 eingelegt, der durch die Manschette@14 unter einer gewissen Vorspannung gehalten
ist. Der Flansch 16 der Manschette @i4 weist einen um die Stärke des für das Verschlußelement
A verwendeten Materials gegen das Flascheninnere versetzten Innenrand, 18 auf.
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Zum Verschließen des beschriebenen Gefäßes wird das kappenförmige
Verscb'ußelement A mit dem gewölbten Teil voran in den Ausgußhals eingesetzt, bis
der Flansch 12 des Verschlußelements auf dem Rand 18 aufliegt. Dann erzeugt man
durch Deformation des zylindrischen Teiles ii des Verschlußelements an diesem einen
radial nach außen vorspringenden Umfangswulst i9 (Fig. 3), welcher unter Zusammendrücken
des Dichtungsringes 17 den Rand r8 der Manschette 14 untergreift. Es entsteht dadurch
ein flüssägkeitsdnchter Abschluß des l'.,efä'ßes, wobei das Verschlußelement nicht
von selbst oder durch Druck im Gefäßinnern sich vom Gefäßhals lösen kann. Nimmt
z. B. der Innendruck des Gefäßes zu, wenn eine gashaltige Flüssigkeit eingefüllt
ist, so wirkt dieser Druck auf die konvexe Seite des Gewölbes io und vermag dieses
nicht einzudrücken. Findet eine gewisse Deformation de's Gewölbes statt, so vergrößert
sich dabei der Umfangswulst i9 radial nach außen und bewirkt dabei einen noch .dichteren
Abschluß längs des Dichtungsringen 17. Zum Offnen des Gefäßes wird das Versehlußelement
mit Hilfe eines spitzen 'Gegenstandes einfach durchstoßen und dann von der Manschette
14 abgehoben. Die Munachette 14 und der Dichtungsring-17 bleiben stets auf dem Gefäß
und sind immer wieder bereit, ein neues Verschluüelement aufzunehmen.
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Fig. 4 bis 6 zeigen die Einrichtung, mit welcher das Verschließen
des Gefäßes der beschriebenen Art selbsttätig geschehen kann. Die Einrichtung weist
ein an sich bereits bekanntes Aggregat B auf, welches das Einpressen und Deformieren
des Verschlußelements- A besorgt. Das Aggregat B trägt einen aus zwei
miteinander verschraubten Teilen 2o und 21 bestehenden Stempelhalter. Der Haltesteil
2o ist mit einer zylindrischen Ausnehmung 22 versehen, an welche eine sich nach
unten konisch verjüngende Ausne'hmung 23 des andern Haltesteiles 21 anschließt.
Inder konischen Ausnehmung 2:3 ist ein aus mehreren einzelnen, durch Radialebenen
unterteilten Sektorenbestehender Stempel 24 untergebracht, welcher einen kegeligen,
an der Wandung der konischen Ausnehmung 23 anliegenden Mantel und eine konische
Zentralbohrung 25 aufweist, wobei die Neigung der Mantellinien gegen die Längssymmetrieachse
des Stempels an der Außenfläche und an der Zentralbohrung des Stempels die gleiche
ist. Ein koaxial zum Halter 20, 21 angeordneter Dorn 26 ist im Haltesteil 2o befestigt
und ragt mit dem freien, passend kegelig gestalteten Ende teilweise in die Zenralbohrung
25 des Stempels 24 hinein. Eine mit einem Flansch versehene Büchse 27 ist derart
auf den Dorn 26 aufgeschoben, daß der Flansch auf der oberen Stirnfläche des, Stempels
24 anliegt, während eine diese Büchse 27 umgebende Schraubendruckfeder 28 mit dem
einen Ende am Flansch :der Büchse 27 und mit dem andern Ende an einem am oberen
Ende des Dornes 26 angeordneten Bund angreift und bestrebt ist, die Büchse 27 und,damit
die Sektorendes Stempels 24 stets nach unten in die konische Ausnehmung 23 des Halterteiles.
2;i zu schieben. Der Stempel 24 weist unten eine konvex gewölbte Arbeitsfläche auf,
die einen unterschnittenen Umfangsrand 29 aufweist, dessen Durchmesser beträchtlich
kleiner ist als derjenige der unteren Stirnfläche 30 des Stempells.
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Das beschriebene, an sich bekannte Aggregat B ist nun bei 31 schwenkbar
in einem Innenraum 32 eines Zylinders 33 aalgeordnet, und zwar so, daß der Stempel
24 wahlweise entweder in koaxial zum Zylinder stehende Arbeitslage gemäß Fig. 5
oder in eine dazu geneigte Bereitschaftslage gemäß Fig.4 schwenken kann. Der Raum
32 des Zylinders-33 ist durch eine Trennwand. 34 von einem zweiten größeren Innenraum
35, 42 des Zylinders abgeteilt, in welchem sich ein Kalben 36 befindet, der mit
Hilfe eines Bolzens 37 cri einer feststehenden Tragleiste 38 befestigt ist (Fig.
4). Der Zylinder 33 ist somit längs des feststehenden Kolbens 36 nach unten und
oben beweglich. Eine Sahraubendruckfeder 39 umgibt den Bolzen 37 und greift mit
dem einen Ende an der oberen Saite des Kolbens 36 und mit dem andern Ende an einem
starr mit dem Zylinder verbundenen Stirndeckel 4o an und hat das Bestreben, -den
Zylinder stets nach oben gegen die
Tragleiste 38 zu schieben. Eine
in die Tragleiste eingeschraubte Stellschraube 41 dient als einstellbarer Anschlag
zur Begrenzung dieser Bewegung. Zwischen der Unterseite des Kolbens 36 und der Trennwand
34 des Zylinders 33 befindet sich der Arbeitsraum 423 für ein Druckmedium, welches
durch eine Längsbohrung 43 des Bolzens 37 zugeleitet werden kann. Die Bohrung 43
mündet durch einen Radialkanal in eine Umfangsnut 44 des Bolzens aus, welche sich
innerhalb einer Ausnehmung der Tragleiste 38 befindet und in welche eine in die
Tragleiste eingearbeitete Zuleitungsausnehmung 45 einmündet.
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In der Trennwand 34 des Zylinders, welche den Arbeitsraum 42 des Druckmediums
gegen den vorgelagerten und das Stempelaggregat B enthaltenden Raum 32 abteilt,
sind zwei parallel zur Zylinderachse verschiebbare Organe 46 und 47 gelagert. Das
eigne, 46, derselben ist ein glatter Bolzen, der mit dem einen Ende gegen den Stempelhalterteil
2o anliegt und mit dem andern Ende mit .dem Zylinderkolben 36 zusammenarbeitet,
wenn der Zylinder gemäß Fig. 4 unter dem Einfluß der Feder 39 nach oben geht. Dabei
findet dann eine Schwenkung des Stempelhalters 2o, -21 in ,die Bereitschaftslage
statt. Das andereO rgan47 trägt unten einen ebenfalls am Stempelhaltertei12o anliegenden
Teil, wobei jedoch die beiden Organe 46 und 47 an in be.zug auf die Schwenkachse
31 des Stempelhalters 2o, 21 verschiedenen Seiten an diesem angreifen. Das Organ
47 weist ferner eine im Vergleich zur Querschnittsfläche dies Bolzens 46 große Fläche
48 auf, die einen Teil der Begrenzung des Arbeitsraumes 42 für das Druckmedium bildet
und von diesem beaufschlagt werden kann zwecks Schwenkung des Stempels 24 in die
Arbeitslage gemäß Fig. 5, welche Bewegung durch einen unmittelbar mit dem Stempelhalter
zusammenwirkenden Anschlag 49 begrenzt wird.
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An der Außenseite des Zylinders 33 verläuft eine Führungsnut 50, in
weJlcher die zur Verarbeitung gelangenden Verschlußelemente A an ihrem Flansch 12
geführt werden. Im unteren Teil ist die Führung 5o so gebogen, dlaß sie schließlich
in rechtwinklig zur Stempelachse stehender Richtung endigt, wenn der Stempel 24
sich in der Bereitschaftslage befindet. Ein Hilfsstempel 51 ist am Ende der Führung
5o so angeordnet, daß seine Achse rechtwinklig zur Führung steht und koaxial mit
dem Stempel 24 ist, wenn sich dieser in der Bereitschaftslage befindet. Der Hilfsstempel
hat beim gezeigten Beispiel parallellepipedische Form und trägt an seiner gegen
den Stempel 24 gewendeten Stirnfläche eine Ausnehmung 52, in die der gewölbte Teil
des Verschlußelements A hineinpaßt. Mittels einer Stange 53 ist der Hilfsstempel
5, mit einem Kolben 54 gekuppelt, der verschiebbar in einer Zylinderausnehmung
55 untergebracht ist, die sich in einem Ansatzteil 56 des Zyl:inlders, 33 befindet.
Eine um die Stange 53 gewundene Schraubenfeder 57 ist bestrebt, den Kolben 54 so
zu verschieben, daß sich der Hilfsstempel 51 aus dein Bereich der Führung 5o zurückbewegt,
in Fig. 5 nach links unten. Einer Zuführungsleitung 58 für ein Druckmedium ist ein
verstellbarer Anschlag 59 zugeordnet zur Bewegungsbegrenzung jeweils des untersten
der in der Füihrung 5o ankommenden Verschlußelemente in der dem Hilfsstempel gegenüberliegenden
Lage.
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In der Richtung der Führungsbahn 5o betrachtet, befindet sich zu beiden
Seiten des Hilfsstempels 51 je eine Klinke 6o, die gemäß Fig. 6 bei 61 schwenkbar
gelagert ist und unter der Wirkung je einer Druckfeder 62 steht, die das Bestreben
hat, die Klinke so zu schwenken., daß deren Kopf die Arbeitsfläche des Hilfsstempels
5, teilweise übergreift, wie aus Fig. ö ersichtlich ist. Jede der Klinken
61 weist ferner eine Gleitfläche 63 auf, an welcher der Teil er des Stempelhalters
bei der Bewegung in die Bereitschaftslage aufläuft und damit die beiden Klinken
auslöst durch Wegrücken deren Köpfe aus derBewegungslbahn des Hilfsstempels 51.
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Die Zuleitung 58 für .das Druckmedium für die Betätigung des Hilfsstempels
5, wellst eine Abzweigung 64 auf (Fig. 4), die eine in der Tragleiste 38
angeordnete Mündung hat, welche durch einen am beweglichen Zylinder 33 sitzenden
Ventflkörper in der Ruhestellung des Zylinders verschlossen ist, während der Bewegung
des Zylinders jedoch offen steht. Das auf diese Weise gebildete Ventil, das in Steuerabhängigkeit
vom Zylinder 33 ist, bewirkt, daß das Druckmedium zur Betätigung des Hilfsatempels
51 erst dann zur Wirkung kommen kann, wenn der Zylinder jeweils die Ruhelage erreicht.
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Bei der Gleitführung 50 für die Vers:chlußelemente befindet
sich nahe bei deren unterem Ende eine Klinke 66, deren Nase in die Bewegungsbahn
der Verschlußelemente eingreift, wenn der Stempelhalter 2o, 2i in der Bereitschaftsstellung
an diese Klinke anschlägt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist wie folgt: Die,Verschlußelemente
-gemäß Fig. i werden von oben mit Hilfe einer nicht dargest:e1'lten Vercteiltrommel
in die Führungsnut 50 gebracht und gleiten unter dem Einfluß ihres eigenen
Gewichtes in dieser nach unten. Das erste der Verschlußelemente befindet sich bereits
nahe beim Ende der Führung 50 vor der Klinke 66, welche in der Ruhelage der Teile
gemäß Fig. 4 in die Bewegungsbahn der Verschlußelemente hineinragt. Um die Einrichtung
betriebsbereit zu machen, wird das Druckmedium, vorzugsweise Druckluft, in dien
Arbeitsraum 42 des Zylinders 33 geleitet. Dadurch bewegt sich der Zylinder 33 längs
des Kolbens 36 nach unten, wobei der Balzen 46 sich vom Kolben. 36 löst. Das Druckmedium
preßt gleichzeitig auf die Fläche 48 d!es verschiebbaren Organs 47 und drückt dieses
nach unten, hierbei den Stempelhalter zo, 21 um die Achse 31 schwenkend. Die Klinke
66 wird dadurch freigegeben, so daß das unterste Verschlußelement vor die Arbeitsfläche
des Hilfsstempels 51 gleiten kann, wo es durch Anschlagen am Anschlag 59 zum Stillstand
kommt. Unmittelbar nachher läßt man das Druckmedium wieder aus dem Arbeitsraum 42
des Zylinders 33 ausströmen, so
daß .die Feder 39 den Zylinder
wieder nach oben schieben kann. Wenn das obereEnde des Balzens 46 mit dem Kolben
36 in Berührung kommt, findet wieder die Schwankung des Stempelhalters 2o, 2I in
die Bereitschaftslage statt. Der Halterteil2z schwenkt dabei die beiden Klinken
6o aus der Bewegungsbahn des Hilfsstempels 54 und sobald der Zylinder die
Ruhelage erreicht, schließt der Ventilkörper 65 die -Mündung der Zweigleitung 64,
womit sich irri Raune 55 mit Hilfe des Druckmediums ein Druck aufbauen kann, der
den Kolben 54 xndtsamt dem Hilfsstempel 51 vorschiebt. Das erste Verschlußelement
wird hierbei vom Hilfsstempel gegen die Arbeitsfläche des Kolbens 24 gedrückt und
über dessen. Rand 2,9 gestülpt, wo es haftenbleibt. Das nachfolgende Verschlußelement
ist unterdessen bis kurz vor den Hilfsstempel gerutscht, wo es von der Klinke 66
vorläufig zurückbehalten wird, wie vordem das erste Verschlußelement.
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Soll nun eine gemäß Fig. 2 ausgebildete Flasche verschlossen werden,
so stellt man diese auf eine nicht gezeichnete Unterlage senkrecht unter den Zylinder
33. Nun wird die Druckluft wieder in den Arbeitsraunn 4a des Zylinders eingelassen,
welcher sich dadurch nach unten zu bewegen beginnt. Sobald sich der Ventilkörper
64 von der Mündung der Zweitleitung 64 abhebt, wird das Druckmedium aus dem Raum
55 des Hilfszylinders abgelassen, und die Feder 57 schiebt den Kolben 54 mit dem
Hilfsstempel 5r- vom Stempel 24 zurück in die in Fig. 5 gezeigte Lage. Der Stempelhalter
20, 221 kann nun unter der Wirkung des auf das Organ 47 einwirkenden Druckmediums
in die Arbeitslage gemäß Fig. 5 schwenken, welche erreicht isst, wenn sich der Zylinder
33 immer noch in der Abwärtsbewegung befindet. Der Hals der zu v erschließenden
Flasche greift in der Folge durch eine zentrale Öffnung in der unteren Stirnwand
des Zylinders 33 hindurch, und der Stempel a4 setzt sich mit seiner Stirnfläche
3o auf den Flansch z6 ,der Manschette 14 am Flaschenhals auf, hierbei den Flansch
u-2 des Verschlußelernents auf -den Rand. r8 der Manschette 14 prassend. Mit der
bombierten Arbeitsfläche des Stempels 24 wurde das Verschlußelement in die Manschette
14 eingepreßt, und sobald :die Fläche 30 des Stempels auf .der Manschette aufsitzt,
findet bei der weiteren Abwärtsbewegung des Zylinders mitsamt dem Stempelhalter
2o, 2r eine relative Verschiebung des Stempels 24 im Halter 20, 2,1 nach oben statt.
Durch das kegelige Ende des Dornes 26 werden die Sektoren des Stempels 24 dabei
radial nach außen gedrückt, wodurch der unterschnittene Rand 2g des Stempels den
Umfangswulst zg am Verschlußelement erzeugt. Die hierbei erzielte Deformation kann
durch Regelung des Druckes der Preßluft innerhalb gewisser Grenzen den Erfordernissen
entsprechend gewählt werden.
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Anschließend läßt man das Druckmedium wieder aus dem Arbeitsraum 42
des Zylinders ausströmen. Letzterer bewegt sich daher unter der Winikung der Feder
39 wieder nach oben, wobei zunächst die Sektoren des Stempels 24 relativ
zum Halter 20, 21 wieder nach; unten .gleiten und durch die konische Ausnehmung
--3 des Haltertei.les 21 wieder radial nach innen zusammengeführt werden. Schließlich
hebt sich der Stempel aus -dem eingepreßten Verschlußelement heraus.
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Währenddem sich der Stempel 24 in der Arbeitslage befand, hatte das
nächste Verschlußelement Zeit, vor die Arbeitsfläche des Hilfsstempels, p zu gleiten,
wo es zunächst durch die Klinken 6o noch geführt wird. Wenn derBolzen 46 bei derAufwärtsbewegung
des Zylinders 33 an die Unterseite des Kolbens 36 anstößt,- schwenkt der Halter
:2o, 2.1 wieder in die Bereitschaftslage und spreizt hierbei die Klinke 6o auseinander.
Das bereitliegende Verschlußelement wird nun durch -den Stempel 24 selbst an einem
eventuellen Herausspringen aus der Führung verhindert. Sobald der Zylinder seine
Ruhelage wieder erreicht, schließt das Ventil 64, so daß das Druckmedium den Kolben
54 und damit den Hilfsstempel 51 vorschieben kann. Das zweite Verschlußelement wird
dabei an die Arbeitsfläche des Stempels 24 gepreßt.
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Der Schließvorgang ist damit beendet, und die Einrichtung ist bereits
wieder für eine nächste Verschließung bereit.
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Zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Ste#mpelthhälters 2o" 21 in
die Bereitschaftslage dient der die Zylinderbewegung begrenzendeAnschlag44 die-
so eingestellt werden kann, daß der Stempel 24 und der Hilfsstempel 5, in
der Bereitschaftslage koaxial zueinander stehen.
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In vielen Fällen ist es vorteilhaft, insbesondere um ein rasches Arbeiten
der Einrichtung zu ermöglichen, das Druckmedium für die Betätigung des Hilfsstempels
5 i nicht nur durch das Ventil 65 zu steuern, sondern noch durch ein zusätzliches,
nicht dargestelltes Ventil. Dieses ermöglicht die Entlüftung des Arbeitsraumes 55
bereits zu Beginn eines Arbeitsganges schon bevor sich der Zylinder 3'3 nach unten
zu bewegen, beginnt. Der Stempelhalter 2o, 21 kann dann sofort beim Einlassen des
Druc'kmediurnis in den Arbeitsraum 42 des Zylinders in die Arbeitslage schwenken.
Das zusätzliche Ventil muß aber wieder geschlossen werden, bevor der Zylinder seine
Ruhelage wieder erreicht, so daß die Auslösung der Bewegung des Hilfsstempels 5
r durch das Ventii#1!65 erfolgt.
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Mit Vorteil kann das bei der Aufwärtsbewegung aus denn Arbeitsraum
42 des Zylinders 33 verdrängte Druckmedium auf eine Turbine geleitet werden zum
Antrieb der bereits erwähnten Vertenltrommel für die zuzuführenden Verschlußelemente.
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Die beschriebene Einrichtung hat den Vorteil großer mechanischer Einfachheit
und hoher Betriebssicherheit.