EP0561344B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Verschliessen einer Flasche - Google Patents

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EP0561344B1
EP0561344B1 EP93104266A EP93104266A EP0561344B1 EP 0561344 B1 EP0561344 B1 EP 0561344B1 EP 93104266 A EP93104266 A EP 93104266A EP 93104266 A EP93104266 A EP 93104266A EP 0561344 B1 EP0561344 B1 EP 0561344B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sealer
holding
bottle
ejector
sealing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP93104266A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0561344A1 (de
Inventor
Gerhard Heudecker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG, Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik filed Critical Krones AG
Publication of EP0561344A1 publication Critical patent/EP0561344A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0561344B1 publication Critical patent/EP0561344B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/02—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying flanged caps, e.g. crown caps, and securing by deformation of flanges
    • B67B3/10—Capping heads for securing caps
    • B67B3/12—Capping heads for securing caps characterised by being movable axially relative to cap to deform flanges thereof, e.g. to press projecting flange rims inwardly

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for closing a bottle by deforming a crown cap placed on a bottle mouth, wherein in a positioning phase a holding element positions the crown cap on the bottle mouth, in a closing phase the crown cap is inserted through a conical entrance area into a closure end of a capper , deformed and fixed on the bottle, and an ejection element after the deformation of the crown cap pushes it out in an ejection phase from the closure end.
  • Such a method and devices for implementation are known from DE-OS 4115285 or DE-OS 2147770.
  • a plunger-like hold-down device and a spring-loaded closing element part are arranged in a closer housing.
  • the hold-down device holds the crown cap and a bottle located on a carrier is positioned relative to the crown cap and a centering element.
  • the closing element part is pressed onto the hold-down device and exerts a high pressure, the so-called head pressure, on the crown cap and thus the bottle.
  • the bottle is finally pushed out of the capper.
  • a hold-down device is movably mounted in a low-pressure part and acted upon by a spring.
  • the Hold down the bottle cap on the bottle mouth Before the closing phase, the hold-down device is fixed relative to the depressing part and both are pressed into the closer by the relative movement of the closer and the bottle.
  • a high head pressure is exerted on the crown cap by applying force to the depressed part by means of a spring.
  • the closure phase the bottle is pushed out of the capper.
  • a disadvantage of these two publications is that the pressure exerted by the closing element part or depressing part during the closing phase is generally relatively large (150 kp). To this force is added the approximately equal deformation force during the closure phase, so that during this phase the total force acting on the bottle is approximately 300 kp. Accordingly, the holding devices for the bottles must be dimensioned to absorb this large force. Furthermore, the likelihood of bottle breakage is significantly increased. Due to the high forces that occur, the signs of wear in the holding device for the bottles as well as in the capper are relatively large. A sealing material inserted into the bottle cap can easily be damaged or even completely destroyed by the high pressure that occurs between the bottle mouth and bottle cap. Because of this, a tight closure of the bottle is not always guaranteed, so that the liquid in the bottle can degas or air enters the bottle, which leads to an impairment of the shelf life of the filled liquid.
  • the invention is therefore based on the object of improving a method and a device for closing a bottle of the type mentioned at the outset, so that with considerably lower pressure and during the closing phase, a secure closure of the bottle is achieved in a simple manner and avoiding bottle breakage, almost without head pressure becomes.
  • the bottle cap is used both in the positioning phase, in which the bottle cap is placed on a bottle and the bottle is optionally inserted in the conical entrance area, and in the closure phase, ie during the deformation of the bottle cap to fix it on the bottle the holding element essentially pressureless on the. Bottle mouth held. Only after completion or shortly before the closure phase is completed is the ejection element biased. In the ejection phase, this pushes the crown cap almost completely out of the capper. Since the pretension of the ejection element and the forces occurring during the closing phase are essentially exerted on the crown cap one after the other, the greatest force occurring is not given by the sum of these two forces, but rather corresponds only to the maximum closing or ejection force.
  • the holding device carrying the bottles during the closure can be designed more simply and cost-effectively. Since the force exerted on the bottles according to the invention is significantly reduced, bottle breakage occurs far less frequently. The forces occurring in the capper are also significantly reduced, so that signs of wear occur to a much lesser extent.
  • the sealing material inserted in the crown cap is exposed to lower loads due to the essentially pressure-free holding of the crown cap on the bottle mouth, so that the bottles are sealed securely and tightly. Problems with degassing the filled liquid, air entry or shortened shelf life are almost completely eliminated.
  • a sealer suitable for carrying out the method has the features of claim 13.
  • the ejection element can also be preloaded, for example, by means of a cam roller connected thereto and a corresponding guide cam, as is known for bottle fillers, bottle closers or the like.
  • the bottle and the capper move relative to one another and pretension the ejection element in the pretensioning phase.
  • the ejection element is biased directly by the relative movement of the bottle and by the bottle mouth resting on the holding element.
  • the maximum pretensioning of the ejection element is less than a maximum closing force that occurs during the closing phase.
  • the edge of the crown cap is simply flanged in the end of the closure, only the friction and flaring forces occurring during this phase occurring.
  • the capper with the holding element and ejection element moves in the direction of the bottle mouth to close the bottle.
  • the bottles are set up, for example, on a bottle plate, which is arranged opposite the capper.
  • the capper is moved up and down in a known manner by cam rollers and corresponding guide curves, by pneumatic or hydraulic actuation or the like.
  • the holding element holds the bottle cap in the ready position.
  • a permanent magnet can be arranged in the holding end of the holding element.
  • the holding element in the pretensioning phase directly against the ejection element and pretensions it.
  • the holding element and the ejection element are arranged essentially one behind the other in the closer.
  • the positioning and closing phase essentially only the holding element is displaced in the closer, while both the holding element and the extending element are displaced in the pretensioning phase.
  • a small force is applied to the holding element in the direction of the bottle mouth by a holding spring element.
  • This can be arranged, for example, between the holding and ejection element, so that the holding spring element is compressed at least during the closing phase by the movement of the holding element, as a result of which the ejection element is acted upon by force.
  • an ejection spring element is arranged in the closer, which acts upon the ejection element in the direction of the holding element.
  • the retaining spring element is compressed until it advises in the pretensioning phase in contact with the ejection element and prestresses it against the force of the ejection spring element.
  • the spring constant of the retaining spring element is considerably lower than the spring constant of the ejection spring element.
  • the force required to eject the closed bottle from the capper is determined in a simple manner by the fact that after the pretensioning phase has ended Ejection element rests on a rear wall of a capper housing opposite the bottle mouth.
  • the holding and ejection element can only be inserted into the closer so far that the ejection element rests on the rear wall. This results in a very low overall height of the capper.
  • a large number of corresponding cappers can be arranged in a circle and rotatably around the center of the circle, the bottles 1 being transferred to a bottle plate or similar holding devices for bottles by means of an inlet star.
  • the capper 7 has an essentially cylindrical capper housing 15. This is closed opposite the bottle 1 by a rear wall 14.
  • the housing has a first section 20 and a second section 21 in the longitudinal direction 19 of the housing.
  • a holding element 4 is arranged in the first section and an ejection element 8 is arranged in the second section.
  • the transition region 22 between the first and second sections is designed as a peripheral shoulder 23, the first section 20 having a smaller inner diameter than the second section 21.
  • the holding element 4 is essentially cylindrical, its outer diameter being somewhat smaller than the inner diameter of the first section 20. With its lower holding end 25, the holding element 4 bears against an upper side 18 of a crown cap 3. This has an outwardly projecting edge 11, which loosely rests against a conical entrance area 5 of a capper end 6 of the capper 7 assigned to the bottle 1 and is thus positioned.
  • the capping end 6 On one side of the bottle 1, the capping end 6 has a stop 33, which adjoins the conical entrance area 5 in the direction of the longitudinal axis 19.
  • a holding spring 12 is arranged in receptacles 27 and 28, respectively.
  • the receptacle 27 is arranged concentrically in the holding element 4 and the receptacle 28 concentrically in the ejection element 8 each symmetrically to the longitudinal axis 19.
  • the open end of the receptacle 27 is surrounded by a radially extending flange 24. This lies on the peripheral shoulder 23 in the positioning phase shown in FIG.
  • the receptacle 28 of the extension element 8 also has at its open end a radially extending flange 30 to which a sleeve 31 arranged concentrically to the longitudinal axis 19 is connected. This stands with its free end on the peripheral shoulder 23.
  • the outer diameter of the radial flange 24 of the holding element 4 is slightly smaller than the inner diameter of the sleeve 31, the outer diameter of which is somewhat smaller than the inner diameter of the second section 21 of the closer housing 15.
  • the radial flanges of the ejection element 8 and the holding element 4 lie at a distance of 16.
  • the outside diameter of the cylindrical ejection element body 29 is approximately equal to the outside diameter of the holding element 4 mounted in the first section of the capper 7.
  • the receptacles 27 and 28 each have a conically extending extension at their open end.
  • a prestressed spring 13 is arranged between the radial flange 30 and the rear wall 14 concentrically with the ejection element body 29. This acts on the ejection element 8 in the direction of the holding element 4.
  • the ejection element 8 is arranged at a distance 35 from the rear wall 14, so that a free space 34 is formed.
  • a permanent magnet 26 arranged to hold the crown cap 3 in the positioning phase.
  • the crown cap 3 By moving the capper 7 in the direction 36, the crown cap 3 is pushed into the entrance area 5 along the conical surface 32.
  • the conical surface 32 can also be rounded. It forms the closing cone and merges into a cylindrical surface 52.
  • the holding element 4 is inserted accordingly in the direction of the ejection element 8.
  • the radial flange 24 of the holding element 4 is raised from the peripheral shoulder 23 and bears against the radial flange 30 of the ejection element 8.
  • the distance 16 shown in Figure 1 between the radial flange 24 and the radial flange 30 corresponds essentially to the height 17 of the conical surface 32, so that the edge 11 of the Eronkorkens 3 is largely flanged through the conical entrance area towards the bottle 1, but not yet completely has penetrated into the cylindrical surface 52.
  • the spring 12 in the receptacles 27 and 28 is partially compressed, while the spring 13 is in its initial position as shown in FIG. 1, so that the distance 35 between the extension element 8 and the rear wall 14 is the same in FIG. 1 and FIG .
  • the held bottle 1 pushes the holding element 4 together with the extension element 8 into contact with the rear wall 14.
  • the sleeve 31 is arranged at a distance 37 from the peripheral shoulder 23. Both spring 12 and spring 13 are compressed compared to the illustration in FIG. 1.
  • the crown cap 3 sits completely within the cylindrical surface 52 and is finally deformed.
  • Ejection element 8 is arranged at a distance from the rear wall 14, the sleeve 31 not yet standing on the peripheral shoulder 23. Radial flange 24 of the holding element 4 and radial flange 30 of the ejection element 8 are in contact. The edge 11 of the crown cap 3 is located in the transition area between the cylindrical surface 52 and the conical surface 32.
  • FIG. 5 shows the capper 7 in a position corresponding to FIG. 1 after the closing process has been completed.
  • the crown cap 3 is fixed on the bottle 1 by deformation.
  • Both the holding element 4 and the ejection element 8 are in contact with the peripheral shoulder 23 with their radial flange 24 or sleeve 31.
  • the radial flanges of the holding element 4 and the ejection element 8 are arranged at a distance of 16.
  • Ejection element 8 is arranged at a distance 35 from the rear wall 14.
  • the springs 12 and 13 are in the state shown in Fig.1.
  • the crown cap 3 is arranged in the region of the conical surface 32, the edge 11 no longer being in contact with the conical surface and is therefore completely expelled.
  • a force-displacement diagram is shown in FIG.
  • the path of the capper 7 is shown on the x-axis and the force acting on the bottle 1 is shown on the y-axis.
  • Curve 39 represents the sum of the forces occurring on the basis of curves 40, 41 and 42.
  • Curve 40 corresponds to the force applied by spring 12 assigned to holding element 4.
  • the curve 41 corresponds to the force applied by the spring 13 assigned to the ejection element 8.
  • the curve 42 corresponds to the frictional force or deformation force occurring in the capper 7 during the movement of the crown cap.
  • the capper moves further in the direction 36 the restoring force 41 of the spring 13 is generated from the starting point 44. This restoring force is added below with the restoring force 40 and the friction force 42 to the total force 39.
  • the direction of movement 36 of the capper 7 is reversed in the direction of movement 38. This corresponds to the point of reversal 45 or the maximum 9 in FIG. the maximum preload.
  • the maximum preload 9 is less than the maximum closing force 10.
  • the restoring force 41 decreases, the state shown in FIG. 4 corresponding to the end 48 of the friction force 42. In this case, the edge 11 of the crown cap 3 is no longer in contact with the entrance area of the capper 7, so that no more frictional forces occur.
  • the spring 13 of the ejection element 8 is further relieved until the sleeve 31 is again in contact with the peripheral shoulder 23, which in FIG. 6 corresponds to the end 49 of the restoring force 41 acting on the crown cap.
  • the rest of the diagram between points 49 and 50 corresponds essentially to the lowering of the holding element 4 until its edge flange 24 abuts the peripheral shoulder 23.
  • the force-displacement diagram clearly shows that the maximum force 10 acting on the crown cap essentially corresponds to the maximum friction force 43.
  • the maximum preload 9 is significantly less than the maximum closing force 10.
  • the sum 39 of the forces is also less than or at most equal to the maximum closing force 10.
  • the distance between the starting point 51 and the reversal point 45 is approximately 9 mm in the illustrated embodiment.
  • the maximum closing force 10 is approximately 150 kp.
  • the maximum preload 9 and the maximum closure force 10 are not added by the successive execution of the closure phase and the preload phase, so that a considerably lower force acts on the bottle during the closure.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen einer Flasche durch Verformen eines auf einer Flaschenmündung aufgesetzten Kronkorkens, wobei in einer Positionierphase ein Halteelement den Kronkorken auf der Flaschenmündung positioniert, in einer Verschlußphase der Kronkorken durch einen konischen Eingangsbereich hindurch in ein Verschlußende eines Verschließers eingeschoben, dabei verformt und auf der Flasche fixiert wird, und ein Ausstoßelement nach der Verformung des Kronkorkens diesen in einer Ausstoßphase aus dem Verschlußende ausschiebt.
  • Ein solches Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung sind aus der DE-OS 4115285 oder der DE-OS 2147770 bekannt.
  • In der DE-OS 4115285 sind in einem Verschließergehäuse ein stößelartiger Niedlerhalter und ein federbeaufschlagtes Verschließelementteil angeordnet. In der Positionierphase hält der Niederhalter den Kronkorken und eine auf einem Träger befindliche Flasche wird relativ zu dem Kronkorken und einem Zentrierelement positioniert. Vor und während der Verschlußphase wird das Verschließelementteil auf den Niederhalter aufgedrückt und übt einen hohen Druck, den sogenannten Kopfdruck, auf den Kronkorken und damit die Flasche aus. Nach Abschluß der Verschlußphase wird die Flasche schließlich aus dem Verschließer ausgeschoben.
  • In der DE-OS 2147770 ist ein Niederhalter in einem Niederdruckteil beweglich gelagert und durch eine Feder beaufschlagt. In der Positionierphase hält der Niederhalter den Kronkorken auf der Flaschenmündung. Vor der Verschlußphase wird der Niederhalter relativ zum Niederdrückteil fixiert und beide werden durch die Relativbewegung von Verschließer und Flasche in den Verschließer eingedrückt. Durch Kraftbeaufschlagung des Niederdrückteils mittels einer Feder wird auf den Kronkorken ein hoher Kopfdruck ausgeübt. Nach der Verschlußphase wird die Flasche aus dem Verschließer ausgeschoben.
  • Nachteilig bei diesen beiden Druckschriften ist daß der von dem Verschließelementteil bzw. Niederdrückteil während der Verschlußphase ausgeübte Druck in der Regel relativ groß (150 kp) ist. Zu dieser Kraft addiert sich die in etwa gleich große Verformungskraft während der Verschlußphase, so daß während dieser Phase die gesamte auf die Flasche wirkende Kraft ungefähr 300 kp beträgt. Entsprechend müssen die Haltevorrichtungen für die Flaschen zur Aufnahme dieser großen Kraft dimensioniert sein. Weiterhin ist die Wahrscheinlichkeit für Flaschenbruch deutlich erhöht. Aufgrund der hohen auftretenden Kräfte sind die Verschleißerscheinungen bei der Haltevorrichtung für die Flaschen als auch beim Verschließer relativ groß. Ein in den Kronkorken eingelegtes Dichtungsmaterial kann durch den hohen zwischen Flaschenmündung und Kronkorken auftretenden Druck leicht beschädigt oder gar vollkommen zerstört werden. Aufgrunddessen ist ein dichter Verschluß der Flasche nicht immer gewährleistet, so daß die in der Flasche befindliche Flüssigkeit entgasen kann oder Luft in die Flasche eintritt, was zu einer Beeinträchtigung der Haltbarkeit der eingefüllten Flüssigkeit führt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen einer Flasche der eingangs genannten Art zu verbessern, so daß mit erheblich geringerem Druck und während der Verschlußphase nahezu kopfdrucklos ein sicherer Verschluß der Flasche in einfacher Weise und unter Vermeidung von Flaschenbruch erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst daß während der Positionier- und Verschlußphase das Halteelement den Kronkorken im wesentlichen drucklos auf der Flaschenmündung hält und in einer sich an die Verschlußphase anschließenden Vorspannphase das Ausstoßelement zum Ausschieben des Kronkorkens in der Ausstoßphase vorgespannt wird.
  • Gemäß der Erfindung wird der Kronkorken sowohl in der Positionierphase, in der der Kronkorken auf eine Flasche aufgesetzt wird und die Flasche gegebenenfalls im konischen Eingangsbereich eingeschoben wird, als auch in der Verschlußphase, d.h. während der Verformung des Kronkorkens zu seiner Fixierung auf der Flasche, von dem Halteelement im wesentlichen drucklos auf der. Flaschenmündung gehalten. Erst nach Beendigung oder kurz vor Beendigung der Verschlußphase wird das Ausstoßelement vorgespannt. Dieses schiebt schließlich in der Ausstoßphase den Kronkorken nahezu vollständig aus dem Verschließer aus. Da die Vorspannung des Ausstoßelements und die während der Verschlußphase auftretender Kräfte im wesentlichen nacheinander auf den Kronkorken ausgeübt werden, ist die größte auftretende Kraft nicht durch die Summe dieser beiden Kräfte gegeben, sondern entspricht jeweils nur der maximalen Verschluß- oder Ausstoßkraft.
  • Gegenüber dem stand der Technik wird die maximal auftretende Kraft im wesentlichen halbiert. Entsprechend ist die die Flaschen während des Verschließens tragende Haltevorrichtung einfacher und kostengünstiger ausbildbar. Da die auf die Flaschen ausgeübte Kraft gemaß der Erfindung deutlich herabgesetzt ist, tritt Flaschenbruch weit weniger häufig auf. Ebenfalls sind die im Verschließer auftretenden Kräfte deutlich verringert, so daß Verschleißerscheinungen in viel geringerem Maße auftreten. Das im Kronkorken eingelegte Dichtungsmaterial ist durch das im wesentlichen drucklose Halten des Kronkorkens auf der Flaschenmündung geringeren Belastungen ausgesetzt, so daß die Flaschen sicher und dicht verschlossen werden. Probleme mit Entgasung der eingefüllten Flüssigkeit, Lufteintritt oder verkürzter Haltbarkeit sind nahezu vollständig ausgeräumt.
  • Ein zur Durchführung des Verfahrens geeigneter Verschließer weist die Merkmale des Anspruchs 13 auf.
  • Die Vorspannung des Ausstoßelements kann auch beispielsweise durch eine mit diesem verbundene Kurvenrolle und eine entsprechende Führungskurve, wie sie für Flaschenfüller, Flaschenverschließer oder dergleichen bekannt ist, erfolgen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform bewegen sich Flasche und Verschließer relativ zueinander und spannen das Ausstoßelement in der Vorspannphase vor. In diesem Fall wird das Ausstoßelement direkt durch die Relativbewegung der Flasche und durch Anlage der Flaschenmündung an dem Halteelement vorgespannt.
  • Aufgrund der im wesentlichen Nacheinanderausführung von Verschlußphase und Vorspannphase ist es aufgrund der Erfindung in vorteilhafter Weise möglich, daß die maximale Vorspannung des Ausstoßelements kleiner als eine maximal während der Verschlußphase auftretende Verschlußkraft ist.
  • Während der Verschlußphase wird der Rand des Kronkorkens in einfacher Weise im Verschlußende umgebördelt, wobei nur die während dieser Phase auftretenden Reibungs- und Bördelkräfte auftreten. Um die Haltevorrichtung und Führung der Flaschen zu vereinfachen, ist es von Vorteil, wenn sich der Verschließer mit Halteelement und Ausstoßelement zum Verschließen der Flasche in Richtung zur Flaschenmündung bewegt. Die Flaschen sind beispielsweise auf einem Flaschenteller aufgestellt, der gegenüberliegend zum Verschließer angeordnet ist. Der Verschließer wird in bekannter Weise durch Kurvenrollen und entsprechende Führungskurven, durch pneumatische oder hydraulische Beaufschlagung oder dergleichen auf und ab bewegt.
  • Um ein korrektes Positionieren des Kronkorkens auf der Flaschenmündung in einfacher Weise zu erzielen, erweist es sich als günstig, wenn das Halteelement den Kronkorken in Bereitschaftsstellung hält. Zu diesem Zweck kann im Halteende des Halteelements ein Permanentmagnet angeordnet sein.
  • Bei einer einfachen Ausführungsform der Erfindung drückt das Halteelement in der Vorspannphase direkt gegen das Ausstoßelement und spannt dieses vor. In diesem Fall sind Halteelement und Ausstoßelement im Verschließer im wesentlichen hintereinander angeordnet. In der Positionier- und Verschlußphase wird im wesentlichen nur das Halteelement im Verschließer verschoben, während in der Vorspannphase sowohl Halteelement als auch Ausschubelement verschoben werden.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt durch ein Haltefederelement eine geringe Kraftbeaufschlagung des Halteelements in Richtung zur Flaschenmündung. Dieses kann beispielsweise zwischen Halte- und Ausstoßelement angeordnet sein, so daß das Haltefederelement zumindest während der Verschlußphase durch die Bewegung des Halteelements komprimiert wird, wodurch das Ausstoßelement kraftbeaufschlagt wird.
  • In diesem Zusammenhang ist bei einer einfachen Ausführungsform ein Ausstoßfederelement im Verschließer angeordnet, der das Ausstoßelement in Richtung zum Halteelement kraftbeaufschlagt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird das Haltefederelemet so lange komprimiert, bis es in der Vorspannphase in Anlage mit dem Ausstoßelement berät und dieses gegen die Kraft des Ausstoßfederelements vorspannt. Die Federkonstante des Haltefederelements ist dabei wesentlich geringer als die Federkonstante des Ausstoßfederelements.
  • Die zum Ausstoß der verschlossenen Flasche aus dem Verschließer notwendige Kraft ist in einfacher Weise dadurch bestimmt, daß nach Abschluß der Vorspannphase das Ausstoßelement an einer der Flaschenmündung gegenüberliegenden Rückwand eines Verschließergehäuses anliegt. Halte- und Ausstoßelement sind nur soweit in den Verschließer einschiebbar, daß das Ausstoßelement an der Rückwand anliegt. Dadurch ergibt sich eine sehr geringe Bauhöhe des Verschließers.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele davon werden in folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren weiter erläutert und beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig.1 einen erfindungsgemäßen Verschließer in Postionierphase;
    • Fig.2 den Verschließer in seiner Verschlußphase;
    • Fig.3 den Verschließer am Ende seiner Vorspannphase;
    • Fig.4 den Verschließer während der Ausstoßphase;
    • Fig.5 den Verschließer nach Beendigung der Ausstoßphase, und
    • Fig.6 ein Kraft- Weg- Diagramm zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In Fig.1 ist ein einzelner Verschließer 7 zum Verschließen einer Flasche 1 dargestellt. In bekannter Weise können eine Vielzahl von entsprechenden Verschließern kreisförmig und um den Mittelpunkt des Kreises drehbär angeordnet sein, wobei die Flaschen 1 durch einen Einlaufstern auf Flaschentellern oder ähnlichen Haltevorrichtungen für Flaschen übergeben werden.
  • Der Verschließer 7 weist ein im wesentlichen zylindrisches Verschließergehäuse 15 auf. Dieses ist gegenüberliegend zur Flasche 1 durch eine Rückwand 14 verschlossen. Das Gehäuse weist in Gehäuselängsrichtung 19 einen ersten Abschnitt 20 und einen zweiten Abschnitt 21 auf. Im ersten Abschnitt ist ein Halteelement 4 und im zweiten Abschnitt ein Ausstoßelement 8 angeordnet.
  • Der Übergangsbereich 22 zwischen erstem und zweitem Abschnitt ist als Umfangsabsatz 23 ausgebildet, wobei der erste Abschnitt 20 einen kleineren Innendurchmesser als der zweite Abschnitt 21 aufweist.
  • Das Halteelement 4 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei dessen Außendurchmesser etwas geringer als der Innendurchmesser des ersten Abschnitts 20 ist. Mit seinem unteren Halteende 25 liegt das Halteelement 4 an einer Oberseite 18 eines Kronkorkens 3 an. Dieser weist einen nach außen abstehenden Rand 11 auf, der an einem konischen Eingangsbereich 5 eines der Flasche 1 zugeordneten Verschließerendes 6 des Verschließers 7 lose anliegt und so positioniert wird.
  • Einseitig zur Flasche 1 weist das Verschließerende 6 einen Anschlag 33 auf, der in Richtung der Längsachse 19 sich an den konischen Eingangsbereich 5 anschließt.
  • Zwischen Halteelement 4 und Ausstoßelement 8 ist eine Haltefeder 12 in Aufnahmen 27 bzw. 28 angeordnet. Die Aufnahme 27 ist konzentrisch im Halteelement 4 und die Aufnahme 28 konzentrisch im Ausstoßelement 8 jeweils symmetrisch zur Längsachse 19 angeordnet. Das offene Ende der Aufnahme 27 ist von einem radial verlaufenden Flansch 24 umgeben. Dieser liegt in der in Fig.1 dargestellten Positionierphase auf dem Umfangsabsatz 23 auf. Die Aufnahme 28 des Ausschubelements 8 weist an ihrem offenen Ende ebenfalls einen radial verlaufenden Flansch 30 auf, an den eine konzentrisch zur Längsachse 19 angeordnete Hülse 31 angeschlossen ist. Diese steht mit ihrem freien Ende auf dem Umfangsabsatz 23 auf.
  • Der Außendurchmesser des Radialflansch 24 des Halteelements 4 ist etwas kleiner als der Innendurchmesser der Hülse 31. Deren Außendurchmesser ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des zweiten Abschnitts 21 des Verschließergehäuses 15. Die Radialflansche von Ausstoßelement 8 und Halteelement 4 liegen sich im Abstand 16 gegenüber. Der Außendurchmesser des zylindrischen Ausstoßelementkörpers 29 ist in etwa gleich dem Außendurchmesser des im ersten Abschnitt des Verschließers 7 gelagerten Halteelements 4. Die Aufnahmen 27 bzw. 28 weisen jeweils an ihrem offenen Ende eine konisch nach außen verlaufende Erweiterung auf.
  • Zwischen dem Radialflansch 30 und der Rückwand 14 ist konzentrisch zum Ausstoßelementkörper 29 eine vorgespannte Feder 13 angeordnet. Diese beaufschlagt das Ausstoßelement 8 in Richtung zum Haltselement 4. Das Ausstoßelement 8 ist im Abstand 35 zur Rückwand 14 angeordnet, so daß ein Freiraum 34 gebildet ist.
  • Im Halteelement 4 ist bündig zur Stirnseite des Halteendes 25 ein Permanentmagnet 26 angeordnet zur Halterung des Kronkorkens 3 in der Positionierphase.
  • In Fig.2 ist der Verschließer 7 vor Beginn der Vorspannphase dargestellt. Gleiche Bezugszeichen wie in Fig.1 kennzeichnen gleiche Bauteile, so daß diese nur noch teilweise erwähnt werden.
  • Durch Bewegung des Verschließers 7 in Richtung 36 ist der Kronkorken 3 entlang der Konusfläche 32 in den Eingangsbereich 5 eingeschoben. Die Konusfläche 32 kann auch abgerundet sein. Sie bildet den Verschließkonus und geht in eine zylindrische Fläche 52 über. Das Halteelement 4 ist entsprechend in Richtung zum Ausstoßelement 8 eingeschoben. Der Radialflansch 24 des Halteelements 4 ist vom Umfangsabsatz 23 abgehoben und liegt am Radialflansch 30 des Ausstoßelements 8 an. Der in Fig.1 dargestellte Abstand 16 zwischen Radialflansch 24 und Radialflansch 30 entspricht im wesentlichen der Höhe 17 der konischen Fläche 32, so daß der Rand 11 des Eronkorkens 3 durch den konischen Eingangsbereich in Richtung zur Flasche 1 weitgehend umgebördelt ist, jedoch noch nicht vollständig in die zylindrische Fläche 52 eingedrungen ist.
  • Die Feder 12 in den Aufnahmen 27 und 28 ist teilweise komprimiert, während die Feder 13 entsprechend zur Darstellung in Fig.1 in ihrer Ausgangsstellung ist, so daß der Abstand 35 zwischen Ausschubelement 8 und Rückwand 14 in Fig.1 und Fig.2 gleich ist.
  • In Fig.3 ist der Verschließer zum Zeitpunkt der Beendigung der Vorspannphase dargestellt. Wiederum sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Bei weiterer Bewegung des Verschließers 7 in Richtung 36 schiebt die festgehaltene Flasche 1 das Halteelement 4 zusammen mit dem Ausschubelement 8 bis in Anlage mit der Rückwand 14. Die Hülse 31 ist im Abstand 37 zum Umfangsabsatz 23 angeordnet. Sowohl Feder 12 als auch Feder 13 sind gegenüber der Darstellung aus Fig.1 komprimiert. Der Kronkorken 3 sitzt vollständig innerhalb der zylindrischen Fläche 52 und ist endgültig verformt.
  • In Fig.4 ist der Verschließer 7 in Richtung 38 von der Flasche 1 fortbewegt. Ausstoßelement 8 ist mit Abstand zur Rückwand 14 angeordnet, wobei die Hülse 31 noch nicht am Umfangsabsatz 23 aufsteht. Radialflansch 24 des Halteelements 4 urd Radialflansch 30 des Ausstoßelements 8 sind in Anlage. Der Rand 11 des Kronkorkens 3 steht im Übergangsbereich zwischen zylindrischer Fläche 52 und Konusfläche 32.
  • In Fig.5 ist der Verschließer 7 in einer der Fig.1 entsprechenden Stellung nach Abschluß des Schließvorgangs dargestellt. Der Kronkorken 3 ist auf der Flasche 1 durch Verformung fixiert.
  • Sowohl Halteelement 4 als auch Ausstoßelement 8 sind mit ihrem Radialflansch 24 bzw. Hülse 31 mit dem Umfangsabsatz 23 in Anlage. Die Radialflansche von Halteelement 4 und Ausstoßelement 8 sind im Abstand 16 angeordnet. Ausstoßelement 8 ist im Abstand 35 zur Rückwand 14 angeordnet. Die Federn 12 und 13 sind in dem in Fig.1 dargestellten Zustand.
  • Der Kronkorken 3 ist im Bereich der Konusfläche 32 angeordnet, wobei der Rand 11 nicht mehr in Anlage mit der Konusfläche ist und ist somit vollständig ausgestoßen.
  • In Fig.6 ist ein Kraft- Weg- Diagramm dargestellt. Auf der x- Achse ist der Weg des Verschließers 7 und auf der y-Achse die auf die Flasche 1 einwirkende Kraft dargestellt. Die Kurve 39 stellt die Summe der anhand der Kurven 40, 41 und 42 auftretenden Kräfte dar. Die Kurve 40 entspricht der von der dem Halteelement 4 zugeordneten Feder 12 aufgebrachten Kraft. Die Kurve 41 entspricht der von der dem Ausstoßelement 8 zugeordneten Feder 13 aufgebrachten Kraft. Die Kurve 42 entspricht der während der Bewegung des Kronkorkens im Verschließer 7 auftretenden Reibungskraft bzw. Verformungskraft.
  • Im Anfangspunkt 51 sind die einzelnen Kräfte und somit die Gesamtkraft noch null, was dem in Fig.1 dargestellten Zustand entspricht. Im folgenden wird die mit kleiner Federkonstante ausgebildete Feder 12 komprimiert, wodurch sich die Rückstellkraft 40 von ungefähr 10 kp ergibt. Diese bleibt während des gesamten Schließvorgangs gemäß der Fig.2 bis 5 erhalten, wobei der in Fig.5 dargestellte Zustand dem Endpunkt 50 der Kurve 40 entspricht.
  • Alle hier beschriebenen Kräfte wirken jeweils auf den Kronkorken und damit auf die Flasche ein.
  • Bei Bewegung des Kronkorkens durch den konischen Eingangsbereich 5 des Verschließers 7 wächst die Reibungskraft bis auf ihren Maximalwert 43 an. An dieser Stelle ist der Rand 11 des Kronkorkens 3 so weit umgebördelt, daß im folgenden die Reibungskraft bis zur endgültigen Verformung des Kronkorkens am Punkt 46 abnimmt. Dem Maximum 43 der Reibungskraft 42 entspricht das Maximum 10 der Summenkraft 39.
  • Gerät das Halteelement 4 in Anlage mit dem Ausstoßelement 8 gemäß Fig.2 wird bei weiterer Bewegung des Verschließers in Richtung 36 die Rückstellkraft 41 der Feder 13 ab dem Anfangspunkt 44 erzeugt. Diese Rückstellkraft addiert sich im folgenden mit der Rückstellkraft 40 und der Reibungskraft 42 zur Summenkraft 39.
  • Am in Fig.3 dargestellten Ende der Vorspannphase erfolgt eine Umkehrung der Bewegungsrichtung 36 des Verschließers 7 in Bewegungsrichtung 38. Dies entspricht in Fig.6 dem Umkehrpunkt 45 bzw. dem Maximum 9, d.h. der maximalen Vorspannung. Wie in Fig.6 deutlich erkennbar ist, ist die maximale Vorspannung 9 geringer als die maximale Verschlußkraft 10. Im folgenden nimmt die Rückstellkraft 41 ab, wobei der in Fig.4 dargestellte Zustand dem Ende 48 der Reibungskraft 42 entspricht. In diesem Fall ist der Rand 11 des Kronkorkens 3 nicht mehr in Kontakt mit dem Eingangsbereich des Verschließers 7, so daß keine Reibungskräfte mehr auftreten.
  • Im folgenden wird die Feder 13 des Ausstoßelements 8 weiter entlastet, bis die Hülse 31 wieder in Anlage mit dem Umfangsabsatz 23 ist, was in Fig.6 dem Ende 49 der auf den Kronkorken wirkenden Rückstellkraft 41 entspricht. Der verbleibende Rest des Diagramms zwischen den Punkten 49 und 50 entspricht im wesentlichen dem Absenken des Halteelements 4 bis zur Anlage dessen Randflansch 24 an dem Umfangsabsatz 23.
  • Anhand des Kraft- Weg- Diagramms ist deutlich erkennbar, daß die auf den Kronkorken einwirkende maximale Kraft 10 im wesentlichen der maximalen Reibungskraft 43 entspricht. D.h., daß der Kronkorken im wesentlichen drucklos durch das Halteelement auf der Flaschenmündung gehalten wird. Nur die vergleichsweise geringe Rückstellkraft 40 wird durch die Feder 12 als sog. Kopfdruck zusätzlich ausgeübt. Erst nachdem die Reibungskraft während der Verschlußphase schon erheblich gesunken ist, wird die insgesamt auf die Flasche ausgeübte Kraft durch die Vorspannung des Ausstoßelements wieder erhöht. Dabei ist die maximale Vorspannung 9 deutlich geringer als die maximale Verschlußkraft 10. Auch die Summe 39 der Kräfte ist geringer oder höchstens gleich der maximalen Verschlußkraft 10.
  • Die Strecke zwischen dem Anfangspunkt 51 und den Umkehrpunkt 45 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ungefähr 9 mm. Die maximale Verschlußkraft 10 beträgt ungefähr 150 kp. Im Gegensatz zu den vorbekannten Lösungen werden durch die Hintereinanderausführung von Verschlußphase und Vorspannphase die maximale Vorspannung 9 und die maximale Verschlußkraft 10 nicht addiert, so daß eine erheblich geringere Kraft auf die Flasche während des Verschließens wirkt.

Claims (30)

  1. Verfahren zum Verschließen einer Flasche (1) durch Verformen eines auf einer Flaschenmündung (2) aufgesetzten Kronkorkens (3), wobei in einer Positionierphase ein Halteelement (4) den Kronkorken auf der Flaschenmündung positioniert, in einer Verschlußphase der Kronkorken durch einen konischen Eingangsbereich (5) hindurch in ein Verschlußende (6) eines Verschließers (7) eingeschoben, dabei verformt und auf der Flasche (1) fixiert wird, und ein Ausstoßelement (8) nach der Verformung des Kronkorkens diesen in einer Ausstoßphase aus dem Verschlußende (6) ausschiebt, dadurch gekennzeichnet, daß während der Positionier- und Verschlußphase das Halteelement (4) den Kronkorken (3) im wesentlichen drucklos auf der Flaschenmündung (2) hält und in einer sich an die Verschlußphase anschließenden Vorspannphase das Ausstoßelement (8) zum Ausschieben des Kronkorkens in der Ausstoßphase vorgespannt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Flasche (1) und Verschließer (7) sich relativ zueinander bewegen und so das Ausstoßelement (8) in der Vorspannphase vorspannen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Vorspannung des Ausstoßelements (8) kleiner als eine maximal während der Verschlußphase auftretende Verschlußkraft ist.
  4. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rand (11) des Kronkorkens (3) im Verschlußende (6) umgebördelt wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Verschließer (7) mit Halteelement (4) und Ausstoßelement (8) zum Verschließen der Flasche (1) in Richtung zur Flaschenmündung (2) bewegt.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) den Kronkorken (3) vor der Positionierphase in Bereitschaftsstellung hält.
  7. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Beendigung der Verschlußphase die Vorspannphase eingeleitet wird.
  8. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) in der Vorspannphase gegen das Ausstoßelement (8) drückt und dieses vorspannt.
  9. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Haltefederelement (12) das Halteelement (4) in Richtung zur Flaschenmündung (2) kraftbeaufschlagt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) das Haltefederelement (12) zumindest während der Verschlußphase komprimiert, wodurch dieses das Ausstoßelement (8) kraftbeaufschlagt.
  11. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausstoßfederelement (13) das Ausstoßelement (8) in Richtung Halteelement (4) kraftbeaufschlagt.
  12. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abschluß der Vorspannphase das Ausstoßelement (8) an einer der Flaschenmündung (2) gegenüberliegenden Rückwand (14) eines Verschließergehäuses (15) anliegt.
  13. Verschließer (7) zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem einer Flaschenmündung (2) zugeordneten, mit einem konischen Eingangsbereich (5) ausgebildeten Verschlußende (6) und im Verschließer (7) beweglich gelagerten Halte- und Ausstoßelement (4, 8), welche in Richtung des Verschlußendes (6) kraftbeaufschlagt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) und das Ausstoßelement (8) in Schließrichtung in einem Abstand (16) gegenüberliegende Anschlagflächen aufweisen, daß dieser Abstand (16) dem zur Verformung eines Kronkorkens benötigten Weg entspricht und daß das Halteelement im Vergleich zum Ausstoßelement (8) nur gering, z.B. mit 10 Kp, kraftbeaufschlagt und im übrigen in Schließrichtung frei beweglich ist.
  14. Verschließer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließer (7) ein im wesentlichen zylindrisches Verschließergehäuse (15) aufweist.
  15. Verschließer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß Halte- und Ausstoßelement (4, 8) koaxial zum Verschließer (7) angeordnet sind.
  16. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschließer (7) entlang seiner Längsachse (19) zwei Abschnitte (20, 21) aufweist, wobei im ersten Abschnitt (20) das Halteelement (4) und im zweiten Abschnitt (21) das Ausstoßelement (8) beweglich gelagert ist.
  17. Verschließer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (22) zwischen erstem und zweitem Abschnitt (20, 21) als radial gerichteter Umfangsabsatz (23) ausgebildet ist.
  18. Verschließer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) zur Anlage auf dem Umfangsabsatz (23) an einem Ende einen Radialflansch (24) aufweist.
  19. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) sich im wesentlichen zwischen Umfangsabsatz (23) und konischem Eingangsbereich (5) erstreckt.
  20. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (4) an seinem Halteende (25) zum Halten des Kronkorkens (3) mit einem Permanentmagneten (26) ausgebildet ist.
  21. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Halteelement (4) und Ausstoßelement (8) zur Kraftbeaufschlagung des Halteelements ein Haltefederelement (12) angeordnet ist.
  22. Verschließer nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander zuweisenden Enden von Halte- und Ausstoßelement (4, 8) im wesentlichen zylindrische Aufnahmen (27, 28) zur Lagerung des Haltefederelements (12) aufweisen.
  23. Verschließer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmen (27, 28) mit gleichem Durchmesser und koaxial zueinander und zur Längsachse (19) des Verschließers (7) angeordnet sind.
  24. Verschließer nach wenigstens einem der Anpsrüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausstoßelement (8) im wesentlichen aus einem zylindrischen Körper (29) gebildet ist, wobei die Aufnahme (28) von einem Radialflansch (30) umgeben ist, der in etwa ein dem Innendurchmesser des zweiten Abschnitts (21) des Verschließergehäuses (15) entsprechenden Außendurchmesser aufweist.
  25. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (21) einseitig durch eine Rückwand (14) verschlossen ist und zwischen der Rückwand und dem Radialflansch (30) ein Ausstoßfederelement (13) gelagert ist.
  26. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß am Radialflansch (30) des Ausstoßelements (8) eine entlang der Längsachse (19) sich erstreckende Hülse (31) angeordnet ist.
  27. Verschließer nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Hülse (31) in etwa gleich dem Innendurchmesser des zweiten Verschließerabschnitts (21) und der Innendurchmesser der Hülse in etwa gleich dem Außendurchmesser des Radialflansches (24) des Halteelements (4) ist.
  28. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Radialflansches (30) des Ausstoßelements (8) in etwa gleich der Breite des Radialflansches (24) des Halteelements (4) ist.
  29. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Radialflansche (24, 30) von Halteelement (4) und Ausstoßelement (8) im wesentlichen der Höhe der Konusfläche (32) des Eingangsbereichs (5) entspricht.
  30. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsbereich (5) einen in Richtung zur Flasche (1) im wesentlichen vertikal abstehenden Anschlag (33) aufweist.
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