EP2203377B1 - Verfahren und vorrichtung zum verschliessen von behältnissen - Google Patents

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EP2203377B1
EP2203377B1 EP08837654.6A EP08837654A EP2203377B1 EP 2203377 B1 EP2203377 B1 EP 2203377B1 EP 08837654 A EP08837654 A EP 08837654A EP 2203377 B1 EP2203377 B1 EP 2203377B1
Authority
EP
European Patent Office
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torque
closing
final
containers
closing operation
Prior art date
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Active
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EP08837654.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2203377A1 (de
Inventor
Horst Lang
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
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Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Priority to SI200831612A priority Critical patent/SI2203377T1/sl
Publication of EP2203377A1 publication Critical patent/EP2203377A1/de
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Publication of EP2203377B1 publication Critical patent/EP2203377B1/de
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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
    • B67B3/2073—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means
    • B67B3/2093—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means whereby the applied torque limit is varied

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for closing containers according to the preamble of claims 1 and 9.
  • devices for sealing containers have long been known, see for example EP 1 249 426 A1 .
  • a container for a beverage bottle is usually filled with the beverage and then sealed.
  • a screw cap is screwed onto the container.
  • the plastic screw cap which is screwed onto the containers, should meet several requirements. On the one hand, it must ensure tightness even at high internal pressures. Furthermore, he should also offer a visible guarantee band protection against manipulated opening and finally, the screw should be produced at a low price.
  • a method according to the invention for closing containers with closures by means of a closing device the closures are screwed or screwed onto openings of the containers for closing.
  • An end torque is set for closing the containers, with which the closing operation is completed and this final torque is less than a maximum torque which is applied at least once during the entire closing process.
  • the final torque is thus understood to mean that torque at which the closing process is stopped or is ended. This is at the same time the final torque with which the bottle is closed.
  • This final torque should, as mentioned above, on the one hand be high enough to ensure a tightness of the bottle, on the other hand, it should also be possible for the user to open the container closure without excessive force.
  • a maximum torque is achieved throughout the closing process, which is higher than the said final torque.
  • This maximum torque occurs in particular in the temporal section in which just the guarantee band is pushed over the corresponding ring over the mouth of the container.
  • the final torque is at least equal to the maximum torque, but in particular higher than this, a reduction of the end torque is achieved by the inventive method.
  • This overall high torque in the range of the guarantee strip is possible while still a desired low end torque of the screwed closure.
  • the container is held and the torque applied to the closure of the container.
  • a torque which is at least equal to the maximum torque is made possible for at least a period of the closing process.
  • the closing device is not subject to any restrictions, so that the maximum torque is limited only by physical conditions of the closing device.
  • the torque of the closing device is not limited.
  • At least one characteristic of a torque of the closing device size is measured.
  • This size is particularly preferably measured continuously during the closing process.
  • the characteristic quantity is a current, i. H. the current with which a motor which drives the closing device is measured is measured. This current is at the same time a measure of the torque to be applied or applied.
  • other sizes could be measured, for example, directly the transmitted forces or torques.
  • Changes in the characteristic size are determined during the sealing process. More specifically, it is determined whether the characteristic quantity and thus the applied torque increases, stays the same or decreases depending on the time or angle of rotation.
  • the maximum torque of the closing device is also set the predetermined end torque.
  • the maximum torque is achieved during the closing process at the moment when the guarantee band is passed over the ring at the mouth of the Container slides. Then the torque decreases.
  • the decrease of the torque is an indication that now the guarantee band has been pushed over the ring on the container.
  • the torque of the closing device can be set to the final torque to ensure in this way that the container is closed only with the final torque.
  • the closing operation is divided into at least two sections, wherein in these sections different torques are permitted for rotating the closure body.
  • a maximum torque is set in the prior art and this depends on the maximum torque which is necessary for placing the guarantee strip.
  • a predetermined limit value for the characteristic quantity (D) is determined, and upon reaching this limit value, the shutter is rotated further by a predetermined angle of rotation or for a predetermined period of time starting from the rotational position at which this limit value occurs. While it is determined in the above variants by means of torque measurements or current measurements that a maximum torque has already been reached and thus the guarantee band has already been pushed over the ring, in this variant, the torque is determined in particular before the maximum torque is reached.
  • the closure is then further screwed by a predetermined angle of rotation, this angle of rotation being sufficient for the guarantee strip to push over the ring.
  • the torque is preferably not limited, so that the maximum torque range can be overcome.
  • the final torque is set, i. after overcoming the area that requires the maximum torque.
  • the predetermined limit value is in time before reaching the maximum torque. This means that the predetermined limit is reached in the rising edge of the torque curve.
  • the present invention is further directed to a device for closing containers.
  • This device has a holding device which holds the containers.
  • a closure device is provided, which rotates container closures relative to the containers and preferably rotates onto the containers in order to close them.
  • a control device is provided, which controls a torque with which the closures are rotated relative to the container, and furthermore a measuring device is provided, which determines a value characteristic of this torque, wherein the control device is designed such that it gives the closure a final torque , which is less than a maximum torque of the closing device.
  • the control means preferably provides the closing means with an end torque which is less than the maximum during the closing process reached torque.
  • the measuring device is preferably a current measuring device. This can be integrated directly into the control structure of a drive motor for the device.
  • control device determines a time characteristic of the characteristic value during the closing process. If this characteristic value, i. the current, and thus the torque decreases, a maximum torque (or end torque) is set according to the invention for the further course, which is below this determined value of the torque.
  • the device has a rotational position sensor which determines a rotational position of the closure. With the help of this rotational position sensor, a certain rotational position can be approached, after which a certain limit of the torque has been detected.
  • the device preferably also has a control device, which causes that upon reaching a certain limit value of the torque, the closure is further rotated by a predetermined angle.
  • Fig. 1 shows a detailed view of a device for closing containers.
  • the reference numeral 10 refers to a container which has an opening 10a, on which a closure 14 can be screwed.
  • a closing device 1 is provided, which initially moves the container closure to the mouth 10a and then rotates the closure 14 with respect to the mouth.
  • the container below the mouth is held more accurately below a support ring of a holding device 12.
  • the reference numeral 6 refers to a motor which causes the rotational movement of the closure relative to the container.
  • This motor 6 has a measuring device (not shown), which measures the current with which the motor is acted upon.
  • the motor also has a control device 16 which controls the applied torque.
  • the reference numeral 18 refers to a rotational position sensor, which determines a rotational position of the closure, in particular with respect to the container 10.
  • Fig. 2 shows a curve of the torque D in a method according to the prior art.
  • the closure is screwed onto the thread 10a.
  • D max which represents a local maximum and thus for the motor requires an increased current (area A).
  • This increased torque D max is represented by the lower dashed horizontal line.
  • the torque of the closing device will rise again to a value which is also higher than the maximum torque D max for pushing the guarantee strip.
  • the end torque must be higher here than the screw-on torque of the guarantee strip. If the final torque D end were lower, the shutter would stop at the rise of the belt and would not seal the container 10 tightly.
  • Fig. 3 shows a curve of a torque for a method according to the invention.
  • the final torque D End is lower than the maximum torque D max .
  • the closing process is divided into two sections.
  • a first section I comprising the sections A and B
  • the maximum torque of the drive device is released. If it now requires the maximum torque D max to overcome the guarantee strip, then falls off the required torque. This also reduces the current consumption of the servomotor. As soon as the power consumption decreases, this is measured, more precisely, a predetermined size of the waste is measured.
  • a second section II is defined and in this second section II, the maximum end torque D End is set. More specifically the drive motor for the closing only the required power for this final torque D End provided. This makes it possible to achieve a final torque which is lower than the maximum torque D max .
  • the current is preferably measured over the entire range A and B, and the second portion is only initiated when the torque D drops over a slightly larger portion ⁇ T. In this way, even small torque fluctuations can be taken into account so that the final torque is not accidentally set at the wrong time and in particular too early. It should be noted that it can also locally in the area A for a short time to torque decreases. If one does it in this area to set the final torque D end, the bottle could not be reliably closed.
  • the reference M refers to an adjustable minimum torque drop. As soon as the torque falls below the value represented by the line M again starting from the maximum torque D max , the final torque D End can be set. Also in this way it is possible to avoid an accidental specification of the final torque D End due to slight fluctuations in the torque D.
  • the reference M ges denotes the total torque drop.
  • the torque Dend is the torque needed to close the container tightly.
  • Fig. 4 shows a further inventive method.
  • a higher current is given at the beginning of the closing process, as is necessary to overcome the increased intermediate torque or the maximum torque D max .
  • the maximum current consumption of the motor can be allowed.
  • a predetermined current value is defined as a switching changeover point D.
  • the shutter is further rotated by a predetermined head rotation angle ⁇ (for example by 100 °.)
  • This rotation angle is further rotated (for example by 100 °.)
  • This rotation angle is selected such that the motor increases or even maximum current consumption overcomes the maximum torque D max .
  • the final torque D End is specified. Also in this way it is possible to overcome a strict lock guarantee band to allow the engine high power consumption and thus a high torque. Once the warranty strip has been overcome, the motor current draw is limited to the desired closing end torque.
  • the above-mentioned head rotation angle ⁇ is set so that the rotational position of the shutter is in the range of a minimum of the torque.
  • This head rotation angle ⁇ can be determined beforehand on the basis of empirical data. To determine this head rotation angle ⁇ , a plurality of the in Fig. 4 evaluated courses are evaluated.
  • the device according to the invention can have a storage device in which different head rotation angles ⁇ are stored depending on different types of bottles.
  • the head rotation angle ⁇ should be sufficient to allow the closure of a region A of the in Fig. 4 Course shown in a range B to rotate.
  • the apparatus preferably has a timer which allows rotation for the above-mentioned period of time.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)
  • Sealing Of Jars (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältnissen gemäß den Oberbegriffender Ansprüche 1 und 9. Aus dem Stand der Technik sind derartige Vorrichtungen zum Verschließen von Behältnissen seit Langem bekannt, siehe z.B. EP 1 249 426 A1 . Dabei wird üblicherweise ein Behältnis für eine Getränkeflasche mit dem Getränk abgefüllt und anschließend verschlossen. Bei diesem Verschließen wird ein Schraubdeckel auf das Behältnis aufgeschraubt. Dabei soll der Kunststoff-Schraubverschluss, der auf die Behältnisse aufgeschraubt wird, mehreren Erfordernissen genügen. Einerseits muss er auch bei hohen Innendrücken Dichtigkeit gewährleisten. Weiterhin soll er auch durch ein sichtbares Garantieband einen Schutz gegen manipuliertes Öffnen bieten und schließlich soll der Schraubverschluss zu einem günstigen Preis herstellbar sein.
  • Aus dem Stand der Technik sind diverse Schraubverschlüsse mit den erwähnten Garantiebändern bekannt. Diese Garantiebänder werden beim Aufschrauben auf das Behältnis über einem Ring, der an der Mündung des Behältnisses vorgesehen ist, geschoben. Öffnet man den Verschluss, so kommt es zwangsläufig zu einem Riss des Garantiebandes so dass leicht festgestellt werden kann, dass das Behältnis bereits einmal geöffnet wurde. Um den steigenden Ansprüchen hinsichtlich der Produktgarantie zu genügen, werden diese Garantiebänder der Schraubverschlüsse stets verbessert und liegen immer enger an der Mündung der Flasche an.
  • Durch dieses enge Anliegen ist jedoch ein sehr hohes Aufschraubmoment nötig, um beim erstmaligen Aufschrauben des Verschlusses auf das Behältnis das Garantieband über den entsprechenden Ring zu schieben. Dies bedeutet, dass aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Verschließen der Behältnisse und auch bei Servoverschließern (?) ein höheres Endmoment erforderlich ist, damit der Verschluss in die Dichtung geht bzw. damit das Garantieband an der Mündung einrastet. Dieses hohe Endmoment bei der Drehung ist jedoch unbequem in der Handhabung, weil das Öffnen der Flasche erheblich erschwert wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche es erlauben, auch bei der Verwendung eng anliegender Garantiebänder ein erwünschtes niedriges Endmoment des aufgeschraubten Verschlusses zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß durch das Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 9 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verschließen von Behältnissen mit Verschlüssen mittels einer Verschließeinrichtung werden die Verschlüsse zum Verschließen auf Mündungen der Behältnisse gedreht bzw. geschraubt. Ein Enddrehmoment wird zum Verschließen der Behältnisse vorgegeben, mit dem der Verschlussvorgang abgeschlossen wird und dieses Enddrehmoment ist geringer als ein Maximaldrehmoment, welches wenigstens einmal während des gesamten Verschlussvorganges aufgebracht wird.
  • Unter dem Enddrehmoment wird damit das jenige Drehmoment verstanden, bei dem der Verschlussvorgang angehalten bzw. beendet wird. Dies ist damit gleichzeitig das Enddrehmoment, mit welchem die Flasche verschlossen wird. Dieses Enddrehmoment soll, wie oben erwähnt, einerseits hoch genug sein, um eine Dichtigkeit der Flasche zu gewährleisten, auf der anderen Seite soll es für den Benutzer auch möglich sein, den Behältnisverschluss ohne übermäßige Kraftanstrengung zu öffnen.
  • Ein Maximaldrehmoment wird während des gesamten Verschlussvorganges erreicht, welches höher ist als das genannte Enddrehmoment. Dieses Maximaldrehmoment tritt insbesondere in dem zeitlichen Abschnitt auf, in dem gerade das Garantieband über den entsprechenden Ring über der Mündung des Behältnisses geschoben wird. Während im Stand der Technik das Enddrehmoment wenigstens gleich dem Maximaldrehmoment, insbesondere aber höher als dieses, ist, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Reduzierung des Enddrehmoments erreicht. Damit wird insgesamt ein hohes Drehmoment im Bereich des Garantiebandes ermöglicht und dennoch gleichzeitig ein gewünschtes niedriges Endmoment des aufgeschraubten Verschlusses.
  • Vorzugsweise wird das Behältnis gehalten und das Drehmoment auf den Verschluss des Behältnisses aufgebracht.
  • Bei einem bevorzugten Verfahren wird zu wenigstens einem Zeitraum des Verschlussvorganges ein Drehmoment ermöglicht, welches wenigstens gleich dem Maximaldrehmoment ist. Vorzugsweise wird in dem genannten Zeitraum des Verschlussvorganges die Verschließeinrichtung keinerlei Beschränkungen unterworfen, so dass das maximale Drehmoment nur durch physikalische Gegebenheiten der Verschließeinrichtung begrenzt wird. Mit anderen Worten wird in dem genannten Zeitraum des Verschlussvorganges das Drehmoment der Verschließeinrichtung nicht begrenzt. Es wäre jedoch auch möglich, neben dem Enddrehmoment ein Maximaldrehmoment zu definieren, welches unter dem durch physikalische Gegebenheiten der Verschließeinrichtung, wie etwa dem maximalen Drehmoment des Motors, festgelegten Drehmoment liegt.
  • Wenigstens eine für ein Drehmoment der Verschließeinrichtung charakteristische Größe wird gemessen. Dabei wird diese Größe besonders bevorzugt ständig während des Verschließvorganges gemessen. Vorteilhaft handelt es sich bei der charakteristischen Größe um einen Strom, d. h. es wird derjenige Strom gemessen, mit dem ein Motor, der die Verschließeinrichtung antreibt, betrieben wird. Dieser Strom ist gleichzeitig ein Maß für das aufzubringende bzw. aufgebrachte Drehmoment. Es könnten jedoch auch andere Größen gemessen werden, beispielsweise direkt die übertragenen Kräfte bzw. Drehmomente.
  • Änderungen der charakteristischen Größe werden während des Verschließvorgangs bestimmt. Genauer gesagt wird bestimmt, ob die charakteristische Größe und damit das aufgebrachte Drehmoment in Abhängigkeit von der Zeit oder einem Drehwinkel ansteigt, gleich bleibt oder abnimmt.
  • Erfindungsgemäß wird bei einer Abnahme des Drehmoments während des Verschließens das maximale Drehmoment der Verschließeinrichtung auch das vorgegebene Enddrehmoment festgelegt. Wie oben ausgeführt, wird das maximale Drehmoment während des Schließvorgangs in dem Moment erreicht, in dem das Garantieband über den Ring an der Mündung des Behältnisses gleitet. Anschließend nimmt das Drehmoment ab. Damit ist die Abnahme des Drehmoments ein Indiz dafür, dass nunmehr das Garantieband über den Ring an dem Behältnis geschoben wurde. Damit kann zu diesem Moment auch das Drehmoment der Verschließeinrichtung auf das Enddrehmoment festgelegt werden um auf diese Weise sicherzustellen, dass das Behältnis lediglich mit dem Enddrehmoment verschlossen wird.
  • Vorzugsweise wird damit der Verschließvorgang in wenigstens zwei Abschnitte unterteilt, wobei in diesen Abschnitten unterschiedliche Drehmomente zum Drehen der Verschlusskörper zugelassen sind. Im Gegensatz hierzu wird im Stand der Technik nur ein maximales Drehmoment festgelegt und dieses richtet sich nach dem maximalen Drehmoment, welches zum Aufsetzen des Garantiebandes nötig ist.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren wird ein vorbestimmter Grenzwert für die charakteristische Größe (D) bestimmt und bei Erreichen dieses Grenzwertes der Verschluss um einen vorgegebenen Drehwinkel oder für eine vorgegebene Zeitspanne ausgehend von der Drehposition, bei welcher dieser Grenzwert auftritt, weitergedreht. Während bei den obigen Varianten anhand von Drehmomentmessungen bzw. Strommessungen festgestellt wird, dass ein maximales Drehmoment bereits erreicht wurde und damit das Garantieband bereits über den Ring geschoben wurde, wird bei dieser Variante das Drehmoment insbesondere bestimmt, bevor das maximale Drehmoment erreicht wird.
  • Ausgehend von dem Grenzwert wird anschließend der Verschluss noch um einen vorgegebenen Drehwinkel weiter geschraubt, wobei dieser Drehwinkel ausreichend ist, um das Garantieband über den Ring zu schieben. In diesem Bereich wird bevorzugt das Drehmoment vorzugsweise nicht begrenzt, so dass der Bereich mit dem maximalen Drehmoment überwunden werden kann.
  • Bevorzugt wird nach der Drehung des Verschlusses um den vorgegebenen Winkel das Enddrehmoment festgelegt, d.h. nach Überwinden des Bereiches, der das maximale Drehmoment erfordert.
  • Bei einem weiteren vorbestimmten Verfahren liegt der vorbestimmte Grenzwert zeitlich vor Erreichen des Maximaldrehmoments. Dies bedeutet, dass der vorbestimmte Grenzwert in der aufsteigenden Flanke des Drehmomentverlaufs erreicht wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältnissen gerichtet. Diese Vorrichtung weist eine Halteeinrichtung auf, welche die Behältnisse hält. Weiterhin ist eine Verschließeinrichtung vorgesehen, welche Behältnisverschlüsse gegenüber den Behältnissen dreht und bevorzugt auf die Behältnisse aufdreht, um sie zu verschließen. Eine Steuerungseinrichtung ist vorgesehen, welche ein Drehmoment, mit dem die Verschlüsse gegenüber dem Behältnissen gedreht werden, steuert und weiterhin ist eine Messeinrichtung vorgesehen, welche einen für dieses Drehmoment charakteristischen Wert bestimmt, wobei die Steuerungseinrichtung derart gestaltet ist, dass sie der Verschließeinrichtung ein Enddrehmoment vorgibt, welches geringer ist als ein Maximaldrehmoment der Verschließeinrichtung. Genauer gesagt gibt die Steuerungseinrichtung der Verschließeinrichtung bevorzugt ein Enddrehmoment vor, welches geringer ist als das maximale während des Verschlussvorganges erreichte Drehmoment. Bei der Messeinrichtung handelt es sich bevorzugt um eine Strommesseinrichtung. Diese kann direkt in den Steuerungsaufbau eines Antriebsmotors für die Vorrichtung integriert sein.
  • Weiterhin bestimmt die Steuerungseinrichtung einen zeitlichen Verlauf des charakteristischen Wertes während des Verschließvorgangs. Falls dieser charakteristische Wert, d.h. die Stromstärke, und damit das Drehmoment abnimmt, wird erfindungsgemäß für den weiteren Verlauf ein maximales Drehmoment (bzw. Enddrehmoment) festgelegt, welches unter diesem ermittelten Wert des Drehmoments liegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Drehpositionssensor aufweist, der eine Drehposition des Verschlusses bestimmt. Mit Hilfe dieses Drehpositionssensors kann eine bestimmte Drehposition angefahren werden, nach dem ein bestimmter Grenzwert des Drehmoments festgestellt wurde. Damit weist bevorzugt die Vorrichtung auch eine Steuereinrichtung auf, welche bewirkt, dass bei Erreichen eines bestimmten Grenzwerts des Drehmoments der Verschluss noch um einen vorgegebenen Winkel weitergedreht wird.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen:
    • Darin zeigen:
      • Fig. 1 eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschließen von Behältnissen.
      • Fig. 2 einen Verlauf des Drehmoments nach dem Stand der Technik.
      • Fig. 3 einen Verlauf des Drehmoments bei einem erfindungsgemäßen Verfahren; und
      • Fig. 4 einen Verlauf des Drehmoments bei einem weiteren erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Fig. 1 zeigt eine Detaildarstellung einer Vorrichtung zum Verschließen von Behältnissen. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 10 auf ein Behältnis, welches eine Mündung 10a aufweist, auf welche ein Verschluss 14 aufgeschraubt werden kann. Zu diesem Zweck ist eine Verschließeinrichtung 1 vorgesehen, die zunächst den Behältnisverschluss an die Mündung 10a heranfährt und anschließend den Verschluss 14 gegenüber der Mündung dreht. Dabei wird das Behältnis unterhalb der Mündung genauer unterhalb eines Tragrings von einer Halteeinrichtung 12 gehalten. Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf einen Motor, der die Drehbewegung des Verschlusses gegenüber dem Behältnis hervorruft. Dieser Motor 6 weist eine (nicht gezeigte) Messeinrichtung auf, welche den Strom misst, mit dem der Motor beaufschlagt wird. Weiterhin weist der Motor auch eine Steuerungseinrichtung 16 auf, welche das aufgebrachte Drehmoment steuert. Das Bezugszeichen 18 bezieht sich auf einen Drehpositionssensor, der eine Drehposition des Verschlusses, insbesondere gegenüber dem Behältnis 10 bestimmt.
  • Fig. 2 zeigt einen Verlauf des Drehmoments D bei einem Verfahren nach dem Stand der Technik. Der Verschluss wird dabei auf dem Gewinde 10a aufgeschraubt. Sobald das Garantieband an dem Ring der Mündung, der auch als Pilverprof-Ring bezeichnet wird anläuft, wird ein entsprechend hohes Drehmoment Dmax welches ein lokales Maximum darstellt und damit für den Motor ein erhöhter Strom benötigt (Bereich A). Dieses erhöhte Drehmoment Dmax ist durch die untere gestrichelte horizontale Linie dargestellt. Sobald das Garantieband überwunden bzw. in seinem Zielbereich angeordnet ist fällt das Drehmoment wieder ab, wie durch den Bereich B veranschaulicht. Im weiteren Verlauf, d.h. sobald der Verschluss im Wesentlichen vollständig auf der Mündung aufgeschraubt ist, wird das Drehmoment der Verschließeinrichtung wieder auf einen Wert ansteigen, der ebenfalls höher ist als das maximale Drehmoment Dmax zum Aufschieben des Garantiebandes. Damit muss hier das Endmoment höher sein, als das Aufschraubmoment des Garantiebandes. Wäre das Enddrehmoment DEnd niedriger, würde der Verschluss am Anstieg des Bandes stehen bleiben und würde das Behältnis 10 nicht dicht verschließen.
  • Fig. 3 zeigt einen Verlauf eines Drehmoments für ein erfindungsgemäßes Verfahren. Dabei liegt das Enddrehmoment DEnd niedriger als das maximale Drehmoment Dmax.
  • Dabei wird hier der Verschließvorgang in zwei Abschnitte aufgeteilt. Zunächst wird in einem ersten Abschnitt I, der die Abschnitte A und B umfasst, das maximale Drehmoment der Antriebseinrichtung freigegeben. Benötigt sie nun das maximale Drehmoment Dmax um das Garantieband zu überwinden, fällt danach das benötigte Drehmoment ab. Damit sinkt auch die Stromaufnahme des Servomotors. Sobald die Stromaufnahme sinkt, wird dies gemessen, genauer wird eine vorgegebene Größe des Abfalls gemessen. Damit wird ein zweiter Abschnitt II definiert und in diesem zweiten Abschnitt II wird das maximale Enddrehmoment DEnd festgelegt. Genauer gesagt wird dem Antriebsmotor für die Verschließeinrichtung nur der erforderliche Strom für dieses Enddrehmoment DEnd zur Verfügung gestellt. Damit ist es möglich ein Enddrehmoment zu erreichen, welches niedriger ist als das maximale Drehmoment Dmax.
  • Vorzugsweise wird der Strom über den gesamten Bereich A und B gemessen und der zweite Abschnitt wird erst eingeleitet, wenn über einen etwas größeren Abschnitt ΔT hinweg das Drehmoment D abfällt. Auf diese Weise können auch kleine Momentenschwankungen berücksichtigt werden so dass nicht versehentlich zum falschen Zeitpunkt und insbesondere zu früh das Enddrehmoment festgelegt wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass es auch in dem Bereich A lokal kurzzeitig zu Abnahmen des Drehmoments kommen kann. Würde man jedoch bereits in diesem Bereich das Enddrehmoment DEnd festlegen, könnte die Flasche nicht zuverlässig geschlossen werden.
  • Damit ist es beispielsweise möglich, das Drehmoment in fest vorgelegten zeitlichen Intervallen zu messen und nur, falls sich auch aus einer solchen Messung eine tatsächliche Verringerung des Drehmoments ergibt, das Drehmoment DEnd festzulegen. Zur Veranschaulichung ist in dem Bereich A ein Unterbereich Z gezeigt, in dem das Drehmoment lokal abnimmt. Würde man diesen Bereich als Grundlage für die Maschinensteuerung nehmen, würde versehentlich das Drehmoment DEnd bereits in diesem Bereich festgelegt werden. Daher wird bevorzugt das Drehmoment über einen größeren zeitlichen Bereich t hinweg gemessen um derartige Messchwankungen wie in dem Bereich Z herausfiltern zu können. Auf der Ordinate ist hierbei die Zeit t aufgetragen, es wäre jedoch auch möglich auf der Ordinate einen Maschinen- bzw. Drehwinkel für den Verschluss aufzutragen.
  • Das Bezugszeichen M bezieht sich auf einen einstellbaren Mindestmomentenabfall. Sobald das Drehmoment ausgehend von dem Maximaldrehmoment Dmax wieder unter den durch die Linie M dargestellten Wert fällt, kann das Enddrehmoment DEnd festgelegt werden. Auch auf diese Weise ist es möglich, eine versehentliche Vorgabe des Enddrehmoments DEnd auf Grund leichter Schwankungen des Drehmoments D zu vermeiden. Das Bezugszeichen Mges bezeichnet den gesamten Momentenabfall.
  • Das Drehmoment DEnd ist dasjenige Drehmoment, das zum dichten Verschließen des Behältnisses benötigt wird.
  • Fig. 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren. Bei diesem Verfahren wird bei Beginn des Verschließvorganges ein höherer Strom vorgegeben, als notwendig ist, um das erhöhte Zwischenmoment bzw. das Maximaldrehmoment Dmax zu überwinden. Dabei kann auch die maximale Stromaufnahme des Motors erlaubt sein.
  • Wenn nun die Stromaufnahme während des Verschließvorganges ansteigt, wird eine vorbestimmte Stromgröße als Umschaltpunkt Dumschalt definiert. Ab dieser Stromgröße bzw. dem zu dieser Stromgröße korrespondierenden Drehwinkel des Verschlusses 14 wird der Verschluss noch um einen vorgegebenen Kopfdrehwinkel ω weitergedreht (beispielsweise um 100°. Dieser Drehwinkel weitergedreht (beispielsweise um 100°. Dieser Drehwinkel ist so gewählt, das der Motor bei erhöhter bzw. sogar maximaler Stromaufnahme das Maximaldrehmoment Dmax überwindet.
  • Sobald der Motor den resultierenden Grenzwinkel erreicht hat, was beispielsweise über Drehpositionsgeber feststellbar ist, wird das Enddrehmomnet DEnd vorgegeben. Auch auf diese Weise ist es möglich, zum Überwinden eines strengen Verschlussgarantiebandes dem Motor eine hohe Stromaufnahme und damit auch ein hohes Drehmoment zu ermöglichen. Sobald das Garantieband überwunden ist, wird die Stromaufnahme des Motors auf das gewünschte Verschluss - Enddrehmoment begrenzt.
  • Vorzugsweise ist der oben erwähnte Kopfdrehwinkel ω derart festgelegt, dass die Drehstellung des Verschlusses in dem Bereich eines Minimums des Drehmoments liegt. Dieser Kopfdrehwinkel ω kann dabei vorab auf Basis empirischer Daten bestimmt werden. Zur Bestimmung dieses Kopfdrehwinkels ω können dabei eine Vielzahl der in Fig. 4 gezeigten Verläufe ausgewertet werden. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Speichereinrichtung aufweisen, in der abhängig von verschiedenen Flaschentypen unterschiedliche Kopfdrehwinkel ω abgelegt sind.
  • In jedem Fall sollte der Kopfdrehwinkel ω ausreichend sein, um den Verschluss von einem Bereich A des in Fig. 4 gezeigten Verlaufes in einen Bereich B zu drehen.
  • Die in Fig. 4 gezeigte Vorgehensweise eignet sich insbesondere in den Fällen, in denen ein hohes Zwischendrehmoment bzw. Maximaldrehmoment Dmax auftritt. Weiterhin eignet sich dieses Verfahren besonders, wenn der Momentenabfall M sehr klein ist oder durch Verschlussungenauigkeiten zu sehr differiert.
  • Anstelle der Vorgabe eines bestimmten Drehwinkels ω wäre es auch möglich, ausgehend von dem Dumschalt noch die Drehung für eine bestimmte Zeitspanne fortzusetzen und dann die Begrenzung auf das Enddrehmoment DEnd definiert vorzugeben. Diese Zeitspanne korrespondiert zu einem bestimmten Drehwinkel, der ausreichend ist, um das maximale Drehmoment Dmax definiert zu überwinden. In diesem Falle weist die Vorrichtung bevorzugt einen Zeitgeber auf, der eine Drehung für die oben genannte Zeitspanne ermöglicht.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Verschließen von Behältnissen (10) mit Verschlüssen (14) mittels einer Verschließeinrichtung (1), wobei die Verschlüsse (14) zum Verschließen auf Mündungen (10a) der Behältnisse (10) gedreht werden, und zum Verschließen der Behältnisse (10) ein Enddrehmoment (DEnd) vorgegeben wird, mit dem der Verschlussvorgang abgeschlossen wird und dieses Enddrehmoment (DEnd) geringer ist als ein Maximaldrehmoment (Dmax) welches wenigstens einmal während des gesamten Verschlussvorgangs aufgebracht wird, und wobei wenigstens eine für ein Drehmoment (D) der Verschließeinrichtung charakteristische Größe gemessen wird, wobei Änderungen der charakteristischen Größe während des Verschließvorgangs bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Abnahme des Drehmoments während des Verschließens das maximale Drehmoment der Verschließeinrichtung (1) auf das Enddrehmoment (DEnd) festgelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu wenigstens einem Zeitraum des Verschlussvorganges ein Drehmoment ermöglicht wird, welches wenigstens gleich dem Maximaldrehmoment (Dmax) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu wenigstens einem Zeitraum des Verschlussvorganges ein Drehmoment (D) der Verschließeinrichtung (1) unbegrenzt bleibt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die charakteristische Größe ein Strom (I) ist, mit dem die Verschließeinrichtung (1) betrieben wird.
  5. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschließvorgang in wenigstens zwei Abschnitte (I, II) unterteilt wird, wobei in diesen Abschnitten (I, II) unterschiedliche Drehmomente zum Drehen der Verschlusskörper zugelassen sind.
  6. Verfahren nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorbestimmter Grenzwert (Dumschalt) für die charakteristische Größe (D) bestimmt wird und bei Erreichen dieses Grenzwertes der Verschluss um einen vorgegebenen Drehwinkel (ω) oder während einer vorgegebenen Zeitspanne weitergedreht wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Drehung des Verschlusses (14) das Enddrehmoment (DEnd) festgelegt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Grenzwert (Dumschalt) zeitlich vor Erreichen des Maximaldrehmoments (Dmax) bestimmt wird.
  9. Vorrichtung zum Verschließen von Behältnissen (10), mit einer Halteeinrichtung (12) welche die Behältnisse (10) hält und einer Verschließeinrichtung (1), welche Behältnisverschlüsse gegenüber den Behältnissen (10) dreht um diese zu verschließen, wobei eine Steuerungseinrichtung (16) vorgesehen ist, welche ein Drehmoment, mit dem die Verschlüsse gegenüber den Behältnissen (10) gedreht werden, steuert und dass eine Messeinrichtung vorgesehen ist, welche einen für dieses Drehmoment charakteristischen Wert bestimmt, wobei die Steuerungseinrichtung (16) derart gestaltet ist, dass sie der Verschließeinrichtung (1) ein Enddrehmoment (DEnd) vorgibt, welches geringer ist als ein Maximaldrehmoment (Dmax) der Verschließeinrichtung (1), welches wenigstens einmal während des Verschließvorgangs erreicht wird dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (16) einen zeitlichen Verlauf des charakteristischen Werts während des Verschließvorgangs bestimmt und wobei die Steuerungseinrichtung (16) bei einer Abnahme des Drehmoments während des Verschließens das maximale Drehmoment der Verschließeinrichtung (1) auf das Enddrehmoment (DEnd) festlegt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung eine Strommesseinrichtung ist.
  11. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche 9 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Drehpositionssensor (18) aufweist, der eine Drehposition des Verschlusses (14) bestimmt.
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