EP3444222A1 - Vorrichtung und verfahren zum verschliessen einer behälteröffnung mit einer verschlusskappe - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum verschliessen einer behälteröffnung mit einer verschlusskappe Download PDF

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Publication number
EP3444222A1
EP3444222A1 EP17186493.7A EP17186493A EP3444222A1 EP 3444222 A1 EP3444222 A1 EP 3444222A1 EP 17186493 A EP17186493 A EP 17186493A EP 3444222 A1 EP3444222 A1 EP 3444222A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closing
container opening
closing direction
cap
pressing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17186493.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Theresa Müller
Tobias Fiesel
Stefan Kehrle
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.)
Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
Original Assignee
Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG filed Critical Uhlmann Pac Systeme GmbH and Co KG
Priority to EP17186493.7A priority Critical patent/EP3444222A1/de
Publication of EP3444222A1 publication Critical patent/EP3444222A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B67B3/22—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying snap-on caps

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for closing a container opening with a closure cap.
  • Containers e.g. Bottles, such as those used in the pharmaceutical industry for storing tablets or pills, are usually closed with push-on caps.
  • the caps must meet a certain elasticity requirement in order to be able to put them over the container openings.
  • Certain caps are also provided with a tamper-evident closure, such as a tear-off ring to be released when first opened. In the case of mechanical application, damage, such as the premature detachment of the tear-off rings, could not previously be ruled out.
  • the invention has for its object to provide a device for closing a container opening with a cap, with the pressing of the cap can be particularly gentle and reliable, and to provide a corresponding method for closing a container opening with a cap.
  • the device for closing a container opening with a closure cap comprises means for conveying containers, each of which has a container opening, in a conveying direction and means for feeding a closure cap to each container opening. Furthermore, the device comprises a pressing element for pressing the closure cap onto the respective container opening.
  • the pressing element is movable in a closing direction of the closure cap, which is perpendicular to the conveying direction of the container, such that a surface portion of the closure cap is acted upon by a pressing force acting in the closing direction in order to partially press the closure cap onto the container opening.
  • the pressure element is a first Rotary axis which extends in the closing direction, rotatable such that the pressure element under completion of a rotating rotary motion, the cap partially applied with a force acting in the closing direction pressing force to completely push the cap to close the container to the container opening.
  • the closure cap is pressed onto the container opening successively, without overstressing the material of the closure cap. In this case, only a small surface portion of the cap is acted upon at any time with a pressing force.
  • the pressure element has at least one roller, which is rotatably mounted about a second axis of rotation, which extends transversely to the closing direction.
  • the at least one roller has the advantage that it rolls with the application of a pressing force on the upper surface of the cap with low friction and thus can gently roll the cap on the container opening.
  • the roller leaves no abrasion marks on the surface of the cap at the completion of the rotating rotary motion.
  • the at least one roller made of steel or a hard plastic. It can also be gummed on its lateral surface.
  • the closing direction is substantially vertical and the second axis of rotation is substantially horizontal.
  • the pressing force also acts in the vertical closing direction. This is useful for the closing process.
  • a movement unit for moving the pressing element is provided.
  • the movement unit is preferably controllable such that the pressure element is moved back and forth in the closing direction and is rotated about the first axis of rotation.
  • the movement unit is controllable such that the pressure element performs a helical movement about the first axis of rotation.
  • accomplish the pressing element a combined movement, which consists of the translational movement in the closing direction and from the rotational movement about the first axis of rotation.
  • the device further preferably has at least one suction element, which faces the container, and furthermore at least one connection for connecting an external vacuum source to the at least one suction element.
  • the suction member has the advantage that it can hold the elastic closure caps without deforming them, so that damage when feeding the caps to the container openings are avoided.
  • the suction element is in operative connection with the movement unit such that the suction element is rotated together with the pressure element about the first axis of rotation.
  • the at least one suction element can be in operative connection with the movement unit such that the at least one suction element is rotated together with the pressure unit about the first axis of rotation. In this way, the at least one suction element and the pressure unit are coupled in one unit.
  • the at least one suction element is attached to a sleeve which is displaceable relative to the pressing element against the closing direction.
  • the pressing element can be further moved in the closing direction, while the sleeve is already supported on the edges of the closure cap and pushed upwards.
  • a cavity in the bottom surface of the sleeve is formed and the pressing member is arranged in the cavity.
  • the structure of the device is characterized very compact. In this arrangement, the movement of sleeve and pressure element in the closing direction can initially be done together without the suction function is impaired by the embedded pressure element.
  • the movement unit comprises a spindle element, which is movable in the closing direction and rotatable about its own longitudinal axis.
  • the pressing element is preferably fastened by means of a strut extending transversely to the closing direction.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the device according to the invention for closing a container opening 4 of a container 6 with a closure cap 8.
  • the closure caps 8 are formed of relatively soft material and preferably provided with a tear-off to be solved when first opened.
  • a collar for unfolding and a hinge on the opposite side of the cap 8 are provided.
  • the invention is also applicable to simpler designed caps 8.
  • Reference numeral 2 denotes the actual closing unit, which is designed here in the form of a closure head. Furthermore, in Fig. 1 Means 10 for conveying containers 6 in a conveying direction F and means 12 for feeding sealing caps 8 to the container openings 4 shown.
  • the closing direction V is generally perpendicular to the conveying direction F.
  • the means 10 for conveying containers 6 in the conveying direction F a large number of implementations are conceivable.
  • conventional conveyor belts, suction belts, rotary conveyors with gripping members driven by conventional motors or linear motor drive devices, etc. may be used.
  • the means 10 are operated clocked for conveying containers. But it is also conceivable to operate them continuously. In the latter case, the closing unit 2 must be moved during the closing operation with the container 6 in the conveying direction F.
  • the means 12 for feeding the closure caps 8 are, as in Fig. 1 to see in the form of two L-shaped gripping elements whose short, horizontal legs 14, 16 facing inwardly and toward each other.
  • the means 12 for feeding the caps 8 are here horizontally and vertically movable. Alternatively, other feeding devices are conceivable.
  • the closure caps 8 can also be transported by the closing unit 2 itself via the container openings 4.
  • the closing unit 2 shown comprises a pressing element 17 and a movement unit 18.
  • the movement unit 18 in the preferred embodiment has a spindle element 19 which is rotatable about a vertical first axis of rotation D1.
  • a horizontal leg 20 is attached to one end of which the pressing member 17 is arranged.
  • the pressing member 27 is realized in the form of two rollers 22, 24, which are rotatably mounted side by side about a horizontal second axis of rotation D2 on the leg 20.
  • the spindle element 19 and the leg 20 are rigidly connected to each other.
  • the leg 20 describes a horizontal rotational movement about the vertical first axis of rotation D1.
  • the pressure element 17 can also consist of only one roller, or it can be used other, movable or rigidly connected to the movement unit 18 components, such as a swash plate or a An horrst Schemeel.
  • the size and shape of the closing unit 2 are preferably designed such that a large number of different formats of closing caps 8 can be applied to the corresponding containers 6 with this closing unit 2.
  • the pressing member 17 itself can be chosen so that it can be used for several formats.
  • the closing unit 2 comprises two integrated suction elements 26 (see FIG Fig. 2B ), which are formed in the form of two diametrically opposed Saugnoppen.
  • the suction elements 26 have (see Fig. 6 ) each have a central suction opening 52.
  • the suction openings 52 are either via corresponding passage openings or passage lines in the closing unit 2 with at least one terminal 56 (FIG. Fig. 6 ) for connecting an in Fig. 2B shown external negative pressure source 60 connected.
  • the suction elements 26 can also be constructed and / or arranged differently. In particular, more or fewer than two suction elements 26 may be present.
  • the closing unit 2 comprises a sleeve 27 with a sleeve section 28 of larger cross section and a sleeve section 30 of smaller cross section.
  • a the sleeve section 30 associated first cavity 32 serves to receive the spindle member 19, while a sleeve portion 28 associated with the second cavity 34 for receiving the leg 20 with the pressing member 17 is used.
  • the first cavity 32 overlies the second cavity 34 and the cavities 32, 34 are interconnected. On both sides of the second cavity 34 are the suction elements 26th
  • the sleeve 27 is connected to the movement unit 18 such that a rotational movement of the movement unit 18 also causes a rotational movement of the sleeve 27.
  • the sleeve 27 is displaceable in the vertical direction to the movement unit 19.
  • the first cavity 32 is provided with an enlarged cavity section with an enlarged cross-section.
  • the first cavity 32 has a stepped inner surface.
  • the spindle element 19 has a peripheral around the outer circumference flange 38. The due to their weight downwardly aspiring sleeve 27 is stopped by stop on the flange 38. With free movement of the movement unit 18 downwards or upwards, the sleeve 27 is thus moved on the flange element 38 in a resting manner.
  • the sleeve 27 has a bottom surface 43 composed of an annular edge portion 48 and an inner circular portion 50. In the bottom surface 43 of the second cavity 34 is formed, in which the leg 20 is arranged with the rollers 22, 24.
  • the cavity 34 extends within the circular edge portion 48 once transversely substantially over the diameter of the inner portion 50. Also arranged in the cavity 34 leg 20 extends transversely across the diameter of the inner portion 50, so that the leg 20 during rotation of the spindle member 19th acts as a driver for the sleeve 27 and the suction elements 26 integrated therein.
  • FIGS. 1 to 5 The following is based on the FIGS. 1 to 5 the operation of the device for closing a container opening with a cap described in more detail.
  • Fig. 1 was moved by the means 10 for conveying containers, a container 6 in the conveying direction F and provided under the closing device 2. Also was through the means 12 for supplying closure caps, a closure cap 8 at the bottom of the closure unit 2 is provided. In the phase shown, the closure cap 8 is sucked by the suction elements 26, while the means 12 for feeding the closure caps have just been moved slightly away from the closure cap 8. The closure cap 8 is now held by the suction force of the suction elements 26.
  • Fig. 2A were, starting from the representation in Fig. 1 , the means 12 for feeding and placing of caps moved further in the outward and downward direction, and still the cap 8 is held by the suction force of the suction elements 26.
  • both suction elements 26 can be seen.
  • the suction elements 26 engage diametrically opposite to the flat cover surface of the closure cap 8.
  • the pressing element 17 is at least partially over the peripheral edge portion of the closure lid 8.
  • the sleeve 27 Due to the support of the sleeve 27 on the support member 17 diametrically opposite side of the cap 8, the sleeve 27, the movement of the pressing member 17 in the closing direction V not follow and thus remains substantially in place. In other words, only the pressing member 17 is moved relative to the sleeve 27 in the closing direction V, thereby emerging from the cavity 34 and exerts a pressing force on the underlying portion of the cap 8 from.
  • the pressing member 17 can be rotated about the rotation axis D1 in rotation and continuously rolls the peripheral edge portion of the closure cap 8 on completion of a, for example, 360 ° circumferential movement on the edge of the container opening 4.
  • the pressing element 17 preferably rotates about the second axis of rotation D2. This rolling process is particularly gentle on the cap 8 and provides a safe method for the application of the cap 8 to the container opening 4.
  • the sleeve 27 is preferably rotated.
  • the pressing member 17 is again in the position according to Fig. 4 ,
  • both a translatory movement in the closing direction V (arrow T) and a rotational movement (arrows D) of the pressing element 17 for the application of the closure cap 8 take place. This can be done successively, as described so far, but the movements can also be combined into a helically downward movement of the pressing member 17.
  • the suction members 26 and the pressing member 17 are integrated together in a head of a device.
  • the two components can also be arranged in separate heads. Then the head with the suction element 26 in the conveying direction F upstream of the head with the pressing member 17 is arranged.
  • the movement unit 18 comprises two servomotors, a servo motor for generating the vertical translational movement of the pressure element 17 and a further servomotor for generating the rotational movement of the pressure element 17 about the first axis of rotation D1.
  • the sleeve 27 with the suction elements 26 has no own drive. Likewise, an additional drive for the sleeve 27 may be provided.
  • the sleeve 27 is inevitably rotated during a rotation of the pressing member 17. It is also conceivable, the structure of the device so to make that the sleeve 27 remains immobile during rotation of the pressing member 17.
  • the spindle element 19 described so far is only one possibility for generating the movements of the pressing element 17.
  • Many further embodiments are conceivable for the person skilled in the art which ensure the translational movement and the rotational movement of the pressing element 17.
  • the expired by the pressing member 17 angle may also be slightly less than 360 °. Also, the angle can be arbitrarily more than 360 °, in particular, the pressure element 17 can make two full turns.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Closing Of Containers (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung (4) mit einer Verschlusskappe (8) umfasst Mittel (10) zum Fördern von Behältern (6) mit jeweils einer Behälteröffnung (4) in einer Förderrichtung (F) sowie Mittel (12) zum Zuführen einer Verschlusskappe (8) zu jeder Behälteröffnung (4). Weiterhin ist ein Andrückelement (17) zum Aufdrücken der Verschlusskappe (8) auf die Behälteröffnung (4) vorgesehen. Das Andrückelement (17) ist in einer Verschließrichtung (V) der Verschlusskappe (8), die senkrecht zur Förderrichtung (F) der Behälter (6) ist, derart bewegbar, dass ein Flächenabschnitt der Verschlusskappe (8) mit einer in Verschließrichtung (V) wirkenden Andruckkraft beaufschlagt wird, um die Verschlusskappe (8) teilweise auf die Behälteröffnung (4) aufzudrücken. Außerdem ist das Andrückelement (17) um eine erste Drehachse (D1), die sich in Verschließrichtung (V) erstreckt, derart drehbar, dass das Andrückelement (17) unter Vollziehung einer umlaufenden Drehbewegung die Verschlusskappe (8) abschnittsweise mit einer in Verschließrichtung (V) wirkenden Andruckkraft beaufschlagt, um die Verschlusskappe (8) zum Verschließen des Behälters (6) vollständig auf die Behälteröffnung (4) aufzudrücken.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe.
  • Behälter, wie z.B. Flaschen, wie sie etwa in der pharmazeutischen Industrie zur Aufbewahrung von Tabletten oder Dragees Anwendung finden, werden üblicherweise mit aufdrückbaren Verschlusskappen verschlossen. Die Verschlusskappen müssen eine gewisse Elastizitätsanforderung erfüllen, um sie über die Behälteröffnungen stülpen zu können.
  • Vor allem bei sehr weichen Verschlusskappen können aufgrund der geringen Formstabilität Probleme auftreten, wenn man sie wie üblich von oben auf die Behälteröffnungen drückt. Bestimmte Verschlusskappen sind außerdem mit einem Originalitätsverschluss, beispielsweise einem beim erstmaligen Öffnen zu lösenden Abreißring, versehen. Bei maschinellem Aufbringen konnten Beschädigungen, wie etwa das vorzeitige Ablösen der Abreißringe, bislang nicht ausgeschlossen werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe bereitzustellen, mit der das Aufdrücken der Verschlusskappe besonders schonend und zuverlässig erfolgen kann, und ein entsprechendes Verfahren zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 13 gelöst.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe Mittel zum Fördern von Behältern, von denen jeder eine Behälteröffnung aufweist, in einer Förderrichtung sowie Mittel zum Zuführen einer Verschlusskappe zu jeder Behälteröffnung. Weiterhin umfasst die Vorrichtung ein Andrückelement zum Aufdrücken der Verschlusskappe auf die jeweilige Behälteröffnung. Das Andrückelement ist derart in einer Verschließrichtung der Verschlusskappe, die senkrecht zur Förderrichtung der Behälter ist, bewegbar, dass ein Flächenabschnitt der Verschlusskappe mit einer in Verschließrichtung wirkenden Andruckkraft beaufschlagt wird, um die Verschlusskappe teilweise auf die Behälteröffnung aufzudrücken. Dabei ist das Andrückelement um eine erste Drehachse, die sich in Verschließrichtung erstreckt, derart drehbar, dass das Andrückelement unter Vollziehung einer umlaufenden Drehbewegung die Verschlusskappe abschnittsweise mit einer in Verschließrichtung wirkenden Andruckkraft beaufschlagt, um die Verschlusskappe zum Verschließen des Behälters vollständig auf die Behälteröffnung aufzudrücken.
  • Hierdurch wird die Verschlusskappe sukzessive, ohne das Material der Verschlusskappe zu sehr zu beanspruchen, auf die Behälteröffnung aufgedrückt. Dabei ist zu jedem Zeitpunkt nur ein kleiner Flächenabschnitt der Verschlusskappe mit einer Andruckkraft beaufschlagt.
  • Vorzugsweise weist das Andrückelement mindestens eine Laufrolle auf, die um eine zweite Drehachse, die quer zur Verschließrichtung verläuft, drehbar gelagert ist. Die mindestens eine Laufrolle hat den Vorteil, dass sie unter Aufbringung einer Andruckkraft an der oberen Fläche der Verschlusskappe mit geringer Reibung abrollt und damit die Verschlusskappe sanft auf die Behälteröffnung aufwalzen kann. Die Laufrolle hinterlässt keine Abriebmarkierungen an der Oberfläche der Verschlusskappe bei der Vollziehung der umlaufenden Drehbewegung.
  • Vorzugsweise besteht die mindestens eine Laufrolle aus Stahl oder einem Hartkunststoff. Sie kann an ihrer Mantelfläche zudem gummiert sein.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verschließrichtung im Wesentlichen vertikal und die zweite Drehachse verläuft im Wesentlichen horizontal. Hierdurch wirkt beim Aufwalzen der Verschlusskappe die Andruckkraft ebenfalls in der vertikalen Verschließrichtung. Dies ist für den Verschließvorgang sinnvoll.
  • Des Weiteren ist eine Bewegungseinheit zum Bewegen des Andrückelements vorgesehen. Die Bewegungseinheit ist vorzugsweise derart steuerbar, dass das Andrückelement in der Verschließrichtung vor und zurück bewegt wird und um die erste Drehachse in Drehung versetzt wird.
  • Mit weiterem Vorteil ist die Bewegungseinheit derart steuerbar, dass das Andrückelement eine wendelförmige Bewegung um die erste Drehachse vollzieht. In diesem Fall vollzieht das Andrückelement eine kombinierte Bewegung, die sich aus der Translationsbewegung in Verschließrichtung und aus der Drehbewegung um die erste Drehachse zusammensetzt.
  • Die Vorrichtung weist weiterhin vorzugsweise mindestens ein Saugelement auf, das dem Behälter zugewandt ist, und weiterhin mindestens einen Anschluss zum Anschließen einer externen Unterdruckquelle an das mindestens eine Saugelement. Das Saugelement hat den Vorteil, dass es die elastischen Verschlusskappen halten kann, ohne diese zu verformen, sodass Beschädigungen beim Zuführen der Verschlusskappen zu den Behälteröffnungen vermieden werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung steht das Saugelement mit der Bewegungseinheit derart in Wirkverbindung, dass das Saugelement zusammen mit dem Andrückelement um die erste Drehachse in Drehung versetzt wird. Damit sind die Einrichtungen zum Saugen und zum Andrücken sehr kompakt und platzsparend verbaut.
  • Weiterhin kann das mindestens eine Saugelement mit der Bewegungseinheit derart in Wirkverbindung stehen, dass das mindestens eine Saugelement zusammen mit der Andrückeinheit um die erste Drehachse in Drehung versetzt wird. Auf diese Weise sind das mindestens eine Saugelement und die Andrückeinheit in einer Einheit gekoppelt.
  • Vorzugsweise ist das mindestens eine Saugelement an einer Hülse befestigt, die relativ zum Andrückelement entgegen der Verschließrichtung verschieblich ist. Dadurch kann das Andrückelement weiter in Verschließrichtung bewegt werden, während sich die Hülse bereits an den Rändern der Verschlusskappe aufstützt und nach oben geschoben wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein Hohlraum in der Bodenfläche der Hülse ausgebildet und das Andrückelement ist in dem Hohlraum angeordnet. Der Aufbau der Vorrichtung gestaltet sich hierdurch sehr kompakt. Bei dieser Anordnung kann die Bewegung von Hülse und Andrückelement in Verschließrichtung zunächst gemeinsam erfolgen, ohne dass die Saugfunktion durch das eingebettete Andrückelement beeinträchtigt wird.
  • In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Bewegungseinheit ein Spindelelement, welches in Verschließrichtung bewegbar sowie um seine eigene Längsachse drehbar ist.
  • An einem Ende des Spindelelements ist vorzugsweise das Andrückelement mittels einer quer zur Verschließrichtung verlaufenden Strebe befestigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe umfasst folgende Schritte:
    • Heranfördern eines Behälters mit einer Behälteröffnung in einer Förderrichtung;
    • Anordnen einer Verschlusskappe an der Behälteröffnung des Behälters;
    • Bewegen eines Andrückelements in einer Verschließrichtung der Verschlusskappe, die senkrecht zur Förderrichtung des Behälters ist, und Beaufschlagen eines Flächenabschnitts der Verschlusskappe mit einer in Verschließrichtung wirkenden Andrückkraft, um die Verschlusskappe teilweise auf die Behälteröffnung aufzudrücken; und
    • Bewegen des Andrückelements in einer umlaufenden Drehbewegung um eine erste Drehachse, die sich in Verschließrichtung erstreckt, und dabei abschnittsweises Beaufschlagen der Verschlusskappe mit einer in Verschließrichtung wirkenden Andrückkraft, um die Verschlusskappe zum Verschließen des Behälters vollständig auf die Behälteröffnung aufzudrücken.
  • Hierdurch ist ein schonendes und zuverlässiges Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe gewährleistet.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Ansicht im Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe in einer ersten Phase eines Verschließvorgangs;
    Fig. 2A
    zeigt eine schematische Ansicht im Längsschnitt der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer zweiten Phase eines Verschließvorgangs;
    Fig. 2B
    zeigt eine um 180° gedrehte Querschnittsansicht wesentlicher Teile der Vorrichtung aus Fig. 2A;
    Fig. 3
    zeigt eine schematische Ansicht im Längsschnitt der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer dritten Phase eines Verschließvorgangs;
    Fig. 4
    zeigt eine schematische Ansicht im Längsschnitt der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer vierten Phase eines Verschließvorgangs;
    Fig. 5
    zeigt eine perspektivische Schnittansicht der Vorrichtung aus Fig. 4; und
    Fig. 6
    zeigt eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile der Vorrichtung aus Fig. 1 von unten.
  • Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung 4 eines Behälters 6 mit einer Verschlusskappe 8. Die Verschlusskappen 8 sind aus relativ weichem Material gebildet und vorzugsweise mit einem beim erstmaligen Öffnen zu lösenden Abreißring versehen. Außerdem sind ein Bund zum Aufklappen und ein Scharnier auf der gegenüberliegenden Seite der Verschlusskappe 8 vorgesehen. Die Erfindung ist aber auch auf einfacher gestaltete Verschlusskappen 8 anwendbar.
  • Bezugszeichen 2 kennzeichnet die eigentliche Verschließeinheit, die hier in Form eines Verschließkopfes ausgebildet ist. Des Weiteren sind in Fig. 1 Mittel 10 zum Fördern von Behältern 6 in einer Förderrichtung F sowie Mittel 12 zum Zuführen von Verschlusskappen 8 zu den Behälteröffnungen 4 gezeigt. Die Verschließrichtung V ist in der Regel senkrecht zur Förderrichtung F.
  • Für die Mittel 10 zum Fördern von Behältern 6 in der Förderrichtung F ist eine Vielzahl von Realisierungen denkbar. Es können beispielsweise konventionelle Transportbänder, Saugbänder, umlaufende Transporteinrichtungen mit Greifelementen, angetrieben durch herkömmliche Motoren oder durch Linearmotor-Antriebsvorrichtungen, etc. verwendet werden. Bevorzugt sind die Mittel 10 zum Fördern von Behältern getaktet betrieben. Es ist aber auch denkbar, sie kontinuierlich zu betreiben. In letzterem Fall muss die Verschließeinheit 2 während des Verschließvorgangs mit dem Behälter 6 in Förderrichtung F mitbewegt werden.
  • Die Mittel 12 zum Zuführen der Verschlusskappen 8 sind, wie in Fig. 1 zu sehen, in Form von zwei L-förmigen Greifelementen ausgeführt, deren kurze, horizontale Schenkel 14, 16 nach innen und aufeinander zu weisen. Die Mittel 12 zum Zuführen der Verschlusskappen 8 sind hier horizontal und vertikal bewegbar. Alternativ sind auch andere Zuführvorrichtungen denkbar. Insbesondere können die Verschlusskappen 8 auch durch die Verschließeinheit 2 selbst über die Behälteröffnungen 4 transportiert werden.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Verschließeinheit 2 umfasst ein Andrückelement 17 und eine Bewegungseinheit 18. Die Bewegungseinheit 18 weist in der bevorzugten Ausführungsform ein Spindelelement 19 auf, das um eine vertikale erste Drehachse D1 drehbar ist. Im Bereich des unteren Endabschnitts des Spindelelements 19 ist ein horizontaler Schenkel 20 angebracht, an dessen einem äußeren Ende das Andrückelement 17 angeordnet ist. Das Andrückelement 27 ist in Form von zwei Laufrollen 22, 24 verwirklicht, die nebeneinander um eine horizontale zweite Drehachse D2 drehbar am Schenkel 20 gelagert sind. Das Spindelelement 19 und der Schenkel 20 sind starr miteinander verbunden. Bei einer Drehung des Spindelelements 19 beschreibt der Schenkel 20 eine horizontale Drehbewegung um die vertikale erste Drehachse D1. Das Andrückelement 17 kann auch nur aus einer Laufrolle bestehen, oder es können andere, beweglich oder starr mit der Bewegungseinheit 18 verbundene Bauteile verwendet werden, z.B. eine Taumelscheibe oder ein Andruckstößel.
  • Größe und Form der Verschließeinheit 2 sind vorzugsweise so gestaltet, dass mit dieser Verschließeinheit 2 eine Vielzahl von unterschiedlichen Formaten von Verschlusskappen 8 auf die entsprechenden Behälter 6 aufgebracht werden kann. Auch das Andrückelement 17 selbst kann so gewählt sein, dass es für mehrere Formate verwendet werden kann.
  • Des Weiteren umfasst die Verschließeinheit 2 zwei integrierte Saugelemente 26 (siehe Fig. 2B), die in Form von zwei diametral gegenüberliegenden Saugnoppen ausgebildet sind. In Fig. 1 ist aufgrund der gewählten Ansicht nur ein Saugelement 26 zu sehen. Die Saugelemente 26 weisen (siehe Fig. 6) jeweils eine zentrale Saugöffnung 52 auf. Die Saugöffnungen 52 sind entweder über entsprechende Durchgangsöffnungen oder Durchgangsleitungen in der Verschließeinheit 2 mit mindestens einem Anschluss 56 (Fig. 6) zum Anschließen einer in Fig. 2B gezeigten externen Unterdruckquelle 60 verbunden. Die Saugelemente 26 können auch anders aufgebaut und/oder angeordnet sein. Insbesondere können mehr oder weniger als zwei Saugelemente 26 vorliegen.
  • Die Verschließeinheit 2 umfasst eine Hülse 27 mit einem Hülsenabschnitt 28 größeren Querschnitts und einem Hülsenabschnitt 30 kleineren Querschnitts. Ein dem Hülsenabschnitt 30 zugeordneter erster Hohlraum 32 dient zur Aufnahme des Spindelelements 19, während ein dem Hülsenabschnitt 28 zugeordneter zweiter Hohlraum 34 zur Aufnahme des Schenkels 20 mit dem Andrückelement 17 dient. Der erste Hohlraum 32 liegt über dem zweiten Hohlraum 34 und die Hohlräume 32, 34 sind miteinander verbunden. Zu beiden Seiten des zweiten Hohlraums 34 befinden sich die Saugelemente 26.
  • Die Hülse 27 ist mit der Bewegungseinheit 18 derart verbunden, dass eine Drehbewegung der Bewegungseinheit 18 auch eine Drehbewegung der Hülse 27 bewirkt. Andererseits ist die Hülse 27 in vertikaler Richtung zur Bewegungseinheit 19 verschiebbar.
  • Im Übergangsbereich zum zweiten Hohlraum 34 ist der erste Hohlraum 32 mit einem erweiterten Hohlraum-Abschnitt mit vergrößertem Querschnitt versehen. Damit weist der erste Hohlraum 32 eine gestufte Innenfläche auf. Korrespondierend hierzu weist das Spindelelement 19 ein um den Außenumfang umlaufendes Flanschelement 38 auf. Die aufgrund ihres Gewichts nach unten strebende Hülse 27 wird durch Anschlag am Flanschelement 38 aufgehalten. Bei freier Bewegung der Bewegungseinheit 18 nach unten oder oben wird somit die Hülse 27 am Flanschelement 38 aufliegend mitbewegt.
  • Bezug nehmend auf Fig. 6 weist die Hülse 27 eine Bodenfläche 43 auf, die sich aus einem ringförmigen Randabschnitt 48 und einem inneren kreisförmigen Abschnitt 50 zusammensetzt. In der Bodenfläche 43 ist der zweite Hohlraum 34 ausgebildet, in dem der Schenkel 20 mit den Laufrollen 22, 24 angeordnet ist.
  • Der Hohlraum 34 erstreckt sich innerhalb des kreisförmigen Randabschnitts 48 einmal quer im Wesentlichen über den Durchmesser des inneren Abschnitts 50. Auch der im Hohlraum 34 angeordnete Schenkel 20 erstreckt sich quer über den Durchmesser des inneren Abschnitts 50, sodass der Schenkel 20 beim Drehen des Spindelelements 19 als Mitnehmer für die Hülse 27 und die darin integrierten Saugelemente 26 fungiert.
  • Nachfolgend wird anhand der Figuren 1 bis 5 die Arbeitsweise der Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung mit einer Verschlusskappe näher beschrieben.
  • In Fig. 1 wurde durch die Mittel 10 zum Fördern von Behältern ein Behälter 6 in Förderrichtung F bewegt und unter der Verschließvorrichtung 2 bereitgestellt. Ebenfalls wurde durch die Mittel 12 zum Zuführen von Verschlusskappen eine Verschlusskappe 8 an der Unterseite der Verschließeinheit 2 bereitgestellt. In der gezeigten Phase wird die Verschlusskappe 8 durch die Saugelemente 26 angesaugt, während die Mittel 12 zum Zuführen der Verschlusskappen gerade etwas von der Verschlusskappe 8 weg nach unten bewegt wurden. Die Verschlusskappe 8 wird nun durch die Saugkraft der Saugelemente 26 gehalten.
  • In der in Fig. 1 dargestellten oberen Endposition der Bewegungseinheit 18 liegt die Hülse 27 auf dem Flanschelement 38 auf. In dieser Anordnung befindet sich das Andrückelement 17 in dem zweiten Hohlraum 34.
  • In Fig. 2A wurden, ausgehend von der Darstellung in Fig. 1, die Mittel 12 zum Zuführen und Anordnen von Verschlusskappen weiter in Richtung nach außen und unten wegbewegt, und noch immer wird die Verschlusskappe 8 durch die Saugkraft der Saugelemente 26 gehalten. In der Querschnittsdarstellung von Fig. 2B (ohne Behälter) sind beide Saugelemente 26 zu sehen. Die Saugelemente 26 greifen diametral gegenüberliegend an der ebenen Deckelfläche der Verschlusskappe 8 an. Wieder Bezug nehmend auf Fig. 2A ist zu sehen, dass sich das Andrückelement 17 zumindest teilweise über dem umlaufenden Randabschnitt des Verschlussdeckels 8 befindet.
  • In Fig. 3 ist die Bewegungseinheit 18 in Verschließrichtung V nach unten bewegt worden, bis die Verschlusskappe 8 auf dem um die Behälteröffnung 4 umlaufenden Steg aufliegt. In diesem Zustand berührt ein seitlicher unterer Randabschnitt der Hülse 27 die Verschlusskappe 8. Die Hülse 27 liegt aber weiterhin am Flanschelement 38 auf. Das Andrückelement 17 übt noch keine Kraft auf die Verschlusskappe 8 aus.
  • In Fig. 4 wurde schließlich, ausgehend von der Darstellung in Fig. 3, das Andrückelement 17 weiter in Verschließrichtung V nach unten bewegt und dabei wird ein Abschnitt der Verschlusskappe 8 auf einen um die Behälteröffnung 4 laufenden Steg aufgedrückt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn auch nicht zwingend erforderlich, dass der Unterdruck an den Saugelementen 26 zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet ist.
  • Aufgrund der Abstützung der Hülse 27 an der dem Abstützelement 17 diametral gegenüberliegenden Seite der Verschlusskappe 8 kann die Hülse 27 der Bewegung des Andrückelements 17 in Verschließrichtung V nicht weiter folgen und verbleibt somit im Wesentlichen an Ort und Stelle. Mit anderen Worten wird nur das Andrückelement 17 relativ zur Hülse 27 in Verschließrichtung V bewegt, tritt dadurch aus dem Hohlraum 34 hervor und übt eine Andrückkraft auf den darunter liegenden Abschnitt der Verschlusskappe 8 aus.
  • Ausgehend von der Darstellung in Fig. 4 kann nun das Andrückelement 17 um die Drehachse D1 in Drehung versetzt werden und walzt den umlaufenden Randabschnitt der Verschlusskappe 8 unter Vollziehung einer beispielsweise um 360° umlaufenden Bewegung kontinuierlich auf den Rand der Behälteröffnung 4 auf. Dabei dreht sich das Andrückelement 17 vorzugsweise um die zweite Drehachse D2. Dieser Walzvorgang ist besonders schonend für die Verschlusskappe 8 und stellt eine sichere Methode für die Aufbringung der Verschlusskappe 8 auf die Behälteröffnung 4 dar. Bei der umlaufenden Bewegung wird die Hülse 27 vorzugsweise mitgedreht. Am Ende des umlaufenden Walzvorgangs befindet sich das Andrückelement 17 wieder in der Position gemäß Fig. 4.
  • Wie in der perspektivischen Ansicht in Fig. 5 gezeigt, findet also sowohl eine Translationsbewegung in Verschließrichtung V (Pfeil T) als auch eine Drehbewegung (Pfeile D) des Andrückelements 17 zum Aufbringen der Verschlusskappe 8 statt. Dies kann nacheinander erfolgen, wie bislang beschrieben, die Bewegungen können aber auch zu einer wendelförmig nach unten gerichteten Bewegung des Andrückelements 17 kombiniert werden.
  • In der dargestellten Ausführungsform sind die Saugelemente 26 und das Andrückelement 17 gemeinsam in einem Kopf einer Vorrichtung integriert. Die beiden Komponenten können aber auch in getrennten Köpfen angeordnet sein. Dann ist der Kopf mit dem Saugelement 26 in Förderrichtung F stromauf des Kopfes mit dem Andrückelement 17 angeordnet.
  • In der bevorzugten Ausführungsform umfasst die Bewegungseinheit 18 zwei Servomotoren, einen Servomotor zur Erzeugung der vertikalen Translationsbewegung des Andrückelements 17 und einen weiteren Servomotor zur Erzeugung der Drehbewegung des Andrückelements 17 um die erste Drehachse D1. Die Hülse 27 mit den Saugelementen 26 besitzt keinen eigenen Antrieb. Ebenso könnte ein zusätzlicher Antrieb für die Hülse 27 vorgesehen sein.
  • In der bevorzugten Ausgestaltung wird die Hülse 27 bei einer Drehung des Andrückelements 17 zwangsläufig mitgedreht. Ebenso ist es denkbar, den Aufbau der Vorrichtung so zu gestalten, dass die Hülse 27 bei einer Drehung des Andrückelements 17 unbewegt bleibt.
  • Das bislang beschriebene Spindelelement 19 ist nur eine Möglichkeit zur Erzeugung der Bewegungen des Andrückelements 17. Für den Fachmann sind viele weitere Ausgestaltungen denkbar, die für die Translationsbewegung und die Drehbewegung des Andrückelements 17 sorgen.
  • Der vom Andrückelement 17 abgelaufene Winkel kann auch etwas weniger als 360° betragen. Ebenfalls kann der Winkel beliebig mehr als 360° betragen, insbesondere kann das Andrückelement 17 auch zwei volle Umdrehungen machen.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Verschließen einer Behälteröffnung (4) mit einer Verschlusskappe (8), wobei die Vorrichtung aufweist:
    Mittel (10) zum Fördern von Behältern (6), von denen jeder eine Behälteröffnung (4) aufweist, in einer Förderrichtung (F);
    Mittel (12) zum Zuführen einer Verschlusskappe (8) zu jeder Behälteröffnung (4); und
    ein Andrückelement (19) zum Aufdrücken der Verschlusskappe (8) auf die jeweilige Behälteröffnung (4),
    wobei das Andrückelement (17) derart in einer Verschließrichtung (V) der Verschlusskappe (8), die senkrecht zur Förderrichtung (F) der Behälter (6) ist, bewegbar ist, dass ein Flächenabschnitt der Verschlusskappe (8) mit einer in Verschließrichtung (V) wirkenden Andruckkraft beaufschlagt wird, um die Verschlusskappe (8) teilweise auf die Behälteröffnung (4) aufzudrücken, und
    wobei das Andrückelement (17) um eine erste Drehachse (D1), die sich in Verschließrichtung (V) erstreckt, derart drehbar ist, dass das Andrückelement (17) unter Vollziehung einer umlaufenden Drehbewegung die Verschlusskappe (8) abschnittsweise mit einer in Verschließrichtung (V) wirkenden Andruckkraft beaufschlagt, um die Verschlusskappe (8) zum Verschließen des Behälters (6) vollständig auf die Behälteröffnung (4) aufzudrücken.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (17) mindestens eine Laufrolle (22, 24) aufweist, die um eine zweite Drehachse (D2), die quer zur Verschließrichtung (V) verläuft, drehbar gelagert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschließrichtung (V) im Wesentlichen vertikal und die zweite Drehachse (D2) im Wesentlichen horizontal verläuft.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungseinheit (18) zum Bewegen des Andrückelements (17) vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (18) derart steuerbar ist, dass das Andrückelement (17) in der Verschließrichtung (V) vor und zurück bewegt wird und um die erste Drehachse (D1) in Drehung versetzt wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (19) derart steuerbar ist, dass das Andrückelement (17) eine wendelförmige Bewegung um die erste Drehachse (D1) vollzieht.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin mindestens ein Saugelement (26) aufweist, das dem Behälter (6) zugewandt ist, und weiterhin mindestens ein Anschluss (56) zum Anschließen einer externen Unterdruckquelle (60) an das mindestens eine Saugelement (26) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, rückbezogen auf Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Saugelement (26) mit der Bewegungseinheit (18) derart in Wirkverbindung steht, dass das mindestens eine Saugelement (26) zusammen mit dem Andrückelement (17) um die erste Drehachse (D1) in Drehung versetzt wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Saugelement (26) an einer Hülse (27) befestigt ist, die relativ zum Andrückelement (17) entgegen der Verschließrichtung (V) verschieblich ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hohlraum (34) in der Bodenfläche (43) der Hülse (27) ausgebildet ist und das Andrückelement (17) in dem Hohlraum (34) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinheit (18) ein Spindelelement (19) umfasst, welches in Verschließrichtung (V) bewegbar und um seine eigene Längsachse drehbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Spindelelements (19) das Andrückelement (17) mittels eines quer zur Verschließrichtung (V) verlaufenden Schenkels (20) befestigt ist.
  13. Verfahren zum Verschließen einer Behälteröffnung (4) mit einer Verschlusskappe (8), mit folgenden Schritten:
    Heranfördern eines Behälters (6) mit einer Behälteröffnung (4) in einer Förderrichtung (F);
    Anordnen einer Verschlusskappe (8) an der Behälteröffnung (4) des Behälters (6);
    Bewegen eines Andrückelements (17) in einer Verschließrichtung (V) der Verschlusskappe (8), die senkrecht zur Förderrichtung (F) des Behälters (6) ist, und Beaufschlagen eines Flächenabschnitts der Verschlusskappe (8) mit einer in Verschließrichtung (V) wirkenden Andrückkraft, um die Verschlusskappe (8) teilweise auf die Behälteröffnung (4) aufzudrücken; und
    Bewegen des Andrückelements (17) in einer umlaufenden Drehbewegung um eine erste Drehachse (D1), die sich in Verschließrichtung (V) erstreckt, und dabei abschnittsweises Beaufschlagen der Verschlusskappe (8) mit einer in Verschließrichtung (V) wirkenden Andrückkraft, um die Verschlusskappe (8) zum Verschließen des Behälters (6) vollständig auf die Behälteröffnung (4) aufzudrücken.
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