EP1068131A1 - Zwei-kopf-verschliessmaschine - Google Patents

Zwei-kopf-verschliessmaschine

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EP1068131A1
EP1068131A1 EP99917916A EP99917916A EP1068131A1 EP 1068131 A1 EP1068131 A1 EP 1068131A1 EP 99917916 A EP99917916 A EP 99917916A EP 99917916 A EP99917916 A EP 99917916A EP 1068131 A1 EP1068131 A1 EP 1068131A1
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EP
European Patent Office
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sealing
head
cans
capping
distance
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EP99917916A
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English (en)
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EP1068131B1 (de
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Hans-Dietrich Politt
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.)
Maiko Engineering GmbH
Original Assignee
Maiko Engineering GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65B—MACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B7/00—Closing containers or receptacles after filling
    • B65B7/16—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons
    • B65B7/28—Closing semi-rigid or rigid containers or receptacles not deformed by, or not taking-up shape of, contents, e.g. boxes or cartons by applying separate preformed closures, e.g. lids, covers
    • B65B7/2842—Securing closures on containers
    • B65B7/285—Securing closures on containers by deformation of the closure
    • B65B7/2857—Securing closures on containers by deformation of the closure and the container rim
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/30—Folding the circumferential seam
    • B21D51/32—Folding the circumferential seam by rolling

Definitions

  • the present invention relates to a device for closing non-circular or else round can bodies with corresponding lids, preferably with the formation of a double fold.
  • Non-round, but also round cans can be closed in rotating multi-head sealing machines, in particular closed with a double fold.
  • Each "head" of such a capping machine is its own capping station, the capping rollers of which can fold open the lid of a can, which is preferably already clipped on, during the distance that the station travels from picking up the can to its release.
  • the capping heads or stations are arranged so as to be rotatable around a central axis of rotation, which is usually designed as a column or the like.
  • sealing machines for round cans these cans usually have a large number of heads, e.g. 4 to 6 heads.
  • very large round boxes should be closed, e.g. large cans for sauerkraut, e.g. for the catering trade, a sealing machine with only two heads would also be advantageous here.
  • the object of the present invention is to provide a two-head sealing machine for sealing non-round or round cans, the acceleration path and the accelerations actually achieved not being significantly above that of a three-head machine.
  • the two closing stations are not driven (rotated) via a central column as an axis of rotation, but are arranged close to one another.
  • the transmission of the drive energy can take place decentrally in any way, preferably via decentrally arranged columns. At least one, preferably two such columns can be provided. They are coupled to the drive via a yoke or the like, which is preferably carried out from above. Rigidly connected to the yoke are furthermore the two closing stations, which are preferably arranged in a hanging manner on a further yoke fastened or integrated at right angles thereto.
  • the distance between the columns and the central axis of rotation is selected such that there is sufficient spacing from the closing heads, for example 11 to 18 cm. They are preferably arranged as close as possible to the closing heads, for example at a distance of 3-10 mm, particularly preferably about 5 mm, for easy gripping of the 3
  • the measure according to the invention has the consequence that the two closing stations can be arranged very close or close to one another.
  • the distance between the stations can be reduced, for example, to approximately 3-10 mm, preferably approximately 5 mm. This reduces the diameter of the circular path that describes the center of each sealing station as it moves about the central axis of rotation, and thus the distance that the can bodies entering the sealing machine must have from one another.
  • Figure 2 shows schematically a two-head capping machine, also from above, in which the capping heads were arranged as in a conventional three-head machine, and
  • FIG. 3 shows a three-head capping machine according to the prior art, likewise schematically in a view from above,
  • Figure 4 shows the schematic arrangement of the device according to the invention from the side in section A-A, and
  • FIG. 5 shows the schematic arrangement of the device according to the invention from the side in section B-B
  • Figure 6 schematically shows a can with content
  • FIG. 7 shows schematically from above the path of the cans into the closing device and the distances which must be maintained between cans entering the device.
  • Figure 3 is a schematic representation of one known in the art
  • Closing device with the three heads 1, 2 and 3, which are arranged around a central column 7.
  • the closing process begins while the head - here head 1 - moves in a circular path about the axis of rotation 100 via the column 7.
  • the radius of the circular path on which the center 6 of the closing head 1 moves can be calculated using the following equation:
  • d represents the diameter of the capping heads (measured in the area of the greatest radial extent), x the diameter of the rotating column 7 and y the distance between the rotating column 7 and the respective head.
  • the size of such an automatic sealing machine can be, for example, the following:
  • the diameter of the head d is approximately 260 mm
  • the diameter of the rotating column is estimated to be approximately 100 mm
  • each sealing head will cover the distance w by half a circular path until the next can in each case can retract the other capping head. Since the radius of the circular path that the center 6 of each capping head 1, 2 again covers is equal to the sum of half the diameter of the head, half the diameter x of the rotating column and the space y between the rotating column and head, the distance between two cans with otherwise the same geometry:
  • FIG. 6 shows a filled can on the acceleration path: the liquid level 8 is oriented as a plane at right angles to the effective acceleration 9 (from gravitational acceleration plus acceleration generated by the movement); Liquid can therefore get into the open groove between the lid hook and fuselage hook at high acceleration and possibly even emerge from the can, so that a clean closure is no longer possible.
  • the cans When entering the two-head sealing machine according to the invention, the cans can thus be accelerated in the same size range as in the conventional three-head sealing machine. This shortens the
  • FIGs 4 and 5 show schematically the arrangement of the closing heads according to the invention from the side, once in section AA and once in section BB.
  • FIG. 4 also the table 8 indicated in FIG. 5 (“quill table”).
  • the arrangement of the columns 7 can be seen, which in FIG. 5 lie one behind the other on the viewer axis, while in FIG. 4 they are partially hidden by the front of the two closure heads in a symmetrical position to the axis of rotation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschliessmaschine zum Verschliessen unrunder oder runder Dosen mit zwei Verschliessstationen (1, 2), die sich um eine zentrale Achse (100) drehen können und jeweils eine ausreichende Zahl von Verschliessrollen aufweisen, um den aufgelegten und ggf. aufgeclinchten Deckel einer Dose während der Wegzeit aufzufalzen, in welcher sich die Dose in der Verschliessstation befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verschliessstationen unmittelbar benachbart nebeneinander angeordnet sind.

Description

Zwei-Kopf-Verschließmasc ine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen von unrunden oder aber auch runden Dosenkörpern mit entsprechenden Deckeln, bevorzugt unter Ausbildung eines Doppelfalzes .
Unrunde, aber auch runde Dosen können in rotierenden Mehrkopf- Verschließmaschinen verschlossen, insbesondere mit einem Doppelfalz verschlossen werden. Jeder "Kopf" einer solchen Verschließmaschine ist eine eigene Verschließstation, deren Verschließrollen den aufgelegten und vorzugsweise bereits aufgeclinchten Deckel einer Dose während derjenigen Wegstrecke auffalzen können, die die Station von der Aufnahme der Dose bis zu deren Freigabe zurücklegt. Dabei sind die Verschließköpfe oder -Stationen um eine zentrale Drehachse_herum, die üblicherweise als Säule oder dergleichen ausgebildet ist, drehbar angeordnet .
Derartige Verschließmaschinen sind als Hochleistungs-
Verschließmaschinen ( "Karussellmaschinen") ausgelegt. Solche für unrunde Dosen besitzen überlicherweise mindestens drei Stationen oder Köpfe. Da jede dieser Stationen etwa 60 bis 80 Dosen pro Minute verschließen kann, liegt der Leistungsbereich bei etwa 200 Dosen pro Minute. Derartige Verschließmaschinen auch in
Anlagen für mittlere Leistungsbereiche (z.B. 100-150 Dosen/min.) einzusetzen, wie sie beispielsweise für Fischdosen günstig wären, ist jedoch nicht sinnvoll. Denn jede Verschließstation, also jeder Kopf, schlägt mit etwa 10% der Kosten einer ganzen Verschließanlage zu Buche. Es ist deshalb wünschenswert, für mittlere Leistungsbereiche Verschließmaschinen mit nur zwei Köpfen bereitzustellen, da diese in der Anschaffung deutlich günstiger sein sollten. Ordnet man nun zwei Verschließköpfe oder -Stationen wie bei den gängigen Mehrkopf-Verschließmaschinen um die als zentrale Säule ausgestaltete Drehachse, so erhöht sich bei ansonsten gleichen Dimensionen die Weglänge auf dem Kreis, den das Zentrum jedes Verschließkopfes an dieser Achse beschreibt, bevor der nächste Kopf beschickt werden kann, und 2
damit der Abstand, den die Dosen beim Einfahren in die Verschließmaschinen zueinander aufweisen müssen. Demzufolge erhöht sich die Geschwindigkeit auf der Beschleunigungsstrecke und die Gefahr eines Überschwappens . Auch muß der Streckenabschnitt zwischen Beschleunigungsstrecke und
Verschließmaschine aufgrund der größeren Abstände zwischen den einfahrenden Dosenrümpfen größer sein.
Ähnliches gilt für Verschließmaschinen für Runddosen: Üblicherweise besitzen diese Dosen eine Vielzahl von Köpfen, z.B. 4 bis 6 Köpfe. Sollen jedoch sehr große Runddosen verschlossen werden, z.B. große Konservendosen für Sauerkraut u.a., z.B. für die Gastronomie, so wäre auch hier eine Verschließmaschine mit nur zwei Köpfen vorteilhaft .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Zwei-Kopf- Verschließmaschine für das Verschließen von unrunden oder runden Dosen zur Verfügung zu stellen, wobei der Beschleunigungsweg und die tatsächlich erreichten Beschleunigungen nicht deutlich über denen einer Drei-Kopf-Maschine liegen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beiden Verschließstationen nicht über eine zentrale Säule als Drehachse angetrieben (gedreht) werden, sondern dicht nebeneinander angeordnet sind. Die Übertragung der Antriebsenergie kann auf beliebige Art und Weise dezentral erfolgen, bevorzugt über dezentral angeordnete Säulen. Mindestens eine, bevorzugt zwei solcher Säulen können dabei vorgesehen sein. Über ein Joch oder dergleichen sind diese an den Antrieb gekoppelt, der vorzugsweise von oben erfolgt . Starr verbunden mit dem Joch sind ferner die beiden Verschließstationen, die vorzugsweise an einem im rechten Winkel hieran befestigten oder integrierten weiteren Joch hängend angeordnet sind. Der Abstand der Säulen zur zentralen Drehachse ist derart gewählt, daß eine ausreichende Beabstandung zu den Verschließköpfen vorhanden ist, z.B. 11 bis 18 cm. Bevorzugt sind sie so nahe wie möglich zu den Verschließköpfen hin angeordnet, z.B. mit einem Abstand von 3-10 mm, besonders bevorzugt etwa 5 mm, um ein bequemes Greifen der 3
gefalzten Dosen mit einem üblichen Greifelement zu deren Entfernen aus der Verschließmaschine zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Maßnahme, das Verlagern des rotatorischen Antriebs aus einer zentralen Säule auf eine oder mehrere dezentrale Säulen, hat zur Folge, daß die beiden Verschließstationen sehr nahe bzw. dicht nebeneinander angeordnet werden können. Der Abstand der Stationen zueinander (bezogen auf ihren größten Umfang) kann beispielsweise auf etwa 3-10 mm, bevorzugt etwa 5 mm verringert werden. Damit verringert sich der Durchmesser der Kreisbahn, die das Zentrum einer jeden Verschließstation bei seiner Bewegung um die zentrale Drehachse beschreibt, und damit der Abstand, den in die Verschließmaschine einfahrende Dosenkörper zueinander aufweisen müssen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Verschließmaschine sollen nachstehend anhand der beigefügten Figuren erläutert werden, worin
-_ Figur 1 die schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Verschließmaschine aus der Ansicht von oben zeigt,
Figur 2 schematisch eine Zwei-Kopf-Verschließmaschine zeigt, und zwar ebenfalls von oben, bei der die Verschließköpfe wie bei einer gängigen Drei-Kopf-Maschine angeordnet wurden, und
Figur 3 eine Drei-Kopf-Verschließmaschine nach dem Stand der Technik, ebenfalls schematisch in der Ansicht von oben, zeigt,
Figur 4 die schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite im Schnitt A-A, zeigt und
- Figur 5 die schematische Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung von der Seite im Schnitt B-B zeigt,
Figur 6 schematisch eine Dose mit Inhalt und 4
Oberflächenspiegel im beschleunigten Zustand zeigt, und
Figur 7 schematisch von oben den Weg der Dosen in die Verschließvorrichtung sowie die Abstände zeigt, die zwischen in die Vorrichtung einlaufenden Dosen eingehalten werden müssen.
Beginnend mit Figur 3 sollen nun die Vorteile der vorliegenden Erfindung näher erläutert werden. Figur 3 ist die schematische Darstellung einer im Stand der Technik bekannten
Verschließvorrichtung mit den drei Köpfen 1, 2 und 3, die um eine zentrale Säule 7 angeordnet sind. Entlang des Weges 4 werden Dosen 5, 5' mit aufgelegtem, vorzugsweise aufgeclinchtem Deckel in die Verschließmaschine eingeführt. Sobald sie die Position 5' unter einer der drei Verschließköpfe erreicht haben, beginnt der Verschließvorgang, während sich der Kopf - hier Kopf 1 - angetrieben über die Säule 7 auf einer Kreisbahn um die Drehachse 100 bewegt. Der Radius der Kreisbahn, auf der sich das Zentrum 6 des Verschließkopfes 1 bewegt, läßt sich dabei nach der folgenden Gleichung berechnen:
x
+ y<
wobei d den Durchmesser der Verschließköpfe (gemessen im Bereich der größten radialen Ausdehnung) , x den Durchmesser der Drehsäule 7 und y den Abstand zwischen der Drehsäule 7 und dem jeweiligen Kopf darstellt. Nach dem Zurücklegen etwa der Hälfte der Kreisbahn ist der Verschließvorgang beendet, die gefalzte Dose verläßt auf der Strecke 4 ' (oder parallel leicht verschoben hierzu) den Verschließautomaten wieder.
Da drei Köpfe vorhanden sind, können bei einer ganzen Drehung um die Achse 100 drei Dosen aufgenommen und verschlossen werden; der Abstand w der in die Vorrichtung einfahrenden Dosen muß daher ein Drittel des Umfangs dieses Kreises betragen. Da der Umfang dieses Kreises u gleich 2rτr ist, muß der Abstand zweier nacheinander in den Verschließautomaten einfahrender Dosen der folgenden Gleichung genügen:
w = (d + x + 2y) τ
3
Die Größenordnung eines solchen Verschließautomaten kann beispielsweise die folgende sein:
Der Durchmesser des Kopfes d beträgt etwa 260 mm, der Durchmesser der Drehsäule ist mit etwa 100 mm zu veranschlagen, und der Zwischenraum y zwischen Säule und den einzelnen Köpfen kann beispielsweise etwa 5 mm betragen. Unter diesen Umständen ist die Wegstrecke w = 38,7 cm.
Wünscht man nun einen Verschließkopf mit geringerer Kapazität und geringeren Kosten, so würde es sich wie oben beschrieben anbieten, die Verschließmaschine nur mit zwei Köpfen 1,2 auszugestalten. Erfolgt dies in der Weise, wie in Figur 2 (mit identischen Bezugszeichen) dargestellt, daß bei ansonsten vergleichbarer Bauart nur zwei Verschließköpfe um die Drehsäule herum angeordnet werden, so wird jeder Verschließkopf die Wegstrecke w einer halben Kreisbahn zurücklegen, bis die jeweils nächste Dose in den jeweils anderen Verschließkopf einfahren kann. Da auch hier wieder der Radius der Kreisbahn, die das Zentrum 6 eines jeden Verschließkopfes 1,2 zurücklegt, der Summe aus dem halben Durchmesser des Kopfes, dem halben Durchmesser x der Drehsäule sowie dem Zwischenraum y zwischen Drehsäule und Kopf entspricht, beträgt der Abstand zwischen zwei Dosen bei ansonsten gleichbleibender Geometrie:
w = 2 r TΓ = 58/1 cm
Bei ansonsten gleichbleibender Geometrie und der Einsparung eines Verschließkopfes ergibt sich also für eine
Verschließmaschine gemäß Figur 2, daß der Abstand zwischen den einfahrenden Dosen um 50% über demjenigen liegen muß, der für eine Drei-Kopf-Verschließmaschine erforderlich ist. Da die 6
Dosenkörper mit nur geringem Abstand aus der Station kommen, in der ihnen die Deckel aufgelegt und ggf. angeclincht worden sind, bedeutet das Erfordernis des höheren Abstandes, daß die Dosen vor dem Einfahren in die Verschließvorrichtung stärker beschleunigt werden müssen. Figur 6 zeigt eine gefüllte Dose auf der Beschleunigungsstrecke: Der Flüssigkeitsspiegel 8 richtet sich als Ebene im rechten Winkel zur effektiven Beschleunigung 9 (aus Erdbeschleunigung plus durch die Bewegung erzeugter Beschleunigung) aus; Flüssigkeit kann daher bei hoher Beschleunigung in die offene Nut zwischen Deckelhaken und Rumpfhaken gelangen und möglicherweis sogar aus der Dose austreten, so daß kein sauberes Verschließen mehr möglich ist.
Wird jedoch die erfindungsgemäße Lösung gemäß Figur 1 (ebenfalls mit identischen Bezugszeichen) gewählt, so liegen die beiden Verschließköpfe nur durch den notwendigen Mindestabstand y getrennt dicht beieinander. Der Radius des Kreises, den der Mittelpunkt 6 eines jeden Verschließkopfes beschreibt, gehorcht hier der Gleichung:
r = -a- + -7 2 2 und der Abstand zur nächsten Dose ist
w = r 7r dπ V7T
Für das Ausführungsbeispiel mit den oben angegebenen Maßen ergibt sich hieraus ein Wert von 41,6 cm Wegstrecke.
Beim Einfahren in die erfindungsgemäße Zwei-Kopf- Verschließmaschine können die Dosen also im selben Größenbereich beschleunigt werden wie bei den gängigen Drei-Kopf- Verschließmaschinen. Damit verkürzt sich die
Beschleunigungsstrecke gegenüber einer in traditioneller Weise gefertigten Zwei-Kopf-Maschine, und die Gefahr von Verschmutzungen, die gerade z.B. bei Fischdosen zu kostenintensiven Ausfällen führen können, ist stark reduziert. Die Figuren 4 und 5 zeigen schematisch die erfindungsgemäße Anordnung der Verschließköpfe von der Seite, einmal im Schnitt A-A und einmal im Schnitt B-B. Bekannte Details wie Hubelemente und dergleichen sind dabei weggelassen, in Figur 4 auch der in Figur 5 angedeutete Tisch 8 ( "Pinolentisch" ) . Man erkennt die Anordnung der Säulen 7, die in Figur 5 hintereinander auf der Betrachterach.se liegen, während sie in Figur 4 teilweise vom vorderen der beiden Verschlußköpfe verdeckt in symmetrischer Lage zur Drehachse zu sehen sind.

Claims

8 Ansprüche :
1. Verschließmaschine zum Verschließen unrunder oder runder Dosen mit zwei Verschließstationen (1,2), die sich um eine zentrale Achse (100) drehen können und jeweils eine ausreichende Zahl von Verschließrollen aufweisen, um den aufgelegten und ggf. aufgeclinchten Deckel einer Dose während der Wegzeit aufzufalzen, in welcher sich die Dose in der Verschließstation befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verschließstationen unmittelbar benachbart nebeneinander angeordnet sind.
2. Verschließmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsenergie der zentralen Achse (100) über dezentral angeordnete Säulen übertragen wird.
3. Verschließmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verschließstationen im Bereich ihres größten Durchmessers einen Abstand von 3 bis 12 mm, bevorzugt etwa 5 mm zueinander aufweisen.
EP99917916A 1998-03-30 1999-03-30 Zwei-kopf-verschliessmaschine Expired - Lifetime EP1068131B1 (de)

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