EP1699729B1 - Vorrichtung zum aufschrauben von verschlusskappen auf gefässe - Google Patents

Vorrichtung zum aufschrauben von verschlusskappen auf gefässe Download PDF

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EP1699729B1
EP1699729B1 EP04819640A EP04819640A EP1699729B1 EP 1699729 B1 EP1699729 B1 EP 1699729B1 EP 04819640 A EP04819640 A EP 04819640A EP 04819640 A EP04819640 A EP 04819640A EP 1699729 B1 EP1699729 B1 EP 1699729B1
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cam
gripping
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control
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Horst Lang
Martina Wrede
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Krones AG
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Krones AG
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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
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2013—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps by carousel-type capping machines
    • B67B3/2033—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps by carousel-type capping machines comprising carousel co-rotating capping heads

Definitions

  • the invention relates to a device for screwing caps on vessels according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on the object to provide a device for screwing caps on vessels, in which the control of the gripping tongs requires no stationary lifting curve and allows a fast and variable reversing the gripping tongs.
  • a device according to the invention is carried out by the circulating with the Verschschköpfen control elements in conjunction with the stationary attacks a precise and fast reversing the gripping tongs - completely without stationary control curve.
  • the attacks themselves can be easily implemented and are easy to accommodate in sterile environments.
  • a particularly simple and reliable reversal occurs when, according to a development of the invention, the closing position and / or the opening position of the control members is self-locking stabilized.
  • the device of FIGS. 1, 2 and 5 is designed for screwing provided with an internal thread closure caps V made of plastic on vessels G in the form of PET bottles for drinks. It has a rotating around a vertical axis of rotation D rotor 1, on the evenly distributed over the circumference several Verschdorfkexcellent 2 are arranged, which rotate on a circular path K.
  • Each capping head 2 is rotatably mounted in a horizontal bearing bridge 10, which in turn is mounted on a vertical column 11. This is controlled by means of a lifting cam, not shown, mounted vertically movable in the rotor 1, as indicated by the double arrow 12.
  • a lifting cam not shown, mounted vertically movable in the rotor 1, as indicated by the double arrow 12.
  • an electric servomotor 13 is further attached, which sets the capping head 2 at predetermined areas of its circular path K with the rotor 1 at predetermined speed and predetermined torque via gears 14, 15, 16 in rotation.
  • Each capping head 2 has at the lower end a gripping tongs 3 constructed from a plurality of gripping arms 17, 18, in particular three double-lever-like gripping arms 17, for one cap V in each case.
  • the gripping arms 17, 18 are pivotable about horizontal axes 19, 20 and provided at the lower end with gripping jaws 21, 22 for a closure cap V.
  • the gripping arms 17, 18 curved elongated holes 23, 24, in the bolts 25, 26 engage. These are attached to a control head 27 which by means of a rod 28 in the height-adjustable Sealing head 2 is mounted.
  • a compression spring 29 is arranged, which is supported at the lower end directly on the capping head 2 and at the upper end to a fixed to the rod 28 sleeve 30.
  • the compression spring 29 thus urges the control head 27 into its upper end position shown in FIG. 2, in which the bolts 25, 26 close and / or hold the gripping tongs 3 via the oblong holes 23, 24.
  • a closure cap V firmly clamped so that it can be screwed by the driven via the servo motor 13 closing head 2 on a vessel G.
  • a vessel holder 31 is attached to the rotor 1 under each capping head 2, in which the vessel G is clamped in a rotationally fixed manner.
  • a plunger 8 is mounted vertically movable in the closing head 2. This is supported by a ball 32 on the rod 28, so that relative to this rotational movement is possible. Towards the top of the plunger 8 protrudes a piece of the capping head 2 out.
  • an acting on the plunger 8 control member 4 for the gripper tongs 3 in the form of a cam 7 on a vertical axis 33 is rotatably mounted.
  • the axis 33 is laterally offset from the likewise vertically arranged plunger 8 and mounted on a U-shaped bracket 34, which in turn is mounted on the top of the bearing bracket 10.
  • the control member 4 therefore makes both the height movement of the bearing bridge 10 and thus of the capping head 2 as well as its orbital motion on the circular path K about the axis of rotation D.
  • the cam 7 of the control member 4 is formed as a space curve and shaped so that it in the opening position shown in Fig. 1, the plunger 8 and via this the rod 28th presses in its lower end position.
  • the grasping forceps 3 are opened or held open and can thus be lowered onto a closure cap V to be grasped.
  • the closure caps V are moved in a customary manner by means of a feeder 35 under the classification heads 2.
  • the cam 7 of the control member 4 is shaped such that it releases the plunger 8 in the closed position shown in Fig. 2, so that the rod 28 can assume its upper end position under the influence of the compression spring 29.
  • the gripping tongs 3 are kept closed or closed, so that a closure cap V grasped by the gripping tongs 3 can be screwed onto a vessel G.
  • the opening position of the control member 4 is offset from the closed position by approximately 90 degrees. Both positions are self-locking by the bearing friction on the axis 33 (closed position) and by the friction between the cam 7 and plunger 8, caused by the compression spring 29, (open position).
  • Each control member 4 also has at the upper end a rotatably connected to its cam 7 angle lever 9. This cooperates with two bolt-shaped stops 5, 6, which are arranged on columns S stationary on the circular path K of Verschdorfkexcellent 2.
  • the first stopper 5 controls the grasping forceps 3 from the opening position shown in FIG. 1 to the closed position shown in FIG. 2, shortly after it has been placed on a closure cap V.
  • the second stop 6 controls the gripping tongs from the closed position shown in FIG. 2 in the in Fig. 1 shown opening position, shortly after the cap V has been completely screwed onto the vessel G.
  • the second stop 6 is indicated in phantom in Fig. 5, since it is in reality further away from the first stop 5.
  • the closing head 2 ' according to FIGS. 3 and 4, with the exception of the control member 4', largely coincides with the closing head 2 according to FIGS. 1 and 2. Corresponding parts are marked with the same reference number and the suffix '. In the following, only the deviations are described.
  • the device according to Figures 6 and 7 differs from the device according to Figures 3 and 4 only by the design of the control member 4 "and the stationary stops 5 'and 6' cooperating therewith.
  • the control member 4" here has a horizontal lever 38 at the top two concentric cam rollers 39 are rotatably arranged with a vertical axis of rotation.
  • the stationary stops 5 'and 6' for opening and closing the gripping tongs 3 have here in each case a horizontal plate 40, 41, on whose underside groove curves 42, 43 are formed.
  • the groove curves 42, 43 each have tangent to the circular path K extending starting and end regions and an obliquely to the circular path K extending center region.
  • the tangential areas allow a bumpless entry and exit of the cam rollers 39 while the inclined center area causes the rotation of the lever 38 and thus the control member 4 "by about 85 °.
  • the groove curves 42, 43 extend only over a small part of the circular path K and are arranged independently adjustable on the columns S. This results in low production costs and a simple adaptation to the operating conditions.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschrauben von Verschlusskappen auf Gefäße gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der die Betätigung der Greifzangen für die Verschlüsse durch eine stationäre Steuerkurve erfolgt, in die mit den Greifzangen auf einer Kreisbahn umlaufende Kurvenrollen eingreifen (SU-PS 1 736 915 oder US-A-4 089 153). Die Zeit für die Schließ- und Öffnungsbewegung der Greifzangen ist hierbei auf Grund der max. zulässigen Kurvensteigung relativ groß, was hohen Leistungen im Wege steht. Eine Veränderung der Schließ- bzw. Öffnungsposition der Greifzangen erfordert einen zeitraubenden Austausch der Steuerkurve. Auch die Fertigung und Montage der Steuerkurve ist sehr kostenintensiv, da ihr Verlauf exakt auf den Verlauf einer zweiten Steuerkurve abgestimmt sein muss, welche die Hubbewegung der Verschließköpfe definiert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Aufschrauben von Verschlusskappen auf Gefäße zu schaffen, bei der die Steuerung für die Greifzangen ohne stationäre Hubkurve auskommt und ein schnelles und variables Umsteuern der Greifzangen ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Bei einer erfindungsgemäßen vorrichtung erfolgt durch die mit den Verschließköpfen umlaufenden Steuerorgane in Verbindung mit den stationären Anschlägen ein präzises und schnelles Umsteuern der Greifzangen - ganz ohne stationäre Steuerkurve. Die Anschläge selbst können einfach umgesetzt werden und sind auch in Sterilräumen leicht unterzubringen.
  • Eine besonders einfache und zuverlässige Umsteuerung ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Schließposition und/oder die Öffnungsposition der Steuerorgane selbsthemmend stabilisiert ist.
  • Für die Ausbildung der Steuerorgane sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Besonders bevorzugt ist die Gestaltung nach den Unteransprüchen 3 bis 5.
  • Im Nachstehenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1
    die Seitenansicht eines Verschließkopfs mit geöffneter Greifzange, teilweise im Schnitt
    Fig. 2
    die teilweise Seitenansicht eines Verschließkopfs nach Fig. 1 mit geschlossener Greifzange
    Fig. 3
    die teilweise Seitenansicht eines Verschließkopfs mit abgewandeltem Steuerorgan bei geschlossener Greifzange
    Fig. 4
    einen senkrechten Schnitt durch den Verschließkopf nach Fig. 3
    Fig. 5
    die Draufsicht auf den Verschließkopf nach Fig. 1
    Fig. 6
    die Draufsicht auf eine weitere Ausführung einer Vorrichtung zum Aufschrauben von Verschlusskappen
    Fig. 7
    den Schnitt A B nach Fig. 6.
  • Die Vorrichtung nach den Fig. 1, 2 und 5 ist zum Aufschrauben von mit einem Innengewinde versehenen Verschlusskappen V aus Kunststoff auf Gefäße G in Form von PET-Flaschen für Getränke ausgebildet. Sie weist einen um eine senkrechte Drehachse D umlaufenden Rotor 1 auf, auf dem gleichmäßig über den Umfang verteilt mehrere Verschließköpfe 2 angeordnet sind, die auf einer Kreisbahn K umlaufen.
  • Jeder Verschließkopf 2 ist drehbar in einer horizontalen Lagerbrücke 10 gelagert, die ihrerseits auf einer senkrechten Säule 11 befestigt ist. Diese ist mittels einer nicht gezeigten Hubkurve gesteuert höhenbeweglich im Rotor 1 aufgenommen, wie durch den Doppelpfeil 12 angedeutet ist. Auf der Lagerbrücke 10 ist ferner ein elektrischer Servomotor 13 befestigt, der über Zahnräder 14, 15, 16 den Verschließkopf 2 an vorgegebenen Bereichen seiner Kreisbahn K mit dem Rotor 1 mit vorgegebener Drehzahl und vorgegebenen Drehmoment in Rotation versetzt.
  • Jeder Verschließkopf 2 weist am unteren Ende eine aus mehreren, insbesondere drei doppelhebelartigen Greifarmen 17, 18 aufgebaute Greifzange 3 für jeweils eine Verschlusskappe V auf. Die Greifarme 17, 18 sind um horizontale Achsen 19, 20 schwenkbar und am unteren Ende mit Greifbacken 21, 22 für eine Verschlusskappe V versehen. Am oberen Ende weisen die Greifarme 17, 18 kurvenförmige Langlöcher 23, 24 auf, in die Bolzen 25, 26 eingreifen. Diese sind an einem Steuerkopf 27 befestigt, der mittels einer Stange 28 höhenbeweglich im Verschließkopf 2 gelagert ist. Auf der senkrechten Stange 28 ist eine Druckfeder 29 angeordnet, die sich am unteren Ende direkt am Verschließkopf 2 und am oberen Ende an einer auf der Stange 28 befestigten Hülse 30 abstützt. Die Druckfeder 29 drängt so den Steuerkopf 27 in seine in Fig. 2 gezeigte obere Endposition, in der die Bolzen 25, 26 über die Langlöcher 23, 24 die Greifzange 3 schließen bzw. geschlossen halten. Dabei wird zwischen den Greifbacken 21, 22 eine Verschlusskappe V fest eingeklemmt, so dass sie durch den über den Servomotor 13 angetriebenen Verschließkopf 2 auf ein Gefäß G aufgeschraubt werden kann. Hierzu ist unter jedem Verschließkopf 2 ein Gefäßhalter 31 am Rotor 1 befestigt, in dem das Gefäß G drehfest eingespannt ist.
  • Konzentrisch zur Stange 28 ist im Verschließkopf 2 ein Stößel 8 höhenbeweglich gelagert. Diese stützt sich über eine Kugel 32 auf der Stange 28 ab, so dass relativ zu dieser eine Drehbewegung möglich ist. Nach oben hin ragt der Stößel 8 ein Stück aus dem Verschließkopf 2 heraus. In diesem Bereich ist ein auf den Stößel 8 einwirkendes Steuerorgan 4 für die Greifzange 3 in Form eines Nockens 7 auf einer senkrechten Achse 33 drehbar gelagert. Die Achse 33 ist seitlich gegenüber dem gleichfalls senkrecht angeordneten Stößel 8 versetzt und auf einem U-förmigen Lagerbock 34 befestigt, der seinerseits auf der Oberseite der Lagerbrücke 10 befestigt ist. Das Steuerorgan 4 macht daher sowohl die Höhenbewegung der Lagerbrücke 10 und damit des Verschließkopfs 2 als auch dessen Umlaufbewegung auf der Kreisbahn K um die Drehachse D mit.
  • Der Nocken 7 des Steuerorgans 4 ist als Raumkurve ausgebildet und derart geformt, dass er in der in Fig. 1 gezeigten Öffnungsposition den Stößel 8 und über diesen die Stange 28 in ihre untere Endposition drückt. Hierdurch wird, wie bereits beschrieben, die Greifzange 3 geöffnet bzw. offen gehalten und kann so auf eine zu ergreifende Verschlusskappe V abgesenkt werden. Die Verschlusskappen V werden in üblicher Weise mittels einer Zuführung 35 teilungsgerecht unter die Verschließköpfe 2 bewegt.
  • Weiter ist der Nocken 7 des Steuerorgans 4 derart geformt, dass er in der in Fig. 2 gezeigten Schließposition den Stößel 8 freigibt, so dass die Stange 28 unter dem Einfluss der Druckfeder 29 ihre obere Endposition einnehmen kann. Hierdurch wird, wie bereits beschrieben, die Greifzange 3 geschlossen bzw. geschlossen gehalten, so dass eine von der Greifzange 3 erfasste Verschlusskappe V auf ein Gefäß G aufgeschraubt werden kann.
  • Die Öffnungsposition des Steuerorgans 4 ist gegenüber der Schließposition um ca. 90 Grad versetzt. Beide Positionen werden durch die Lagerreibung an der Achse 33 (Schließposition) und durch die Reibung zwischen Nocken 7 und Stößel 8, verursacht durch die Druckfeder 29, (Öffnungsposition) selbsthemmend stabilisiert.
  • Jedes Steuerorgan 4 weist ferner am oberen Ende einen drehfest mit seinem Nocken 7 verbundenen Winkelhebel 9 auf. Dieser wirkt mit zwei bolzenförmigen Anschlägen 5, 6 zusammen, die auf Säulen S stationär an der Kreisbahn K der Verschließköpfe 2 angeordnet sind. Der erste Anschlag 5 steuert die Greifzange 3 aus der in Fig. 1 gezeigten Öffnungsposition in die in Fig. 2 gezeigte Schließposition um, kurz nachdem diese auf eine Verschlusskappe V aufgesetzt worden ist. Der zweite Anschlag 6 steuert die Greifzange aus der in Fig. 2 gezeigten Schließposition in die in Fig. 1 gezeigte Öffnungsposition um, kurz nachdem die Verschlusskappe V vollständig auf das Gefäß G aufgeschraubt worden ist. Der zweite Anschlag 6 ist in Fig. 5 strichpunktiert angedeutet, da er in Wirklichkeit weiter entfernt vom ersten Anschlag 5 ist.
  • Der Verschließkopf 2' nach Fig. 3 und 4 stimmt mit Ausnahme des Steuerorgans 4' weitestgehend mit dem Verschließkopf 2 nach Fig. 1 und 2 überein. Entsprechende Teile sind mit der gleichen Bezugsziffer und dem Zusatz ' markiert. Im Nachstehenden sind nur die Abweichungen beschrieben.
  • Beim Verschließkopf 2' ist das Steuerorgan 4', auf seiner Achse 33' konzentrisch zum Stößel 8' drehbar gelagert. Der Stößel 8' trägt an seinem oberen Ende einen horizontalen Bolzen 36, der beiderseits aus dem Stößel 8' herausragt. Auf den herausragenden Enden des Bolzens 36 ist jeweils eine Rolle 37 drehbar gelagert, die mit dem Nocken 7' des Steuerorgans 4' zusammenwirkt. Hierdurch ergeben sich bessere Reibungsverhältnisse als bei dem direkten Kontakt zwischen dem Stößel 8 und dem Nocken 7 des Verschließkopfs 2. Außerdem ist eine bessere Selbsthemmung möglich, in dem in den Nocken 7' leichte Absenkungen 38 eingearbeitet sind, in welche die Rollen 37 unter dem Einfluss der Druckfeder 29' eingedrückt werden. Der Bolzen 36 ist in Langlöchern des Lagerbocks 34' geführt, und macht daher, die Rotation des Verschließkopfs 2' nicht mit.
  • Die Vorrichtung nach Fig. 6 und 7 unterscheidet sich von der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 lediglich durch die Gestaltung des Steuerorgans 4" und der damit zusammenwirkenden stationären Anschläge 5' und 6'. Das Steuerorgan 4" weist hier einen horizontalen Hebel 38 auf, an dessen Oberseite zwei konzentrische Kurvenrollen 39 mit senkrechter Drehachse drehbar angeordnet sind.
  • Die stationären Anschläge 5' und 6' zum Öffnen bzw. Schließen der Greifzange 3 weisen hier jeweils eine horizontale Platte 40, 41 auf, an deren Unterseiten Nutkurven 42, 43 ausgebildet sind. Die Nutkurven 42, 43 weisen jeweils tangential zur Kreisbahn K verlaufende Anfangs- und Endbereiche sowie einen schräg zur Kreisbahn K verlaufenden Mittelbereich auf. Die tangentialen Bereiche ermöglichen einen stoßfreien Ein- und Auslauf der Kurvenrollen 39 während der schräge Mittelbereich die verdrehung des Hebels 38 und damit des Steuerorgans 4" um ca. 85° bewirkt.
  • Hierdurch wird auch bei hohen Leistungen ein verschleißfreier und sanfter Ablauf der Umsteuerung der Greifzangen 3 bewirkt. Die Nutkurven 42, 43 erstrecken sich nur über einen kleinen Teil der Kreisbahn K und sind unabhängig voneinander verstellbar an den Säulen S angeordnet. Hierdurch ergeben sich günstige Fertigungskosten und eine einfache Anpassung an die Betriebsbedingungen.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Aufschrauben von Verschlusskappen (V) auf Gefäße (G) mit mehreren auf einer geschlossenen Bahn umlaufenden Verschließköpfen (2), von denen jeder eine gesteuert auf- und zu bewegbare Greifzange (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Greifzange (3) ein zusammen mit dieser umlaufendes Steuerorgan (4) zugeordnet ist, das relativ zur geschlossenen Bahn (K) zwischen einer die Greifzange (3) öffnenden Öffnungsposition und einer die Greifzange (3) schließenden Schließposition bewegbar ist und dass die Steuerorgane (4) durch stationäre Anschläge (5, 6) zwischen der Öffnungsposition und der Schließposition umsteuerbar sind.
  2. vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließposition und/oder die Öffnungsposition der Steuerorgane (4) selbsthemmend stabilisiert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (4) einen drehbar am Rotor (1) gelagerten Nocken (7) aufweist, der über einen verschiebbar im Verschließkopf (2) gelagerten Stößel (8) die zugehörige Greifzange (3) betätigt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Steuerorgan (4) einen drehfest mit dem Nocken (7) verbundenen Winkelhebel (9) aufweist, der mit den stationären Anschlägen (5, 6) zusammenwirkt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Nockens (7) und die Längsachse des Stößels (8) parallel zur Drehachse (D) des Rotors (1) angeordnet sind und der Nocken (7) als Raumkurve ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stationären Anschläge (5', 6') schräg zur geschlossenen Bahn (K) der Verschließköpfe (2) verlaufende Kurvenstücke (42, 43) aufweisen.
  7. vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerorgane (4) mit die Kurvenstücke (42, 43) abtastenden Rollen (39) oder dgl. versehen sind.
EP04819640A 2003-12-02 2004-12-01 Vorrichtung zum aufschrauben von verschlusskappen auf gefässe Not-in-force EP1699729B1 (de)

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