EP2217523A1 - Vorrichtung zum verschliessen von behältern - Google Patents

Vorrichtung zum verschliessen von behältern

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EP2217523A1
EP2217523A1 EP08855056A EP08855056A EP2217523A1 EP 2217523 A1 EP2217523 A1 EP 2217523A1 EP 08855056 A EP08855056 A EP 08855056A EP 08855056 A EP08855056 A EP 08855056A EP 2217523 A1 EP2217523 A1 EP 2217523A1
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closing
controlled
drive motor
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    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
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    • B67B3/10—Capping heads for securing caps
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
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    • B67B3/2066—Details of capping heads

Definitions

  • the invention relates to a capping machine (capper) according to the preamble of claim 1.
  • Closing machines for closing bottles with screw caps, which are fastened by screwing on a bottle-side external thread in the area of the bottle mouth, are known in various designs.
  • Known capping machines ie screw cappers and also (crown) corkers, have on a rotating around a vertical axis rotating machine rotor several Verschdorfpositionen each with a closing tool and with a bottle or container carrier, which is controlled by a lifting cam and rotatable up and down with rotating rotor , For merging the respective bottle with the closing tool before closing and for separating the sealed bottle and closing tool.
  • the container to be closed remains at a height level, while the closing cone all necessary movements in the height level or in the vertical direction performs.
  • Closing machines which close containers by virtue of a closure, for example a crown cap, being plastically deformed by deliberate application of force, as a result of which the container to be closed is securely closed. Even with such sealing machines, there is a change in the distance between the container mouth and Verschegakonus. The necessary with screw caps rotary motion is eliminated.
  • Hubkurvenantrieben A disadvantage of such Hubkurvenantrieben is that they can not be changed flexibly after their production, so that even the smallest changes in the desired movement in the height level make the preparation of a new lift curve mandatory.
  • the object and purpose of the present invention is to avoid these disadvantages.
  • the present invention provides for the formation of capping machines in which the known reciprocatory cam drives are completely dispensed with.
  • a controlled or regulated drive for realizing the necessary height movements is proposed.
  • a corresponding capping machine is the subject of claim 1 Further developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • Figure 1 is a prior art closing machine.
  • FIG. 2 in an individual representation and partly in section one of the closing stations of a closing machine according to the invention in
  • FIG. 3 in an individual representation and partly in section one of the closing stations of a sealing machine according to the invention in (crown) Korkerbauweise;
  • FIG. 4 shows a partial view of a plan view of the development of the present invention with the use of linear drives.
  • FIG. 5 in an overview drawing a possible arrangement of magnets of different polarity.
  • FIG. 1 shows a capping machine according to the state of the art.
  • the container to be closed 1 in the example shown a bottle with neck ring and screw, is located directly below the closure cone 2.
  • the container to be closed 1 is fixed to a vertically movable lifting rod 3, which by means of a roller 4 permanently and under spring tension the lifting cam 5 is applied.
  • the container 1 revolving around the machine axis MA and to be closed follows the height-wise course of the running surface of the lifting cam 5.
  • a Verschraubspindel 6 is provided in the example shown, which by a controlled or regulated drive motor. 7
  • controlled or regulated drive motor is to be provided such a drive motor, which inter alia with respect to its speed, its rotation angle, its total rotation angle, its torque, its angular acceleration and control or preferably regulate its angular deceleration.
  • Known embodiments are, for example, servo or stepper motors.
  • FIG. 2 shows a capper according to the invention in a screw-type closure design.
  • the known from the prior art Hubkurvenantrieb for the vertical movements has been replaced according to the teachings of the present invention by a, preferably separately provided for each closing station controlled or regulated drive motor 7 with associated movement member, such as a threaded spindle 8.
  • each drive motor 7 is equipped with a rotary encoder or else an odometer for the lifting movement.
  • Push of a button to change over to changed requirements. These changes may be due, for example, to other bottle types of changed length
  • Screw cap revealed.
  • further changes may also result from a change in the closure used, for example, due to the change from a standard screw cap to a so-called sports cap.
  • the individual closing stations with the capper around the machine axis MA wherein the container mouth and / or the closing cone / the closing tool during a revolution around the machine axis MA depending on the current angular position within one revolution must take other height positions.
  • This target motion profile is stored in the machine control for each expected application, and can there by the machine operator which essentially completes the transition to the new requirements.
  • FIG. 3 shows an inventive capper in (crown) cork construction.
  • this is a capper, in which the container 1 by a plastically deformable closure, such as a crown cap 9, is closed.
  • this height movement of the closing punch 10 can be realized by a controlled or regulated drive motor 7 in conjunction with a suitable linear motion element, for example a threaded spindle 8.
  • FIG. 4 shows a further, particularly advantageous embodiment of the present invention.
  • This embodiment is characterized in that linear motors (traveling field machines) are used for each lifting station for the lifting and / or rotational movement.
  • linear motors traveling field machines
  • Such linear motors or traveling field machines are sufficiently well known to the person skilled in the art, so that at this point only the aspects relevant to the invention need to be explained in more detail.
  • Linear motors are characterized essentially by a stationary, the exciter windings-containing stator and a movable rotor.
  • the movable rotor can perform rotational movements and / or translational movements.
  • screwing spindle 6 or closing punch 10 are designed in such a way that they have the necessary magnets 13, as required for generating the linear and / or rotational movements.
  • a stator 11 is first arranged to generate a rotational movement.
  • the generation of the desired rotational movements is possible in a manner known to those skilled in the art.
  • a further stator 12 for generating a linear movement is arranged on the circumference of the screw 6. This acts for example on magnets within or on the circumference of the Verschraubspindel 6, which have different polarity or orientation in the vertical direction.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Of Jars (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Vorgestellt wird eine Maschine zum Verschließen von Flaschen oder dgl. Behälter (1) mit Verschlüssen, mit mehreren am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotors gebildeten Verschließstationen mit einem Behälterträger und einem Verschließwerkzeug (2, 10). Dabei ist vorgesehen, dass zur Ausführung der, für den Verschließvorgang erforderlichen Höhenbewegungen an jeder Verschließstation ein separater, gesteuerter oder geregelter Antriebsmotor (7) angeordnet ist.

Description

Vorrichtung zum Verschließen von Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verschließmaschine (Verschließer) gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Verschließmaschinen zum Verschließen von Flaschen mit Schraubverschlüssen, die durch Auf- bzw. Verschrauben auf ein flaschenseitiges Außengewinde im Bereich der Flaschenmündung befestigt werden, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Grundsätzlich erfolgt das Aufbringen des jeweiligen Verschlusses mit einem Verschlusselement oder Verschließkonus, in welchem der Flaschenverschluss bis zum Aufbringen auf eine Flasche gehalten ist und welcher zum Aufbringen des Verschlusses auf die Flasche bzw. zum Verschrauben durch einen Antrieb rotierend antreibbar ist.
Während des gesamten Verschließprozesses ist es aufgrund der geometrischen Gegebenheiten an einer Verschließmaschine stets erforderlich, den Abstand zwischen der Unterkante des Verschließkonus und der Oberkante der Flaschenmündung zu verändern, z.B. um die sich durch den Aufschraubvorgang ergebende Veränderung des Abstandes zwischen der Unterkante des Konus und der Flaschenmündung auszugleichen. Bei bestimmten Ausführungsformen bekannter Verschließer geschieht dieses dadurch, dass die Unterkante des Verschließkonus auf einer Höhenebene verbleibt, während der zu verschließende Behälter aller erforderlichen Bewegungen in der Höhenebene durchführt.
Bekannte Verschließmaschinen, also Schraubverschließer und auch (Kron)Korker, weisen an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor mehrere Verschließpositionen mit jeweils einem Verschließwerkzeug sowie mit einem Flaschen- oder Behälterträger auf, der bei umlaufendem Rotor durch eine Hubkurve gesteuert auf- und abbewegbar ist, und zwar zum Zusammenführen der jeweiligen Flasche mit dem Verschließwerkzeug vor dem Verschließen sowie zum Trennen von verschlossener Flasche und Verschließwerkzeug.
Das Nachführen der Flaschen beim Verschrauben wird bei bekannten Verschließmaschinen beispielsweise durch Anheben des Flaschenträgers erreicht.
Bei einer anderen Ausführungsform bekannter Verschließmaschinen verbleibt der zu verschließende Behälter auf einer Höhenebene, während der Verschließkonus alle erforderlichen Bewegungen in der Höhenebene bzw. in vertikaler Richtung durchführt.
Bekannt sind auch Ausführungsformen, bei denen sowohl der Behälter, als auch der Verschließkonus einen Teil der erforderlichen Bewegungen in der Höhenebene durchführen.
Ebenfalls bekannt sind Verschließmaschinen, welche Behälter dadurch verschließen, dass ein Verschluss, beispielsweise ein Kronkorken durch gezielte Krafteinwirkung plastisch verformt wird, wodurch der zu verschließende Behälter sicher verschlossen wird. Auch bei derartigen Verschließmaschinen kommt es zu einer Veränderung des Abstandes zwischen Behältermündung und Verschließkonus. Die bei Schraubverschlüssen erforderliche Drehbewegung entfällt.
Bei allen bekannten Ausgestaltungen von Verschließmaschinen werden erforderlichen Bewegungen in der Höhenebene durch eine Kombination aus einer vorzugsweise ortsfesten Hubkurve und um die Maschinenachse umlaufenden, sich auf der Hubkurve abrollenden oder gleitenden Tastelementen, welche die Höhenbewegung von der Hubkurve abgreifen und an die, in der Höhenebene zu bewegenden Bauteile übertragen, realisiert.
Derartige Hubkurven sind dem Fachmann seit vielen Jahren bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine Beschreibung solcher Hubkurven verzichtet werden kann.
Nachteilig an derartigen Hubkurvenantrieben ist, dass diese nach deren Herstellung nicht flexibel verändert werden können, so dass selbst kleinste Veränderungen im Soll-Bewegungsablauf in der Höhenebene die Anfertigung einer neuen Hubkurve zwingend erforderlich machen.
Ebenfalls ist es von großem Nachteil, dass derartige Hubkurven relativ schnell verschleißen und somit häufig nach einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden ausgetauscht werden müssen. Da sich diese Hubkurven zusätzlich in der Regel im Unterbau der Verschließmaschinen befinden, ist ein Austausch sehr aufwändig und teuer, was in der Praxis ebenfalls unerwünscht ist.
Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden.
Dazu sieht die vorliegende Erfindung die Ausbildung von Verschließmaschinen vor, bei welchen auf die bekannten Hubkurvenantriebe vollständig verzichtet wird. Dazu wird die Anwendung eines gesteuerten oder geregelten Antriebes zur Realisierung der erforderlichen Höhenbewegungen vorgeschlagen.
Eine entsprechende Verschließmaschine ist Gegenstand des Anspruches 1 Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine dem Stand der Technik entsprechende Verschließmaschine;
Fig. 2 in Einzeldarstellung und teilweise im Schnitt eine der Verschließstationen einer erfindungsgemäßen Verschließmaschine in
Schraubverschließerbauweise;
Fig. 3 in Einzeldarstellung und teilweise im Schnitt eine der Verschließstationen einer erfindungsgemäßen Verschließmaschine in (Kron)Korkerbauweise;
Fig. 4 in Teildarstellung eine Draufsicht auf die Weiterbildung der vorliegenden Erfindung mit der Verwendung von Linearantrieben;
Fig. 5 in einer Übersichtszeichnung eine mögliche Anordnung von Magneten unterschiedlicher Polariät.
In der Figur 1 ist eine dem Stand entsprechende Verschließmaschine dargestellt. Der zu verschließende Behälter 1 , im dargestellten Beispiel eine Flasche mit Halsring und Schraubverschluss, befindet sich direkt unterhalb des Verschlusskonus 2. Der zu verschließende Behälter 1 ist an einer, in Vertikalrichtung bewegbaren Hubstange 3 fixiert, welche mittels einer Rolle 4 permanent und unter Federvorspannung an der Hubkurve 5 anliegt. Durch diese Anordnung folgt der, um die Maschinenachse MA umlaufende und zu verschließende Behälter 1 dem höhenmäßigen Verlauf der Lauffläche der Hubkurve 5.
Zum Verschließen des Behälters 1 ist im gezeigten Beispiel eine Verschraubspindel 6 vorgesehen, welche durch einen gesteuerten oder geregelten Antriebsmotor 7.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff „gesteuerter oder geregelter Antriebsmotor" ein solcher Antriebsmotor zu versehen, der sich unter anderem hinsichtlich seiner Drehzahl, seines Drehwinkels, seines Gesamtdrehwinkels, seines Drehmomentes, seines Winkelbeschleunigung und seiner Winkelverzögerung steuern oder vorzugsweise regeln lässt. Bekannte Ausführungsformen sind beispielsweise Servo- oder Schrittmotoren.
Die Figur 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Verschließer in Schraubverschließerbauweise. Der aus dem Stand der Technik bekannte Hubkurvenantrieb für die Vertikalbewegungen wurde entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung durch einen, vorzugsweise für jede Verschließstation separat vorgesehenen gesteuerten oder geregelten Antriebmotor 7 mit zugehörigem Bewegungsglied, beispielsweise einer Gewindespindel 8 ersetzt.
Gleichwertig zur Gewindespindel 8 können auch alle weiteren, dem Fachmann bekannten Möglichkeiten zur Erzeugung einer gesteuerten oder geregelten Linearbewegung verwendet werden. Dabei kann es sich beispielsweise aber nicht beschränkend um einen Riemenantrieb und/oder einen Zahnstangenantrieb und/oder Linearmotor handeln.
Vorzugsweise ist jeder Antriebsmotor 7 mit einem Drehgeber oder aber auch einem Wegmesser für die Hubbewegung ausgestattet.
Durch die vorliegende Erfindung wird es erstmals ermöglicht, die für das Verschließen, also Schraubverschließen oder auch (Kron)Korken, erforderlichen Höhenbewegungen frei programmierbar zu gestalten.
Somit ist es auf einfache Art und Weise möglich, die Höhenbewegungen jeder einzelnen Verschließstation, und somit auch den gesamten Verschließer, quasi auf
Knopfdruck, auf geänderte Anforderungen umzustellen. Diese Änderungen können sich beispielsweise durch andere Flaschensorten mit geänderter Länge des
Schraubverschlusses ergeben. Weitere Änderungen können sich aber auch durch einen Wechsel des verwendeten Verschlusses ergeben, beispielsweise durch den Wechsel von einem Standard-Schraubverschluss auf einen so genannten Sportcap-
Verschluss.
Wie oben beschrieben, laufen die einzelnen Verschließstationen mit dem Verschließer um die Maschinenachse MA um, wobei die Behältermündung und/oder der Verschlusskonus/das Verschließwerkzeug während eines Umlaufs um die Maschinenachse MA in Abhängigkeit von der aktuellen Winkelposition innerhalb eines Umlaufs andere Höhenpositionen einnehmen müssen. Dieses Soll- Bewegungsprofil ist für jeden zu erwartenden Anwendungsfall in der Maschinensteuerung hinterlegt, und kann dort durch die Maschinenbediener aufgerufen werden, wodurch die Umstellung auf die neuen Anforderungen im Wesentlichen abgeschlossen ist.
Konstruktion, Fertigung und Montage und Verschleißproblematiken der bekannten Hubkurven entfallen vollständig.
Die Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Verschließer in (Kron)Korkerbauweise. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 2 handelt es sich dabei um einen Verschließer, bei welchem der Behälter 1 durch einen plastisch zu verformenden Verschluss, beispielsweise einem Kronkorken 9, verschlossen wird.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, bei derartigen Verschließern die notwendige Höhenbewegung des Verschließstempels 10 durch eine Hubkurve zu realisieren.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, diese Höhenbewegung des Verschließstempels 10 durch einen gesteuerten oder geregelten Antriebsmotor 7 in Verbindung mit einem geeigneten Linearbewegungsglied, beispielsweise einer Gewindespindel 8 zu realisieren.
Hinsichtlich der weiteren technischen Lehre und der sich durch deren Anwendung ergebenden Vorteile gilt das oben gesagte analog.
Die Figur 4 zeigt eine weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung.
Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass bei jeder Verschließstation für die Hub- und/oder Rotationsbewegung Linearmotoren (Wanderfeldmaschinen) verwendet werden. Derartige Linearmotoren bzw. Wanderfeldmaschinen sind dem Fachmann hinreichend bekannt, so dass an dieser Stelle lediglich die erfindungsrelevanten Aspekte näher erläutert werden müssen.
Linearmotoren sind im Wesentlichen durch einen ortsfesten, die Erregerwicklungen beinhaltenden Stator und einem beweglichen Läufer gekennzeichnet. Dabei kann der beweglicher Läufer Rotationsbewegungen und/oder Translationsbewegungen ausführen.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, die Verschraubspindel 6 eines Schraubverschließers, bzw. den Verschließstempel 10 eines (Kron)Korkers als Läufer auszubilden. Dazu werden Verschraubspindel 6, bzw. Verschließstempel 10 derart ausgeführt, dass diese die notwendigen Magnete 13 aufweisen, wie sie zur Erzeugung der Linear- und/oder Rotationsbewegungen erforderlich sind.
Am Umfang einer Verschraubspindel 6 wird zunächst ein Stator 11 zur Erzeugung einer Rotationsbewegung angeordnet. Durch eine geeignete Anordnung und Ansteuerung der, in diesem Stator enthaltenen Erregerwicklungen ist auf dem Fachmann bekannte Weise die Erzeugung der gewünschten Drehbewegungen möglich.
Zusätzlich wird am Umfang der Verschraubspindel 6 ein weiterer Stator 12 zur Erzeugung einer Linearbewegung angeordnet. Dieser wirkt beispielsweise auf Magnete innerhalb oder am Umfang der Verschraubspindel 6, welche in vertikaler Richtung unterschiedliche Polarität oder Orientierung aufweisen.
Durch eine geschickte Anordnung einer Vielzahl von Magneten in der Verschraubspindel 6, beispielsweise in einer, sowohl vertikal als auch mit Bezug auf den Umfang der Verschraubspindel 6 wechselweisen Anordnung von Magneten 6 unterschiedlicher Polarität oder Orientierung, beispielsweise in einer schachbrettförmigen Anordnung, können in Verbindung mit den Statoren 11 und 12 sowohl nacheinander, als auch gleichzeitig Translations- als auch Rotationsbewegungen der Verschraubspindel 6 erzeugt werden.
Bei einem Verschließer in (Krön) Korkerbauweise ist die Anordnung eines Linearmotors für die Ausführung der Translationsbewegung ausreichend.
Es versteht sich von selbst, dass sich die Lehre der vorliegenden Erfindung auch auf solche Ausgestaltungen erstreckt, bei denen die erforderlichen Höhenbewegungen zumindest teilweise durch den Behälter 1 und/oder zumindest teilweise durch die Verschraubspindel 6 und/oder zumindest zum Teil durch den Verschließstempel 10 ausgeführt werden.
Ebenfalls erstreckt sich der Umfang der vorliegenden Erfindung auch auf die dem Fachmann bekannten Heißsiegelmaschinen, welche ebenfalls zum Verschließen von Behältern eingesetzt werden. Da diese Maschinen im Wesentlichen wie (Kron)Korker aufgebaut sind, sind weitere Ausführung zu diesen Maschinen im Hinblich auf die Anwendung der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.
Die Patentansprüche werden zu einem Teil der Beschreibung gemacht.

Claims

Patentansprüche
1. Maschine zum Verschließen von Flaschen oder dgl. Behälter mit Verschlüssen, mit mehreren am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotors gebildeten Verschließstationen und einen Behälterträger und einem Verschließwerkzeug dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausführung der, für den Verschließvorgang erforderlichen Höhenbewegungen an jeder Verschließstation ein separater, gesteuerter oder geregelter Antriebsmotor (7) angeordnet ist.
2. Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Maschine um einen Verschließer in (Krön) Korker-Bauweise handelt.
3. Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Maschine um eine Heißsiegelmaschine handelt.
4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gesteuerte oder geregelte Antriebsmotor (7) auf eine Gewindespindel (8) und/oder einen Riemenantrieb und/oder einen Zahnstangenantrieb wirkt.
5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem gesteuerten oder geregelten Antriebsmotor (7) um einen Servo- oder Schrittmotor handelt.
6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem gesteuerten oder geregelten Antriebsmotor (7) um einen Linearmotor handelt.
7. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenpositionen von Behältermündung und/oder Verschraubspindel (6) und/oder Verschließstempel (10) der einzelnen Verschließstationen während eines Umlaufs um die Maschinenachse MA in Abhängigkeit von der aktuellen Winkelposition innerhalb eines Umlaufs als Soll-Bewegungsprofil in der Maschinensteuerung abrufbar hinterlegt sind.
8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschließstempel (10) zumindest teilweise als linear zu bewegender Läufer eines Linearmotors ausgebildet ist.
9. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Maschine um einen Verschließer in Schraubverschließerbauweise handelt.
10. Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem gesteuerten oder geregelten Antriebsmotor (7) für die Höhenbewegung zumindest ein weiterer Antrieb für die Verschraubbewegung angeordnet ist.
11. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubspindel (6) zumindest teilweise als linear zu bewegender Läufer eines Linearmotors und zumindest teilweise als rotierend zu bewegender Rotor eines Linearmotors ausgebildet ist.
12. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältermündung zumindest einen Teil der erforderlichen Höhenbewegung ausführt.
13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließwerkzeug (6,11) zumindest einen Teil der erforderlichen Höhenbewegung ausführt.
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