EP3800020A1 - Device and method for producing a locking ring on a closing cap for a container - Google Patents
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- EP3800020A1 EP3800020A1 EP19201330.8A EP19201330A EP3800020A1 EP 3800020 A1 EP3800020 A1 EP 3800020A1 EP 19201330 A EP19201330 A EP 19201330A EP 3800020 A1 EP3800020 A1 EP 3800020A1
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- B26F2210/00—Perforating, punching, cutting-out, stamping-out, severing by means other than cutting of specific products
- B26F2210/04—Making plastic pilferproof screw caps by cutting a tamper ring
Definitions
- the invention relates to a device for producing a locking ring on a closure cap for a container, in particular for a beverage bottle.
- the invention further relates to an arrangement for producing a closure cap for a container comprising the device and a method for producing a closure cap for a container.
- closure caps for such containers are usually provided with a locking ring.
- This locking ring is connected to a base part of the closure cap that fulfills the closing function via a predetermined breaking point, so that when the container is opened, the predetermined breaking point is inevitably damaged and the first opening of the container can thus be reliably recognized from the outside.
- the safety ring is held on the container when the cap part is pulled off or unscrewed at least until the predetermined breaking point breaks.
- the container has an undercut in the form of a bead, for example, on a connecting piece on which the closure cap sits, usually in the pulling direction, which the locking ring engages behind from below, ie counter to an opening direction.
- the locking ring prevents it from being pulled off the bead of the container, so that the predetermined breaking point tears open.
- a circumferential, sometimes interrupted, inwardly folded fold is formed on the locking ring, with which the locking ring engages behind the bead on the container. It is also known to provide a thickened section on the locking ring instead of a fold.
- the breaking point can be designed in such a way that a connection between the base part and the locking ring remains after it has been removed.
- the opening of the container should be freely accessible when the base part is removed, which is easily possible, for example, by means of a suitable design of the predetermined breaking point or the locking ring.
- the base part is thus captively attached to the container via the locking ring when it is intended to be used. This is advantageous in terms of ecological compatibility, in particular a reduction in, for example, uncontrolled disposal of plastic waste.
- Such a cap is for example in the US 2016/0288961 A1 (MJ Maguire ) described.
- several cuts are made in a closure cap blank, which form a predetermined breaking point in such a way that the base part of the closing cap remains connected to the locking ring via several webs after the breaking of the predetermined breaking point.
- such securing rings are produced by cutting the predetermined breaking point into a sealing cap blank.
- such methods are mostly imprecise, as e.g. the folded fold of the locking ring forms an imprecise cutting surface.
- Other processes such as laser cutting are time-consuming and costly.
- the object of the invention is to create a device belonging to the technical field mentioned at the outset, as well as a method which enables the reliable and cost-effective production of closure caps with a locking ring for containers.
- a device for producing a securing ring on a closure cap for a container comprises a stationary cutting knife with a cutting blade extending along a cutting path, the cutting course of which is a slot geometry to be generated in a jacket of a closure cap blank between a base part of the closure cap and corresponds to the locking ring.
- the device further comprises a transport device for transporting the closure cap blank along the cutting path, the transport device comprising a support mandrel for supporting the casing of the closure cap blank, in particular for direct support on the inside of the casing, such that the casing is rolled off on the cutting blade during a cutting process, wherein the support mandrel has a rotatable bearing with which it is rotatably mounted about an axis of rotation oriented perpendicular to the cutting path.
- the invention is characterized in that in a support section of the support mandrel which is opposite the cutting blade during the cutting process, a groove geometry is formed which corresponds at least to the slot geometry to be generated, the device comprising a synchronization device by means of which a movement of the transport device along the Cutting path can be synchronized with a rotary movement of the support mandrel about the axis of rotation.
- the “cutting path” denotes a path section of a transport path of the closure cap blank defined by the transport device during the cutting process.
- the cutting section is arranged in a transport plane which is perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel.
- the transport plane is typically aligned horizontally.
- the “cutting knife” denotes an arrangement of one or more cutting blades, which are typically elongated.
- the cutting blades usually have a blade which carries the cutting edges of the cutting blade.
- the cutting edges can be straight or, in particular, concave when viewed from the blade, be curved.
- the "slot geometry” denotes the course of one or more slot sections which are to be produced on the closure cap blank or which are to be present on the completed closure cap.
- the slot geometry has interruptions, whereby connection points between the base part and the locking ring remain.
- the connection points form, for example, support or retaining webs, which are provided in the sense of predetermined breaking points for a complete or partial separation of the base part from the locking ring for separation, and / or connection sections which are provided for a partial separation to remain, ie the After a partial separation, the base part remains connected to the locking ring in the connecting section.
- the "cutting edge course" of the cutting blade refers to the following two, generally superimposed, courses of the cutting edge: A longitudinal course, which describes the cutting edge course along the cutting path and a height course, which the cutting path in a direction perpendicular to the cutting path and parallel to the axis of rotation of the support mandrel designated.
- the longitudinal course of the cutting blade can be interrupted accordingly, for example. If, for example, a corrugated profile of the slot geometry is to be produced in the jacket of the closure cap, the cutting blade has a corresponding corrugated height profile. Should it be necessary that, in addition to the slot geometry, only weakened areas are to be created in the jacket of the closure cap blank, i.e.
- the "transport device” denotes a device which is designed in such a way that the closure cap blank can be transported past the cutting knife in the cutting path in such a way that a cutting process, ie cutting into the casing of the closure cap blank by the stationary cutting knife, takes place.
- the support mandrel of the transport device engages with the support section in an interior of the closure cap blank in such a way that the jacket of the closure cap blank is guided from the interior of the support section against the cutting blade in an instantaneous cutting area.
- the support area of the support mandrel supports the jacket in particular through direct contact with the inside of the jacket in the current cutting area.
- Direct contact here means direct contact of the support area of the support mandrel with the inner surface of the jacket section at least in the current cutting area, ie in that jacket section in which a cutting process is currently taking place.
- the transport of the closure cap blank by the transport device comprises a translational movement along the transport path (feed) as well as a rotary movement superimposed on this feed about an axis of rotation parallel or coaxial to the axis of rotation of the support mandrel.
- the rotational movement of the closure cap blank is supported or achieved by a rotation of the support mandrel about the axis of rotation defined by the rotatable bearing. In this way, the jacket of the closure cap blank can be rolled off on the cutting blades during transport along the cutting path.
- the groove geometry according to the invention in the support area of the support mandrel corresponds at least to the slot geometry to be generated, ie the groove geometry is designed in such a way that it covers at least the course of the entire cutting blade in the course of a complete cutting process.
- the groove geometry for example for manufacturing reasons, can also include further groove sections which go beyond the slot geometry defined by the cutting knife or its cutting blades. It goes without saying that the same groove sections can cover different sections of the course of the cutting blade in the course of more than one revolution of the support mandrel during the cutting process.
- the groove geometry is preferably formed on a lateral surface in the support section of the support mandrel.
- the support section rests, in particular with the jacket surface, on an inner surface of the jacket of the closure cap blank.
- a largest radial outside diameter of the support section is preferably smaller than a smallest radial inside diameter of the closure cap blank so that it can be easily placed on and removed from the support mandrel in the direction of the axis of rotation, i.e. also along a longitudinal axis of the support mandrel. Due to the smaller diameter, the supporting section in this case rolls with its jacket surface on the inner surface of the jacket of the closure cap blank during the cutting process.
- the support mandrel thus executes more than one revolution around its axis of rotation for a complete revolution of the closure cap blank.
- a largest radial outside diameter of the support section largely corresponds to a smallest radial inside diameter of the closure cap blank, so that the closure cap blank can sit snugly on the support section of the support mandrel.
- one complete revolution of the support mandrel corresponds to one complete revolution of the closure cap blank.
- the jacket surface of the support section can be adapted to a course of the inner surface of the jacket of the closure cap blank.
- the outer surface of the support section apart from a groove geometry that is at most not rotationally symmetrical thereon, is configured essentially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the support mandrel.
- the device comprises a synchronization device, by means of which a movement of the transport device along the cutting path can be synchronized with a rotary movement of the support mandrel about the axis of rotation.
- a synchronization device by means of which a movement of the transport device along the cutting path can be synchronized with a rotary movement of the support mandrel about the axis of rotation.
- the sealing cap blank is carried along via the support area of the support mandrel, among other things, and is also rolled onto the cutting blades in a synchronized manner, ie experiences a corresponding advance with correspondingly superimposed, synchronized rotary movement.
- the synchronization device can for example comprise a mechanical or an electronic coupling.
- a synchronized coupling of the feed of the transport device with the rotary movement of the support mandrel can be achieved, e.g. via a gear.
- a correspondingly synchronized control of separate drives can be provided for the advance of the transport device and the rotary movement of the support mandrel.
- a control or regulation is conceivable, which e.g. receives data on the current position and / or rotary position via sensors and controls or regulates the respective drives accordingly.
- the groove geometry formed in the support area has the advantage that the jacket of the blanking cap receives largely complete support during the cutting process in the current cutting area, which only needs to be interrupted in the area of the slot geometry to be generated, i.e. in the circumference of the groove geometry.
- the cutting blade or its cutting edge can penetrate the jacket and, in particular, engage in the groove geometry without contact, i.e. be introduced into the groove in a direction perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel. In this way, a reliable and well-defined cut for generating the slot geometry is achieved.
- the transport device in particular the support mandrel, or areas or parts of the closure cap blank that are not intended for cutting despite the completely penetrating cut.
- the slot geometry can be produced in a particularly reliable manner with high cutting accuracy.
- the closure capsule blank can also be processed with the jacket unfolded, in contrast to solutions in the prior art, where the section of the jacket folded over to form the securing ring also had to perform a support function when generating the slot geometry.
- the slot geometry to be generated comprises sections which extend at an angle of less than 90 ° to the axis of rotation of the support mandrel.
- the slot geometry can comprise sections which are inclined with respect to the transport plane or, if desired, are perpendicular to it, that is to say are arranged parallel to the axis of rotation of the support mandrel.
- the cutting edge of the cutting blade can have a height profile which comprises sections which can rise or fall in a direction parallel to the axis of rotation. In this way, complex slot geometries can be generated, which allow a versatile application of the device according to the invention.
- Such bends in the slot geometry have the advantage, in particular at the ends of slot sections, that tearing or tearing of the slot in further areas of the closure cap can be prevented or inhibited.
- such angled angles allow the slot geometry to be guided in such a way that a bulge or widening can be created to improve the support, e.g. in areas of greater stress such as a wide interruption in the slot geometry provided as an articulated connection point.
- the slot geometry is simple and only comprises sections which are arranged at an angle of 90 ° with respect to the axis of rotation, i.e. straight slot sections parallel to the transport plane.
- the cutting blade is preferably arranged relative to the support mandrel in such a way that the cutting blade, in particular a cutting edge of the cutting blade, engages in the groove geometry of the support mandrel during the cutting process. In this way it can be ensured that the jacket of the closure cap blank is completely cut through without damaging the cutting knife, the transport device, in particular the support mandrel, or areas or parts of the closure cap blank that are not intended for cutting.
- the cutting blade can also remain radially outside the groove during the cutting process, the groove ensuring that no damage occurs in the event of slight deviations in the radial direction.
- An axial extension of the groove geometry of the support mandrel in the direction of the axis of rotation at least in sections which are oriented perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel is advantageously 0.2-0.8 mm, in particular 0.3-0.5 mm.
- the concrete preferred dimensions of the groove geometry depend, for example, on the width with which the slot geometry is to be formed in the jacket or the cutting width of the cutting blades. A certain tolerance in the relative movement of the support mandrel with respect to the stationary cutting knife must also be taken into account. It has been shown that an expansion of 0.2 to 0.8 mm provides sufficient support for the jacket with sufficient space for the cutting edge to engage for most applications.
- a smaller expansion of the groove geometry of 0.3 to 0.5 mm is preferred, with which better support of the jacket and thus ultimately a better sectional view can be achieved.
- a larger expansion of the groove geometry may typically be necessary, since additional space must be created for the engagement of the cutting edges of the cutting blades due to the rotation of the support mandrel.
- the cutting knife can have a modular design and comprise one or more exchangeable cutting elements which complement each other to form the cutting blade. In this way it can be achieved that sections of the cutting knife, which e.g. experience higher wear, e.g. dull faster, can be replaced separately. Likewise, a complex cutting edge course of the cutting knife can be built up modularly in a simple manner by assembling, for example, several straight but relatively inclined sections of different cutting elements.
- sections with an angle of 90 ° with respect to the axis of rotation of the support mandrel and sections with an angle of less than 90 ° can be provided by different cutting elements.
- a cutting element can preferably also comprise all sections of the cutting knife inclined by an angle of less than 90 °, while the remaining sections are provided by one or more further cutting elements. In this way, the inclined sections, which are usually more heavily worn, can be exchanged together.
- these can be replaced by different Cutting elements are provided or each comprise a plurality of replaceable cutting elements.
- the cutting blade (s) of the cutting knife is or are designed in one piece, for example as integral stamped and bent parts on which the cutting edges are formed.
- the cutting knife can have a plurality of cutting blades which are arranged one above the other in the direction of the axis of rotation of the support mandrel, in particular at least partially overlapping.
- multi-layer slot geometry can be generated in a simple manner in the course of, for example, only one complete revolution of the closure cap blank.
- multi-layer designates a slot geometry which has slot sections arranged at different heights in the direction of the axis of rotation of the support mandrel.
- the slot geometry is defined by at least 1.25 revolutions of the support mandrel and the groove geometry of the support mandrel corresponds to a superposition of the slot geometry during the at least 1.25 revolutions.
- the support area of the support mandrel rolls on the inside of the jacket during the cutting process in such a way that in the course of the 1.25 revolutions of the support mandrel, the closure cap blank preferably executes exactly one full turn.
- the support section can have an outer circumference which is smaller than an inner circumference of the jacket of the closure cap blank, which simplifies the insertion and / or removal of the support mandrel into or out of the interior of the closure cap blank.
- the generation of different sections of the slot geometry in the course of more than one revolution can be advantageous, especially in the case of a complex slot geometry, which includes, for example, intersecting slot sections.
- the blanking cap itself performs more than one complete revolution in order to carry out a complete cutting process. It goes without saying that in the case of several revolutions required for a complete cutting process, the cutting path generally comprises a longer section of the transport path than in the case of a cutting process which only requires one revolution.
- the synchronization device preferably comprises a synchronization mechanism which mechanically synchronizes an axis of the rotatable mounting of the support mandrel with a movement of the transport device along the cutting path.
- a mechanical synchronization mechanism typically comprises a gearbox which couples the axis, i.e. an axle body or a shaft, of the support mandrel with the feed of the transport device.
- the transmission can include components that interact with each other in a form-fitting and / or force-fitting manner, such as gear wheels, friction rollers, ring-shaped internal gears or traction drives such as V-belts / toothed belts or chains, etc.
- the transmission is typically designed in such a way that there is a forced coupling between the rotary movement of the axis and the advance of the transport device.
- the synchronization mechanism preferably comprises a ring with internal toothing that is stationary opposite the transport device and on which a toothed wheel that interacts with the axis of the rotatable mounting of the support mandrel, in particular that is firmly connected to the axis, rolls during the movement of the transport device, at least in the area of the cutting path.
- the transmission can of course also have a coupling device, by means of which the two movements can be decoupled if necessary, e.g. for maintenance.
- the synchronization device is accomplished electrically, for example by a corresponding control of separate drives for the advance of the transport device and the rotary movement of the support mandrel.
- the synchronization device preferably comprises a first electric motor for driving an axis of the rotatable mounting of the support mandrel, a second electric motor for moving the transport device along the cutting path, ie for advancing the transport device, and a control device for synchronizing a movement of the first motor and of the second motor.
- servomotors, stepper motors or linear motors or combinations thereof can be used as electric motors, with which the desired movements can be achieved.
- the synchronization device can, for example, comprise a separately driven toothed belt which, via a pinion seated on the axis of the support mandrel, the Rotational movement of the support mandrel is synchronized with the advance of the transport device.
- each support mandrel can also have a separate drive.
- the synchronization device preferably also comprises one or more sensors with which, for example, a rotational position of the axis of the support mandrel and / or a position of the transport device can be monitored or measured.
- the corresponding measurements can be evaluated by the control, which means that the synchronization can be continuously adjusted. It is also understood that the control can be designed as a control loop.
- the transport device is designed as a turntable, with several support mandrels preferably being arranged along a circumference of the turntable.
- the cutting blade of the cutting knife preferably extends along the circumference of the turntable.
- An axis of rotation of the turntable is preferably arranged parallel to the axes of rotation of the support mandrels, the support mandrels being moved past the cutting knife when the turntable is rotated.
- the turntable can, for example, have two support structures which are largely parallel to each other and are arranged perpendicular to the axis of rotation, on which the support mandrels can be mounted directly or indirectly.
- the axes of the support mandrels can be rotatably mounted on one of the support structures, for example with one of their end areas.
- the turntable can advantageously also be designed in such a way that the axes of the support mandrels are only supported on one side of the turntable.
- a support or guide for the closure capsule blanks can be present, which supports or guides them along the transport path.
- a support surface is preferably arranged parallel to the transport plane, at least in the region of the cutting path.
- the invention also relates to an arrangement for producing a closure cap for a container, comprising a device for producing a securing ring as described here and a device for producing an inwardly folded section of the casing of the closure cap.
- An inward folding here denotes a folding of the jacket section, in particular a section of the securing ring, in a direction which is directed towards the interior of the closure cap.
- the device for producing the inwardly folded section of the device for producing the securing ring is preferably arranged downstream in the processing direction.
- the closure cap with the slot geometry generated in the device according to the invention can thus be fed to the downstream device for generating the folded section, for example, from its transport device or from a further transport system.
- the securing ring already generated by the slot geometry is folded inwards at least in sections, so that the production of the closure cap can be completed with the folding.
- the device for producing the inwardly folded section of the device for producing the securing ring can also be arranged upstream in the processing direction.
- a jacket section which after the production of the slot geometry lies in the area of the locking ring, can be folded inward beforehand.
- the already inwardly folded section does not hinder the cutting process, since in this case too the support mandrel with its support area rests in the current cutting area, in particular directly, on the inner surface of the jacket.
- the inwardly folded part of the securing ring ultimately forms a projection running around the inside of the jacket, which is designed as a ring-like and optionally interrupted fold.
- the fold engages behind a bead formed on the container and thus locks the locking ring in the manner of a barb to prevent it from being pulled off. This ensures that the locking ring remains on the container when the base part of the closure cap is completely or partially separated from the locking ring, i.e. the predetermined breaking point provided by the slot geometry is broken.
- the projection can also be formed by a thickened jacket section. In this case, there is no need to fold the jacket section.
- the slot geometry can, however, be created in the same way as with the variants with a rebate.
- an inwardly folded section of the jacket is produced by producing a slot geometry in accordance with step b).
- the inwardly folded section is produced before the securing ring is produced, there is no need to rework the closure cap that has already been cut. If the inwardly folded section is only produced after the securing ring has been produced, the closure cap blank is provided in the unfolded state. After the securing ring has been produced by producing the slot geometry in the device according to the invention, the closure cap with the slot geometry introduced is fed to the device for producing a folded section. In this, the securing ring produced by means of the slot geometry produced is folded inwards, starting from the jacket of the closure cap.
- An unfolded jacket of the closure cap blank is understood here to mean that the jacket is configured in a single layer in the radial direction, that is to say that there are no sections of the jacket are arranged overlapping in a direction perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel.
- the support mandrel rests with the support area, in particular directly, on an inner surface of the jacket, the jacket is supported by the support mandrel during the cutting process.
- the support area thus forms a well-defined cutting base for generating the slot geometry.
- the cutting blade can penetrate completely through the jacket and, for example, intervene in the groove geometry without other parts of the closure cap or the support mandrel being able to be damaged.
- the rotational movement is synchronized with the advance of the jacket along the cutting path in such a way that a section of the groove geometry is arranged opposite the cutting blade at every moment during the cutting process in the current cutting area of the cutting edge.
- the cutting blade in particular its cutting edge, is preferably brought into engagement with the groove geometry in the support section of the support mandrel during the cutting process.
- Figures 1a to 1c show a closure cap 1 for closing a container.
- the Figure 1a shows a side view that Figure 1b an oblique image and the Figure 1c a cross section through a main axis A of the closure cap 1.
- Figure 1b an oblique image
- Figure 1c a cross section through a main axis A of the closure cap 1.
- the closure cap 1 comprises a circular end face 2 and a largely tubular socket-shaped jacket 3, which extends away from the end face 2 concentrically with the main axis A of the closure cap 1.
- the end face 2 closes the tubular socket-shaped jacket 3 at one longitudinal end in the direction of the main axis A and is arranged concentrically with this.
- the closure cap 1 is essentially rotationally symmetrical with respect to the main axis A.
- the jacket 3 can be divided into three length sections 3.1 to 3.3.
- the jacket section 3.1 together with the end face 2 forms a base part 4 of the closure cap 1, which closes the opening of the bottle neck.
- the base part 4 typically has on the inside of the jacket 3 a connecting means such as an internal thread or a snap means (not shown), with which it can be attached to the bottle neck by screwing or snapping it on.
- the jacket section 3.3 forms a securing ring 5 which remains on the bottle neck when the base part 4 is removed from the bottle.
- the jacket section 3.3 Towards an open end of the jacket 3, the jacket section 3.3 has a subsection 3.3a which is provided for folding into an interior 1.1 of the closure cap 1.
- the subsection 3.3a is shown in an unfolded state of the locking ring 5.
- the cross-section according to Figure 1c shows the closure cap 1 of Figures 1a and 1b after the subsection 3.3a has been folded inwards and forms an inwardly protruding fold.
- the inwardly protruding fold is provided for engaging behind an undercut formed on the bottle neck in the form of a bead or a notch. With the fold, the securing ring 5 can be hooked on the undercut of the bottle neck and secured against being pulled off.
- the slot geometry 6 is formed between the base part 4 and the securing ring 5, which in the present case comprises two incoherent, partially circumferential slots 6.1 and 6.2.
- the slots 6.1 and 6.2 are formed spaced apart in the longitudinal direction A on the jacket 3. Since the slot geometry 6 is thus formed in two layers, the further jacket section 5.2 is created, which forms an intermediate ring between the base part 4 and the securing ring 5. It goes without saying that with a single-layer slot geometry 6, i.e. if, for example, only the slot 6.1 is present, the jacket section 5.2 and thus the intermediate ring are omitted.
- the slot geometry 6 is produced by means of a device according to the invention and acts at least partially as a predetermined breaking point for the complete or partial separation of the base part 4 from the securing ring 5 during an initial removal of the base part 4 from the bottle neck.
- Figure 1a shows the unrolled slot geometry 6 superimposed for better clarity of its course.
- Figure 1b shows the slot geometry 6 as it is formed on the closure cap 1.
- the slot 6.1 delimits the base part 4 in the longitudinal direction A and is designed to be largely completely circumferential apart from a wide interruption 6.1a.
- the wide interruption 6.1a forms a connection point between the intermediate ring formed by the jacket section 3.2 and the base part 4, which is not intended to be separated when the base part 4 is removed.
- the further course of the slot 6.1 has several narrow interruptions 6.1b, which provide holding or support webs between the base part 4 and the intermediate ring formed by the jacket section 3.2.
- the holding or supporting webs form predetermined breaking points which are provided for separation when the base part 4 is removed from the bottle neck for the first time, i.e. are broken.
- the slot 6.1 is angled towards the end face 2, i.e. has end sections 6.1c which have an angle of less than 90 ° with respect to the direction A.
- the slot 6.2 runs around the jacket 3 only partially and has a wide interruption 6.2a, which in Fig. 1a is arranged on the opposite side of the closure cap 1, ie opposite the interruption 6.1a with respect to the longitudinal axis A (in Figure 1c indicated behind the jacket section 3.3a).
- the wide interruption 6.2a forms a Connection point between the intermediate ring formed by the jacket section 3.2 and the locking ring 5, which is not intended to be separated when the base part 4 is removed.
- the further course of the slot 6.2 has several narrow interruptions 6.2b, which provide holding or support webs acting as predetermined breaking points between the intermediate ring formed by the jacket section 3.2 and the securing ring 5.
- the slot 6.2 has a bulge 6.2c directed away from the base part 4, which is composed of a section offset parallel to the main course of the slot 6.2 in the direction of A and two connecting sections inclined with respect to A.
- the slot 6.2 including the bulge 6.2c is designed to be contiguous.
- the base part 4 After the base part 4 has been removed for the first time, ie when the holding or support webs 6.1b and 6.2b have been separated or broken, the base part 4 remains via the intermediate ring formed by the jacket section 3.2 over the wide interruption 6.1a of the slot 6.1 and The connection points formed by the wide interruption 6.2a of the slot 6.2 are connected to the locking ring 5.
- the base part 4, intermediate ring and locking ring 5 can thus be pulled apart in a zigzag shape from one another after the first removal, the connection points formed by the wide interruptions 6.1a and 6.2a serving as an articulated connection between the parts.
- FIG. 2a shows a detail of a schematic cross-sectional view of a device 10 according to the invention through a support mandrel 12 of a transport device 11 during a cutting process.
- a closure cap blank 1A from which the closure cap 1 is produced by introducing the slot geometry 6 with slots 6.1 and 6.2 with the device 10, is shown in FIG Fig. 2a from the support mandrel 12 in the area of a cutting section S (see e.g. Fig. 3 ) of the device 10 on one fixed cutting knife 13 transported past along a transport path.
- the support mandrel 12 engages with a support area 12.1 in the interior space 1.1 of the closure cap blank 1A.
- a largest radial diameter d of the support mandrel 12 in the support area 12.1 is smaller than the largest radial diameter D of an axial end-side opening of the closure cap blank 1A.
- the opening at the end is determined by the unfolded subsection 3.3a of the casing section 3.3. This ensures that the support mandrel 12 can easily be introduced into the interior space 1.1 in a loading area of the device 10 (not shown) in which the closure cap blank 1A is grasped by the transport device 11.
- the support mandrel 12 can easily be removed again from the interior 1.1 in a removal area (not shown). Due to the smaller diameter d, the axis of rotation B of the support mandrel 12 and the main axis A of the closure cap blank 1A are offset from one another, i.e. are not arranged coaxially.
- the support area 12.1 has a circular cylindrical section 12.2 with which the support mandrel 12 rests directly on an inner side of the jacket 3, in particular in the jacket section 3.2, of the closure cap blank 1A in a current cutting area arranged at the cutting knife 13.
- the support mandrel 12 is arranged on a turntable 14 of the device 10 so as to be rotatable about an axis of rotation B (see e.g. Fig. 6 and 7th ).
- the turntable 14 provides a feed along the transport path T while a rotation of the support mandrel 12 or the support area 12.1 about the axis of rotation B supports a superimposed rotation of the blanking cap 1A.
- the current transport path T is aligned at least in the area of the cutting path S essentially perpendicular to the axis of rotation B and is shown in FIG Fig. 2a perpendicular to the plane of the drawing.
- the longitudinal axis A of the closure cap blank 1A is arranged parallel to the axis of rotation B of the support mandrel 12.
- a support surface 16 supports the closure cap blank 1A on the end face 2 and prevents the closure cap blank 1A from slipping off in the direction from B.
- the locking ring 5 of the closure cap blank 1A is unfolded during the cutting process, ie the subsection 3.3a of the jacket section 3.3 is not folded into the interior 1.1 of the closure cap blank 1A and extends away from the end face 2 in the direction of A.
- the fixed cutting knife 13 is arranged on a holding structure 15 of the device 10 that is fixed opposite the turntable 14 in such a way that a cutting blade 13.2 of the cutting knife 13 protrudes in the area of the jacket 3 into the transport path of the closure cap blank 1A.
- a contact surface 15.1 of the holding structure 15 serves to support the closure cap blank 1A laterally, ie perpendicular to the direction of rotation B, on an outer side of the jacket section 3.1 (see also FIG Fig. 4 and 5 ).
- a groove geometry 7 is formed in the support area 12.1 on the circular cylindrical section 12.2, which in the present case comprises two groove sections 7.1 and 7.2.
- the groove geometry 7, ie the groove sections 7.1 and 7.2, are designed and arranged in such a way that the sections of a cutting edge of the cutting blade 13.1 or 13.2 (see also Fig. 4 or 5 ) protrude into one of the groove sections 7.1 or 7.2.
- the cutting blade 13.1 or 13.2 penetrates the jacket 3 in the current cutting area, in particular in the jacket area 3.2, and creates a local section of the slots 6.1 or 6.2 of the slot geometry 6 of the closure cap 1.
- Figure 2b shows a partial view of a device 10 ′, which essentially corresponds to the device 10.
- the device 10 ' is provided for cutting a closure cap blank 1A' which has a sub-section 3.3a 'of a jacket section 3.3' of a jacket 3 'which is already folded inward before the cutting process.
- a cylindrical section 12.2 'of the support mandrel 12' directly supports the inside of a jacket 3 'of the closure cap blank 1A'.
- a support area 12.1 'of a support mandrel 12' of the device 10 ' is designed in such a way that there is space for receiving the already folded sub-section 3.3a'.
- the device 10 ' is shown in FIG Figure 2b in a region of the cutting path S in which, in the current cutting region, sections of both cutting blades 13.1 and 13.2 are simultaneously in Groove sections 7.1 'and 7.2' of the support mandrel 12 'protrude.
- the cutting blades 13.1 and 13.2 simultaneously penetrate a jacket section 3.2 'of the jacket 3' of the closure cap blank 1A '.
- Figure 3 shows in an upper area a schematic view of the cutting knife 13 with two cutting blades 13.1 and 13.2 and in a lower area a representation of the corresponding groove geometry 7 of the support mandrel 12 with groove sections 7.1 and 7.2.
- a height profile of the cutting blades 13.1 and 13.2 corresponds to the superimposed representation of the slots 6.1 and 6.2 of the Fig. 1a .
- the main direction of the cutting blades 13.1 and 13.2 is oriented in the direction of the transport path T and their entire length defines the cutting path S.
- the main direction of the cutting blades 13.1 and 13.2 is oriented perpendicular to the axis of rotation B of the support mandrel 12.
- the cutting blades 13.1 and 13.2 are arranged one above the other in the direction of B and partially overlap in a projection along the axis of rotation B.
- the lower cutting blade 13.1 comprises two sections separated by a wide interruption 13.1a. Each of these sections has several narrow interruptions 13.1b. Towards the wide interruption 13.1a, angled sections 13.1c1 are formed at the ends, which are inclined with respect to the direction B, i.e. have an angle ⁇ ⁇ 90 °.
- the length of the cutting blade 13.1 in its main direction along the transport path T is dimensioned such that it corresponds at least to the length of an outer circumference of the jacket 3 of the closure cap blank 1A.
- the slit 6.1 is produced with the cutting blade 13.1, the slit areas produced by the end areas 13.1d and 13.1e adjoining or slightly overlapping after one complete revolution of the closure cap blank 1A.
- the cut 6.1 produced by the cutting blade 13.1 is thus formed continuously at the outer ends facing away from the wide opening 6.1a.
- the wide interruption 13.1a of the cutting blade 13.1 creates the interruption 6.1a of the slot 6.1, while the narrow interruptions 13.1b generate the narrow interruptions 6.1b.
- the cutting blade 13.2 is arranged centrally above the cutting blade 13.1 in the transport direction T. In the area of the wide interruption 13.1a, the cutting blade 13.2 has a bulge 13.2c in the direction of the axis of rotation B.
- the bulge 13.2c is seated composed of three cutting edge sections 13.2c1 and 13.2c2.
- the cutting edge sections 13.2c1 are inclined with respect to the direction B, ie have an angle ⁇ ⁇ 90 °.
- the cutting edge section 13.2c2 which runs perpendicular to the direction B, is arranged between the inclined cutting edge sections 13.2c1.
- the bulge 13.2c produces the bulge 6.2a of the slot 6.2. Outside the bulge 13.2c, the cutting blade 13.2 has several narrow interruptions 13.2b, which produce the interruptions 6.2b in the slot 6.2.
- the cutting blade 13.2 is overall shorter than the cutting blade 13.1 and thus only covers part of the outer circumference of the closure cap blank 1A. This results in the wide interruption 6.2a of the slot 6.2 due to the cutting-free sections 13.2a along S.
- the lower section of the Fig. 3 shows the corresponding groove sections 7.1 and 7.2 of the support mandrel 12, which are formed in the support area 12.1, in particular in the circular cylindrical jacket section 12.2.
- the view of the Fig. 3 shows a rolling of the circular cylindrical jacket section 12.2 on an imaginary plane.
- a length of a circumference U of the circular cylindrical casing section 12.2 is shorter than the cutting path S.
- the cutting path S in the present case corresponds essentially to a length of an outer circumference of the casing 3 of the closure cap blank 1A.
- the support mandrel 12 thus executes more than one revolution about its axis of rotation B.
- the cutting blade 13.1 is thus only partially covered by the groove section 7.1.
- the end areas 13.1d and 13.1e of the cutting blade 13.1, which are aligned perpendicular to the direction of rotation B, are therefore covered by end areas 7.1e and 7.1d of the groove section 7.1, which are also aligned perpendicular to the direction of rotation B, in the course of a previous or a subsequent rotation of the support mandrel 12 (in Fig. 3 indicated by dashed lines).
- Figures 4 and 5 show a detail of an exterior view ( Fig. 4 ) as well as a combined exterior view with partial sectional view ( Fig. 5 ) of the device 10 according to the invention in the area of the cutting path S without a blanking cap 1A.
- the support mandrel 12 of the transport device 10 is moved in a translatory manner along a transport direction T (Feed rate V).
- the support mandrel 12 rotates with the support area 12.1 about its axis of rotation B in such a way that the groove geometry 7 with groove sections 7.1 and 7.2 formed in the circular cylindrical jacket surface 12.2 of the support area 12.1 is rolled congruently onto the cutting blades 13.1 and 13.2 of the cutting knife 13.
- the groove geometry 7 has a course which covers the course of the cutting edge on the circumference of the support area 12.1 in the course of more than one revolution of the support mandrel 12 (see also, for example Fig. 3 ).
- the cutting blades 13.1 and 13.2 engage in the current cutting area in the groove sections 7.1 and 7.2 (see also, for example Fig. 5 ).
- the contact surface 15.1 has teeth which interact with the longitudinal corrugation of the outside of the jacket section 3.1 in such a way that the closure cap blank 1A is rotated along the transport direction when the support mandrel 12 is advanced.
- the toothing of the contact surface 15.1 thus acts as an internal toothing into which the longitudinal corrugation engages like a toothed wheel.
- a distance between the support mandrel 12 and the contact surface 15.1 and the cutting blades 13.1 and 13.2 is dimensioned such that the blanking cap 1A can be arranged or clamped between the support area 12.1 and the contact surface 15.1 and the cutting blades 13.1 and 13.2.
- the transport path T is curved, preferably circular, at least in the region of the cutting path S.
- the cutting knife 13, ie in particular the cutting blades 13.1 and 13.2 are correspondingly curved and follow the course of the transport path T.
- the cutting knife 13 can have a modular structure and in particular have an easily exchangeable cutting edge module 13.3 in which the inclined sections 13.1c1 and 13.2c1 are arranged. Since experience has shown that these sections are exposed to greater wear, it is advantageous to design at least this area so that it can be replaced separately.
- Figure 6 shows schematically a plan view along the axis of rotation B of the support mandrel 12 onto the transport path T along a circularly curved path.
- the cutting knife 13 or its cutting blades 13.1 and 13.2 are curved according to the transport path T, so that the support mandrel 12 on its path of movement during the advance V of the transport device 10 at a constant distance from the cutting knife 13 along this is moved.
- the support mandrel 12 rotates about its axis of rotation B in a rotational movement R.
- the transport path T in the area of the cutting knife 13 defines the cutting path S.
- Figure 7 shows a schematic view of the device 10 according to the invention with the transport device 11, which comprises the turntable 14 and the support mandrel 12.
- the support mandrel 12 is mounted on the turntable 14 (shown in dashed lines).
- the turntable 14 is only indicated schematically here and can comprise one or more support structures on which the support mandrel 12 is mounted on one or more counter bearings 14.1 with respect to the turntable 14 so as to be rotatable about the axis of rotation B.
- the support mandrel 12 can, however, also have, for example, a housing in which the rotatable mounting is formed and which is firmly anchored on the turntable 14.
- the turntable 14 is mounted on a stationary holding structure (not shown) of the device 10 so as to be rotatable about an axis of rotation C.
- a rotary movement r of the turntable 14 about the axis of rotation C defines the advance V of the support mandrel 12 of the transport device 11 along the transport path T.
- the transport path T is thus circular. It goes without saying that a plurality of support mandrels 12 can be arranged rotatably on the turntable 14 along the circumference, which are moved simultaneously along the transport path T and pass the cutting path S one after the other.
- a gear 12.4 is fixedly arranged coaxially with the axis of rotation B on an axle body 12.3 of the support mandrel 12, which is arranged coaxially with the axis of rotation B.
- the gear wheel 12.4 rolls on an internal toothing 17.1 of a ring 17 which is stationary with respect to the turntable 14.
- the rotary movement R of the support mandrel 12 can be synchronized with the feed rate V given by the rotary movement of the turntable 14.
- the rotational movements R and r have opposite directions of rotation.
- the synchronization can be selected such that the lateral surface 12.2 of the support mandrel 12, including the groove geometry 7, is rolled exactly on the cutting knife 13, so that the cutting edges of the cutting blades 13.1 and 13.2 are each arranged in the groove sections 7.1 and 7.2 in the current cutting area could be.
- the gear 12.4 together with the ring 17 thus forms part of a simple to design synchronization device of the device 10.
- the gears 12.4 of all support mandrels 12 can roll on the same ring 17, so that it couples the rotary movements R of the support mandrels 12 about the respective axes of rotation B.
- Figure 8 shows an alternative embodiment of the device 10, in which a synchronization of the rotary movements R and r of the support mandrel 12 and the turntable 14 (in Fig. 8 not shown) via a separate drive 18 is achieved.
- the drive 18 drives a toothed belt 19 which runs via pinions 12.5 from several support mandrels 12 which are rotatably mounted about local axes of rotation B on the turntable 14.
- the toothed belt 19 runs on the outside in a direction opposite to the direction of rotation of the rotary movement r of the turntable 14 over the pinion 12.5, so that the support mandrels 12 rotate around the respective axis of rotation B with the opposite direction of rotation to r.
- the toothed belt 19 thus couples the rotary movement of all support mandrels 12 about their respective axis of rotation B and rotates with the turntable 14.
- By controlling the drive 18, an independent synchronization of the rotary movements R of the support mandrels 12 with the advance V of the transport device 11 can be achieved.
- a device according to the invention enables particularly reliable and cost-effective production of closure caps with a locking ring for containers, with complex slot geometries being able to be created to create a predetermined breaking point between the base part and the locking ring.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Sicherungsrings an einer Verschlusskappe für einen Behälter, welche ein stationäres Schneidmesser mit einer sich entlang einer Schneidstrecke erstreckenden Schneidklinge umfasst, deren Schneidenverlauf einer in einem Mantel eines Verschlusskappenrohlings zu erzeugenden Schlitzgeometrie zwischen einem Grundteil der Verschlusskappe und dem Sicherungsring entspricht. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Verschlusskappenrohlings entlang der Schneidstrecke, wobei die Transporteinrichtung einen Stützdorn zum Stützen des Mantels des Verschlusskappenrohlings aufweist, derart, dass der Mantel während eines Schneidvorgangs auf der Schneidklinge abgewälzt wird, wobei der Stützdorn eine drehbare Lagerung aufweist, mit welcher er um eine senkrecht zur Schneidstrecke orientierten Drehachse drehbar gelagert ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Stützabschnitt des Stützdorns, welcher während des Schneidvorgangs der Schneidklinge gegenüberliegt, eine Nutgeometrie ausgebildet ist, welche wenigstens der zu erzeugenden Schlitzgeometrie entspricht, wobei die Vorrichtung eine Synchronisationseinrichtung umfasst, mittels welcher ein Vorschub der Transporteinrichtung entlang der Schneidstrecke mit einer Drehbewegung des Stützdorns um die Drehachse synchronisierbar ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Anordnung umfassend eine derartige Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Ausführung auf einer derartigen Anordnung.The invention relates to a device for producing a locking ring on a closure cap for a container, which comprises a stationary cutting knife with a cutting blade extending along a cutting path, the cutting path of which corresponds to a slot geometry to be produced in a casing of a closure cap blank between a base part of the closure cap and the locking ring . Furthermore, the device comprises a transport device for transporting the closure cap blank along the cutting path, the transport device having a support mandrel for supporting the jacket of the closure cap blank, such that the jacket is rolled on the cutting blade during a cutting process, the support mandrel having a rotatable bearing with which it is rotatably mounted about an axis of rotation oriented perpendicular to the cutting path. The invention is characterized in that in a support section of the support mandrel which is opposite the cutting blade during the cutting process, a groove geometry is formed which corresponds at least to the slot geometry to be generated, the device comprising a synchronization device by means of which a feed of the transport device along the Cutting path can be synchronized with a rotary movement of the support mandrel about the axis of rotation. The invention further relates to an arrangement comprising such a device and a method for execution on such an arrangement.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Sicherungsrings an einer Verschlusskappe für einen Behälter, insbesondere für eine Getränkeflasche. Die Erfindung betrifft weiter eine Anordnung zur Herstellung einer Verschlusskappe für einen Behälter umfassend die Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Verschlusskappe für einen Behälter.The invention relates to a device for producing a locking ring on a closure cap for a container, in particular for a beverage bottle. The invention further relates to an arrangement for producing a closure cap for a container comprising the device and a method for producing a closure cap for a container.
Um für die Verbraucher beim Kauf eines Behälters, wie z.B. einer Getränkeflasche, sicher zu stellen, dass sich der Behälter noch im Originalzustand befindet und nicht zuvor absichtlich oder unabsichtlich geöffnet wurde, werden Verschlusskappen für derartige Behälter zumeist mit einem Sicherungsring versehen. Dieser Sicherungsring ist mit einem die Verschlussfunktion erfüllenden Grundteil der Verschlusskappe über eine Sollbruchstelle verbunden, so dass beim Öffnen des Behälters die Sollbruchstelle zwangsweise beschädigt wird und damit von aussen her das erstmalige Öffnen des Behälters sicher erkennbar ist. Um diese Sicherungsfunktion zu gewährleisten, wird der Sicherungsring beim Abziehen oder Abschrauben des Kappenteils wenigstens bis zum Bruch der Sollbruchstelle am Behälter gehalten. Hierzu weist der Behälter an einem Stutzen, auf welchem die Verschlusskappe sitzt, üblicherweise in Abziehrichtung einen Hinterschnitt in der Form z.B. eines Wulstes auf, der vom Sicherungsring von unten her, d.h. entgegen einer Öffnungsrichtung, hintergriffen wird. Dadurch sperrt der Sicherungsring beim Abnehmen der Verschlusskappe gegen ein Abziehen am Wulst des Behälters, sodass es zu einem Aufreissen der Sollbruchstelle kommt. Typischerweise ist am Sicherungsring zu diesem Zweck ein umlaufender, mitunter unterbrochener, nach innen gefalteter Falz ausgebildet, mit welchem der Sicherungsring den Wulst am Behälter hintergreift. Es ist auch bekannt, anstelle eines Falzes einen verdickten Abschnitt am Sicherungsring vorzusehen.In order to ensure for the consumer when buying a container, such as a beverage bottle, that the container is still in its original state and has not previously been intentionally or unintentionally opened, closure caps for such containers are usually provided with a locking ring. This locking ring is connected to a base part of the closure cap that fulfills the closing function via a predetermined breaking point, so that when the container is opened, the predetermined breaking point is inevitably damaged and the first opening of the container can thus be reliably recognized from the outside. In order to ensure this safety function, the safety ring is held on the container when the cap part is pulled off or unscrewed at least until the predetermined breaking point breaks. For this purpose, the container has an undercut in the form of a bead, for example, on a connecting piece on which the closure cap sits, usually in the pulling direction, which the locking ring engages behind from below, ie counter to an opening direction. As a result, when the closure cap is removed, the locking ring prevents it from being pulled off the bead of the container, so that the predetermined breaking point tears open. Typically is For this purpose, a circumferential, sometimes interrupted, inwardly folded fold is formed on the locking ring, with which the locking ring engages behind the bead on the container. It is also known to provide a thickened section on the locking ring instead of a fold.
Um zu verhindern, dass das Grundteil nach dem Abnehmen von dem Behälter getrennt werden kann, kann die Solbruchstelle derart ausgebildet sein, dass nach dem Abnehmen eine Verbindung zwischen dem Grundteil und dem Sicherungsring bestehen bleibt. Dabei sollte die Öffnung des Behälters bei abgenommenen Grundteil frei zugänglich sein, was z.B. durch geeignete Ausführung der Sollbruchstelle bzw. des Sicherungsrings ohne weiteres möglich ist. Das Grundteil ist somit im Rahmen einer vorgesehenen Benutzung über den Sicherungsring unverlierbar am Behälter befestigt. Dies ist mit Blick auf eine ökologische Verträglichkeit, insbesondere eine Verringerung von z.B. unkontrolliert entsorgten Plastikabfällen, vorteilhaft.In order to prevent the base part from being separated from the container after it has been removed, the breaking point can be designed in such a way that a connection between the base part and the locking ring remains after it has been removed. The opening of the container should be freely accessible when the base part is removed, which is easily possible, for example, by means of a suitable design of the predetermined breaking point or the locking ring. The base part is thus captively attached to the container via the locking ring when it is intended to be used. This is advantageous in terms of ecological compatibility, in particular a reduction in, for example, uncontrolled disposal of plastic waste.
Eine derartige Verschlusskappe ist beispielsweise in der
In der Regel werden derartige Sicherungsringe durch Einschneiden der Sollbruchstelle in einen Verschlusskappenrohling erzeugt. Derartige Verfahren sind jedoch meist ungenau, da z.B. der umgefaltete Falz des Sicherungsrings eine unpräzise Schneidunterlage bildet. Zudem besteht das Risiko, das bei Abweichungen im Verschlusskappenrohling z.B. der Falz des Sicherungsrings oder andere Teile beim Schnitt verletzt werden, was die Zuverlässigkeit der so produzierten Verschlusskappe beeinträchtigen kann. Andere Verfahren wie z.B. Laserschneiden sind aufwändig und kostenintensiv.As a rule, such securing rings are produced by cutting the predetermined breaking point into a sealing cap blank. However, such methods are mostly imprecise, as e.g. the folded fold of the locking ring forms an imprecise cutting surface. In addition, there is the risk that if there are deviations in the sealing cap blank, e.g. the fold of the locking ring or other parts will be damaged during the cut, which can impair the reliability of the sealing cap produced in this way. Other processes such as laser cutting are time-consuming and costly.
Es besteht somit ein Bedürfnis nach einer einfachen und zuverlässigen Möglichkeit zur Herstellung einer Verschlusskappe mit einer Sollbruchstelle, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere eine zuverlässige und einfache Herstellung komplexer Schlitzgeometrien der Sollbruchstelle erlaubt.There is thus a need for a simple and reliable way of producing a closure cap with a predetermined breaking point, which overcomes the disadvantages of the prior art and in particular allows a reliable and simple production of complex slot geometries of the predetermined breaking point.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine dem eingangs genannten technischen Gebiet zugehörende Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, die bzw. das eine zuverlässige und kostengünstige Herstellung von Verschlusskappen mit einem Sicherungsring für Behälter ermöglicht.The object of the invention is to create a device belonging to the technical field mentioned at the outset, as well as a method which enables the reliable and cost-effective production of closure caps with a locking ring for containers.
Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Herstellen eines Sicherungsrings an einer Verschlusskappe für einen Behälter, insbesondere für eine Getränkeflasche, ein stationäres Schneidmesser mit einer sich entlang einer Schneidstrecke erstreckenden Schneidklinge, deren Schneidenverlauf einer in einem Mantel eines Verschlusskappenrohlings zu erzeugenden Schlitzgeometrie zwischen einem Grundteil der Verschlusskappe und dem Sicherungsring entspricht. Weiter umfasst die Vorrichtung eine Transporteinrichtung zum Transportieren des Verschlusskappenrohlings entlang der Schneidstrecke, wobei die Transporteinrichtung einen Stützdorn zum Stützen des Mantels des Verschlusskappenrohlings, insbesondere zur direkten Unterstützung an einer Mantelinnenseite, umfasst, derart, dass der Mantel während eines Schneidvorgangs auf der Schneidklinge abgewälzt wird, wobei der Stützdorn eine drehbare Lagerung aufweist, mit welcher er um eine senkrecht zur Schneidstrecke orientierten Drehachse drehbar gelagert ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Stützabschnitt des Stützdorns, welcher während des Schneidvorgangs der Schneidklinge gegenüberliegt, eine Nutgeometrie ausgebildet ist, welche wenigstens der zu erzeugenden Schlitzgeometrie entspricht, wobei die Vorrichtung eine Synchronisationseinrichtung umfasst, mittels welcher eine Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Schneidstrecke mit einer Drehbewegung des Stützdorns um die Drehachse synchronisierbar ist.The solution to the problem is defined by the features of
Im vorliegenden Sinne bezeichnet die "Schneidstrecke" einen Streckenabschnitt eines von der Transporteinrichtung definierten Transportweges des Verschlusskappenrohlings während des Schneidvorgangs. Die Schneidstrecke ist dabei in einer Transportebene angeordnet, welche senkrecht zur Drehachse des Stützdorns steht. Typischerweise ist die Transportebene horizontal ausgerichtet.In the present sense, the “cutting path” denotes a path section of a transport path of the closure cap blank defined by the transport device during the cutting process. The cutting section is arranged in a transport plane which is perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel. The transport plane is typically aligned horizontally.
Das "Schneidmesser" bezeichnet vorliegend eine Anordnung von einer oder mehreren Schneidklingen, welche typischerweise länglich ausgebildet sind. Die Schneidklingen weisen in der Regel ein Blatt auf, welches die Schneiden der Schneidklinge trägt. Die Schneiden können in einer Projektion parallel zur Drehachse des Stützdorns auf die Transportebene geradlinig oder, insbesondere vom Blatt her gesehen konkav, gekrümmt sein.In the present case, the “cutting knife” denotes an arrangement of one or more cutting blades, which are typically elongated. The cutting blades usually have a blade which carries the cutting edges of the cutting blade. In a projection parallel to the axis of rotation of the support mandrel on the transport plane, the cutting edges can be straight or, in particular, concave when viewed from the blade, be curved.
Die "Schlitzgeometrie" bezeichnet den Verlauf eines oder mehrerer Schlitzabschnitte, welche auf dem Verschlusskappenrohling erzeugt werden sollen bzw. auf der fertiggestellten Verschlusskappe vorhanden sein sollen. Die Schlitzgeometrie weist Unterbrüche auf, wodurch Verbindungsstellen zwischen dem Grundteil und dem Sicherungsring bestehen bleiben. Die Verbindungsstellen bilden dabei z.B. Stütz- oder Haltestege, welche im Sinne von Sollbruchstellen bei einer ganzen oder teilweisen Trennung des Grundteils vom Sicherungsring zur Trennung vorgesehen sind, und/oder Verbindungsabschnitte, welche bei einer teilweisen Trennung dazu vorgesehen sind, bestehen zu bleiben, d.h. das Grundteil bleibt nach einer teilweisen Trennung mit dem Sicherungsring im Verbindungsabschnitt verbunden.The "slot geometry" denotes the course of one or more slot sections which are to be produced on the closure cap blank or which are to be present on the completed closure cap. The slot geometry has interruptions, whereby connection points between the base part and the locking ring remain. The connection points form, for example, support or retaining webs, which are provided in the sense of predetermined breaking points for a complete or partial separation of the base part from the locking ring for separation, and / or connection sections which are provided for a partial separation to remain, ie the After a partial separation, the base part remains connected to the locking ring in the connecting section.
Der "Schneidenverlauf" der Schneidklinge bezeichnet vorliegend gesamthaft die folgenden zwei, im Allgemeinen überlagerten, Verläufe der Schneide: Einen Längsverlauf, welcher den Schneidenverlauf längs der Schneidstrecke bezeichnet sowie einen Höhenverlauf, welcher den Schneidenverlauf in einer Richtung senkrecht zur Schneidstrecke und parallel zur Drehachse des Stützdorns bezeichnet. Um die Unterbrüche zwischen einzelnen Schlitzabschnitten der Schlitzgeometrie zur erzeugen, kann z.B. der Längsverlauf der Schneidklinge entsprechend unterbrochen sein. Falls z.B. ein gewellter Verlauf der Schlitzgeometrie im Mantel der Verschlusskappe erzeugt werden soll, hat die Schneidklinge einen entsprechenden welligen Höhenverlauf. Sollte es erforderlich sein, dass zusätzlich zu der Schlitzgeometrie auch nur geschwächte Bereiche im Mantel des Verschlusskappenrohlings erzeugt werden sollen, d.h. Bereiche, in welchen der Mantel der Verschlusskappe eingeschnitten, aber nicht durchschnitten werden soll, kann zusätzlich auch ein Tiefenverlauf vorhanden sein, welcher den Schneidenverlauf in einer Richtung senkrecht zur Schneidstrecke und senkrecht zur Drehachse des Stützdorns bezeichnet. Die "Transporteinrichtung" bezeichnet eine Vorrichtung, welche derart ausgebildet ist, dass der Verschlusskappenrohling in der Schneidstrecke derart am Schneidmesser vorbeitransportiert werden kann, dass ein Schneidvorgang, d.h. ein Einschneiden des Mantels des Verschlusskappenrohlings durch das stationäre Schneidmesser, erfolgt. Typischerweise greift der Stützdorn der Transporteinrichtung mit dem Stützabschnitt derart in einen Innenraum des Verschlusskappenrohlings ein, dass der Mantel des Verschlusskappenrohlings vom Innenraum her vom Stützabschnitt in einem momentanen Schneidbereich gegen die Schneidklinge geführt wird. Dabei unterstützt der Stützbereich des Stützdorns den Mantel insbesondere durch direkte Anlage an einer Mantelinnenseite im momentanen Schneidbereich. "Direkte Anlage" bezeichnet hierbei einen unmittelbarenKontakt des Stützbereichs des Stützdorns mit der Innenfläche des Mantelabschnitts zumindest im momentanen Schneidbereich, d.h. in demjenigen Mantelabschnitt, in welchem gerade ein Schneidvorgang erfolgt.The "cutting edge course" of the cutting blade refers to the following two, generally superimposed, courses of the cutting edge: A longitudinal course, which describes the cutting edge course along the cutting path and a height course, which the cutting path in a direction perpendicular to the cutting path and parallel to the axis of rotation of the support mandrel designated. In order to generate the interruptions between individual slot sections of the slot geometry, the longitudinal course of the cutting blade can be interrupted accordingly, for example. If, for example, a corrugated profile of the slot geometry is to be produced in the jacket of the closure cap, the cutting blade has a corresponding corrugated height profile. Should it be necessary that, in addition to the slot geometry, only weakened areas are to be created in the jacket of the closure cap blank, i.e. areas in which the jacket of the closure cap is to be cut but not cut through, there can also be a depth profile that defines the profile of the cutting edge referred to in a direction perpendicular to the cutting path and perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel. The "transport device" denotes a device which is designed in such a way that the closure cap blank can be transported past the cutting knife in the cutting path in such a way that a cutting process, ie cutting into the casing of the closure cap blank by the stationary cutting knife, takes place. Typically, the support mandrel of the transport device engages with the support section in an interior of the closure cap blank in such a way that the jacket of the closure cap blank is guided from the interior of the support section against the cutting blade in an instantaneous cutting area. In this case, the support area of the support mandrel supports the jacket in particular through direct contact with the inside of the jacket in the current cutting area. "Direct contact" here means direct contact of the support area of the support mandrel with the inner surface of the jacket section at least in the current cutting area, ie in that jacket section in which a cutting process is currently taking place.
Der Transport des Verschlusskappenrohlings durch die Transporteinrichtung umfasst eine translatorische Bewegung längs des Transportweges (Vorschub) sowie eine diesem Vorschub überlagerte Drehbewegung um eine zur Drehachse des Stützdorns parallele oder koaxiale Drehachse. Die Drehbewegung des Verschlusskappenrohlings wird von einer Drehung des Stützdorns um die durch die drehbare Lagerung definierte Drehachse unterstützt bzw. erreicht. Auf diese Weise kann der Mantel des Verschlusskappenrohlings während des Transports längs der Schneidstrecke auf den Schneidklingen abgewälzt werden.The transport of the closure cap blank by the transport device comprises a translational movement along the transport path (feed) as well as a rotary movement superimposed on this feed about an axis of rotation parallel or coaxial to the axis of rotation of the support mandrel. The rotational movement of the closure cap blank is supported or achieved by a rotation of the support mandrel about the axis of rotation defined by the rotatable bearing. In this way, the jacket of the closure cap blank can be rolled off on the cutting blades during transport along the cutting path.
Die erfindungsgemässe Nutgeometrie im Stützbereich des Stützdorns entspricht wenigstens der zu erzeugenden Schlitzgeometrie, d.h. die Nutgeometrie ist derart ausgebildet, dass sie im Zuge eines vollständigen Schneidvorgangs wenigstens den Verlauf der gesamten Schneidklinge erfasst. Dies schliesst nicht aus, dass die Nutgeometrie z.B. aus herstellungstechnischen Gründen auch weitere Nutabschnitte umfassen kann, welche über die vom Schneidmesser bzw. von dessen Schneidklingen definierte Schlitzgeometrie hinausgehen. Es versteht sich, dass dieselben Nutabschnitte im Zuge von mehr als einer Umdrehung des Stützdorns während des Schneidvorgangs verschiedene Abschnitte des Verlaufs der Schneidklinge erfassen können.The groove geometry according to the invention in the support area of the support mandrel corresponds at least to the slot geometry to be generated, ie the groove geometry is designed in such a way that it covers at least the course of the entire cutting blade in the course of a complete cutting process. This does not rule out that the groove geometry, for example for manufacturing reasons, can also include further groove sections which go beyond the slot geometry defined by the cutting knife or its cutting blades. It goes without saying that the same groove sections can cover different sections of the course of the cutting blade in the course of more than one revolution of the support mandrel during the cutting process.
Die Nutgeometrie ist bevorzugt an einer Mantelfläche im Stützabschnitt des Stützdorns ausgebildet. Der Stützabschnitt liegt, insbesondere mit der Mantelfläche, während des Schneidvorgangs, insbesondere im momentanen Schneidbereich und bevorzugt direkt, an einer Innenfläche des Mantels des Verschlusskappenrohlings an. Ein grösster radialer Aussendurchmesser des Stützabschnitts ist dabei bevorzugt kleiner als ein kleinster radialer Innendurchmesser des Verschlusskappenrohlings, damit dieser problemlos in Richtung der Drehachse, d.h. auch längs einer Längsachse des Stützdorns, auf diesen aufgesetzt und wieder von diesem abgenommen werden kann. Aufgrund des kleineren Durchmessers rollt der Stützabschnitt in diesem Fall während des Schneidvorgangs mit seiner Mantelfläche auf der Innenfläche des Mantels des Verschlusskappenrohlings ab. Für einen vollständigen Umlauf des Verschlusskappenrohlings führt der Stützdorn in diesem Fall somit mehr als eine Umdrehung um seine Drehachse aus. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass ein grösster radialer Aussendurchmesser des Stützabschnitts einem kleinsten radialen Innendurchmesser des Verschlusskappenrohlings weitgehend entspricht, sodass der Verschlusskappenrohling satt auf dem Stützabschnitt des Stützdorns sitzen kann. In diesem Fall entspricht eine vollständige Umdrehung des Stützdorns einem vollständigen Umlauf des Verschlusskappenrohlings. Die Mantelfläche des Stützabschnitts kann an einen Verlauf der Innenfläche des Mantels des Verschlusskappenrohlings angepasst sein. Im Allgemeinen ist die Mantelfläche des Stützabschnitts, abgesehen von einer allenfalls nicht rotationssymmetrisch daran ausgebildeten Nutgeometrie, im Wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse des Stützdorns ausgebildet.The groove geometry is preferably formed on a lateral surface in the support section of the support mandrel. During the cutting process, in particular in the current cutting area and preferably directly, the support section rests, in particular with the jacket surface, on an inner surface of the jacket of the closure cap blank. A largest radial outside diameter of the support section is preferably smaller than a smallest radial inside diameter of the closure cap blank so that it can be easily placed on and removed from the support mandrel in the direction of the axis of rotation, i.e. also along a longitudinal axis of the support mandrel. Due to the smaller diameter, the supporting section in this case rolls with its jacket surface on the inner surface of the jacket of the closure cap blank during the cutting process. In this case, the support mandrel thus executes more than one revolution around its axis of rotation for a complete revolution of the closure cap blank. In principle, it is also conceivable that a largest radial outside diameter of the support section largely corresponds to a smallest radial inside diameter of the closure cap blank, so that the closure cap blank can sit snugly on the support section of the support mandrel. In this case, one complete revolution of the support mandrel corresponds to one complete revolution of the closure cap blank. The jacket surface of the support section can be adapted to a course of the inner surface of the jacket of the closure cap blank. In general, the outer surface of the support section, apart from a groove geometry that is at most not rotationally symmetrical thereon, is configured essentially rotationally symmetrical with respect to the axis of rotation of the support mandrel.
Erfindungsgemäss umfasst die Vorrichtung eine Synchronisationseinrichtung, mittels welcher eine Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Schneidstrecke mit einer Drehbewegung des Stützdorns um die Drehachse synchronisierbar ist. Auf diese Weise können der Vorschub der Transporteinrichtung sowie die Drehbewegung des Stützdorns, insbesondere im Bereich der Schneidstrecke, derart miteinander gekoppelt werden, dass die Nutgeometrie des Stützdorns im momentanen Schneidbereich mit dem Schneidenverlauf der Schneidklinge übereinstimmend an dieser vorbeibewegt wird, d.h. in jedem Moment ist im momentanen Schneidbereich der Schneide der Schneidklinge gegenüberliegend ein Abschnitt der Nutgeometrie angeordnet. Der Verschlusskappenrohling wird dabei unter anderem über den Stützbereich des Stützdorns mitgenommen und ebenfalls synchronisiert auf den Schneidklingen abgewälzt, d.h. erfährt einen entsprechenden Vorschub mit entsprechend überlagerter, synchronisierter Drehbewegung.According to the invention, the device comprises a synchronization device, by means of which a movement of the transport device along the cutting path can be synchronized with a rotary movement of the support mandrel about the axis of rotation. In this way, the feed of the transport device and the rotary movement of the support mandrel, in particular in the area of the cutting section, can be coupled with one another in such a way that the groove geometry of the support mandrel in the current cutting area is moved past the cutting blade in line with the cutting edge, i.e. at every moment in momentary cutting area of the cutting edge of the cutting blade arranged opposite a section of the groove geometry. Of the The sealing cap blank is carried along via the support area of the support mandrel, among other things, and is also rolled onto the cutting blades in a synchronized manner, ie experiences a corresponding advance with correspondingly superimposed, synchronized rotary movement.
Die Synchronisationseinrichtung kann z.B. eine mechanische oder eine elektronische Kopplung umfassen. Mechanisch kann z.B. über ein Getriebe eine synchronisierte Kopplung des Vorschubs der Transporteinrichtung mit der Drehbewegung des Stützdorns erreicht werden. Elektronisch kann z.B. eine entsprechend synchronisierte Steuerung separater Antriebe für den Vorschub der Transporteinrichtung und die Drehbewegung des Stützdorns vorgesehen sein. Dabei ist eine Steuerung oder eine Regelung denkbar, welche z.B. über Sensoren Daten zur aktuellen Position und/oder Drehstellung erhält und die jeweiligen Antriebe entsprechend steuert bzw. regelt.The synchronization device can for example comprise a mechanical or an electronic coupling. Mechanically, a synchronized coupling of the feed of the transport device with the rotary movement of the support mandrel can be achieved, e.g. via a gear. Electronically, for example, a correspondingly synchronized control of separate drives can be provided for the advance of the transport device and the rotary movement of the support mandrel. A control or regulation is conceivable, which e.g. receives data on the current position and / or rotary position via sensors and controls or regulates the respective drives accordingly.
Die im Stützbereich ausgebildete Nutgeometrie hat den Vorteil, dass der Mantel des Verschlusskappenrohlings während des Schneidvorgangs im momentanen Schneidbereich eine weitgehend vollständige Unterstützung erfährt, welche nur im Bereich der zu erzeugenden Schlitzgeometrie, d.h. im Umfang der Nutgeometrie, unterbrochen zu sein braucht. Gleichzeitig kann die Schneidklinge bzw. deren Schneide durch den Mantel hindurchdringen und, insbesondere berührungslos, in die Nutgeometrie eingreifen, d.h. in eine Richtung senkrecht zur Drehachse des Stützdorns in die Nut eingebracht werden. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger und wohldefinierter Schnitt zur Erzeugung der Schlitzgeometrie erreicht. Insbesondere besteht kein Risiko, dass trotz vollständig durchdringendem Schnitt z.B. das Schneidmesser, die Transporteinrichtung, insbesondere der Stützdorn, oder nicht zum Schneiden vorgesehene Bereiche bzw. Teile des Verschlusskappenrohlings beschädigt werden.The groove geometry formed in the support area has the advantage that the jacket of the blanking cap receives largely complete support during the cutting process in the current cutting area, which only needs to be interrupted in the area of the slot geometry to be generated, i.e. in the circumference of the groove geometry. At the same time, the cutting blade or its cutting edge can penetrate the jacket and, in particular, engage in the groove geometry without contact, i.e. be introduced into the groove in a direction perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel. In this way, a reliable and well-defined cut for generating the slot geometry is achieved. In particular, there is no risk of damage to the cutting knife, the transport device, in particular the support mandrel, or areas or parts of the closure cap blank that are not intended for cutting despite the completely penetrating cut.
Aufgrund der, insbesondere direkten, Unterstützung des Mantels im Schneidbereich kann die Schlitzgeometrie auf besonders zuverlässige Weise mit hoher Schnittgenauigkeit erzeugt werden. Insbesondere kann der Verschlusskapselrohling auch mit ungefaltetem Mantel bearbeitet werden, im Gegensatz zu Lösungen im Stand der Technik, wo der zur Bildung des Sicherungsrings umgefaltete Abschnitt des Mantels auch eine Stützfunktion beim Erzeugen der Schlitzgeometrie wahrnehmen musste.Due to the, in particular direct, support of the jacket in the cutting area, the slot geometry can be produced in a particularly reliable manner with high cutting accuracy. In particular, the closure capsule blank can also be processed with the jacket unfolded, in contrast to solutions in the prior art, where the section of the jacket folded over to form the securing ring also had to perform a support function when generating the slot geometry.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die zu erzeugende Schlitzgeometrie Abschnitte, welche sich in einem Winkel kleiner als 90° zur Drehachse des Stützdorns erstrecken. Mit anderen Worten heisst dies, dass die Schlitzgeometrie Abschnitte umfassen kann, welche bezüglich der Transportebene geneigt sind oder, sofern gewünscht, senkrecht auf dieser stehen, das heisst parallel zur Drehachse des Stützdorns angeordnet sind. Entsprechend kann die Schneide der Schneidklinge einen Höhenverlauf aufweisen, welcher Abschnitte umfasst, die in einer Richtung parallel zur Drehachse ansteigend oder abfallend sein können. Auf diese Weise können komplexe Schlitzgeometrien erzeugt werden, welche eine vielseitige Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung ermöglichen. Derartige Abwinkelungen der Schlitzgeometrie haben insbesondere an den Enden von Schlitzabschnitten den Vorteil, dass ein Abreissen bzw. Einreissen des Schlitzes in weitere Bereich der Verschlusskappe verhindert bzw. gehemmt werden kann. Zudem kann durch derartige Abwinkelungen die Schlitzgeometrie derart geführt werden, dass z.B. in Bereichen grösserer Belastung wie z.B. einem als gelenkige Verbindungsstelle vorgesehenen breiten Unterbruch in der Schlitzgeometrie zur Verbesserung der Abstützung eine Ausbuchtung bzw. Verbreiterung geschaffen werden kann.In a preferred embodiment, the slot geometry to be generated comprises sections which extend at an angle of less than 90 ° to the axis of rotation of the support mandrel. In other words, this means that the slot geometry can comprise sections which are inclined with respect to the transport plane or, if desired, are perpendicular to it, that is to say are arranged parallel to the axis of rotation of the support mandrel. Correspondingly, the cutting edge of the cutting blade can have a height profile which comprises sections which can rise or fall in a direction parallel to the axis of rotation. In this way, complex slot geometries can be generated, which allow a versatile application of the device according to the invention. Such bends in the slot geometry have the advantage, in particular at the ends of slot sections, that tearing or tearing of the slot in further areas of the closure cap can be prevented or inhibited. In addition, such angled angles allow the slot geometry to be guided in such a way that a bulge or widening can be created to improve the support, e.g. in areas of greater stress such as a wide interruption in the slot geometry provided as an articulated connection point.
Es ist jedoch auch denkbar, dass die Schlitzgeometrie einfach ausgebildet ist und nur Abschnitte umfasst, welche unter einem Winkel von 90° bezüglich der Drehachse angeordnet sind, d.h. geradlinige Schlitzabschnitte parallel zur Transportebene.However, it is also conceivable that the slot geometry is simple and only comprises sections which are arranged at an angle of 90 ° with respect to the axis of rotation, i.e. straight slot sections parallel to the transport plane.
Bevorzugt ist die Schneidklinge derart relativ zum Stützdorn angeordnet, dass die Schneidklinge, insbesondere eine Schneide der Schneidklinge, während des Schneidvorgangs in die Nutgeometrie des Stützdorns eingreift. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass der Mantel des Verschlusskappenrohlings vollständig durchschnitten wird, ohne dass das Schneidmesser, die Transporteinrichtung, insbesondere der Stützdorn, oder nicht zum Schneiden vorgesehene Bereiche bzw. Teile des Verschlusskappenrohlings beschädigt werden. Alternativ kann die Schneidklinge während des Schneidvorgangs aber auch radial ausserhalb der Nut verbleiben, wobei durch die Nut sichergestellt ist, dass bei geringfügigen Abweichungen in radiale Richtung keine Beschädigung erfolgt.The cutting blade is preferably arranged relative to the support mandrel in such a way that the cutting blade, in particular a cutting edge of the cutting blade, engages in the groove geometry of the support mandrel during the cutting process. In this way it can be ensured that the jacket of the closure cap blank is completely cut through without damaging the cutting knife, the transport device, in particular the support mandrel, or areas or parts of the closure cap blank that are not intended for cutting. Alternatively, the cutting blade can also remain radially outside the groove during the cutting process, the groove ensuring that no damage occurs in the event of slight deviations in the radial direction.
Mit Vorteil beträgt eine axiale Ausdehnung der Nutgeometrie des Stützdorns in Richtung der Drehachse mindestens in Abschnitten, welche zur Drehachse des Stützdorns senkrecht ausgerichtet sind, 0.2 - 0.8 mm, insbesondere 0.3 - 0.5 mm. Die konkret bevorzugten Masse der Nutgeometrie hängen z.B. davon ab, mit welcher Breite die Schlitzgeometrie in dem Mantel ausgebildet werden soll bzw. welche Schnittbreite die Schneidklingen ergeben. Dabei ist auch eine gewisse Toleranz in der Relativbewegung des Stützdorns gegenüber dem feststehenden Schneidmesser zu berücksichtigen. Es hat sich gezeigt, dass eine Ausdehnung von 0.2 bis 0.8 mm für die meisten Anwendungen eine ausreichende Unterstützung des Mantels mit ausreichend Platz für den Eingriff der Schneide bereitstellt. Bevorzugt ist jedoch eine geringere Ausdehnung der Nutgeometrie von 0.3 bis 0.5 mm, womit eine bessere Unterstützung des Mantels und damit letztlich ein besseres Schnittbild erreicht werden kann. In Abschnitten, welche sich in einem Winkel kleiner als 90° zur Drehachse des Stützdorns erstrecken, kann typischerweise eine grössere Ausdehnung der Nutgeometrie erforderlich sein, da aufgrund der Drehbewegung des Stützdorns zusätzlicher Platz für den Eingriff der Schneiden der Schneidklingen geschaffen werden muss.An axial extension of the groove geometry of the support mandrel in the direction of the axis of rotation at least in sections which are oriented perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel is advantageously 0.2-0.8 mm, in particular 0.3-0.5 mm. The concrete preferred dimensions of the groove geometry depend, for example, on the width with which the slot geometry is to be formed in the jacket or the cutting width of the cutting blades. A certain tolerance in the relative movement of the support mandrel with respect to the stationary cutting knife must also be taken into account. It has been shown that an expansion of 0.2 to 0.8 mm provides sufficient support for the jacket with sufficient space for the cutting edge to engage for most applications. However, a smaller expansion of the groove geometry of 0.3 to 0.5 mm is preferred, with which better support of the jacket and thus ultimately a better sectional view can be achieved. In sections which extend at an angle of less than 90 ° to the axis of rotation of the support mandrel, a larger expansion of the groove geometry may typically be necessary, since additional space must be created for the engagement of the cutting edges of the cutting blades due to the rotation of the support mandrel.
Das Schneidmesser kann modular ausgebildet sein und eines oder mehrere auswechselbare Schneidelemente umfassen, welche sich zur Schneidklinge ergänzen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass Abschnitte des Schneidmessers, welche z.B. einen höheren Verschleiss erfahren, z.B. schneller abstumpfen, separat ausgewechselt werden können. Ebenso kann ein komplexer Schneidenverlauf des Schneidmessers auf einfache Weise durch Zusammensetzen von z.B. mehreren geradlinigen, aber relativ geneigten Abschnitten verschiedener Schneidelemente modular aufgebaut werden.The cutting knife can have a modular design and comprise one or more exchangeable cutting elements which complement each other to form the cutting blade. In this way it can be achieved that sections of the cutting knife, which e.g. experience higher wear, e.g. dull faster, can be replaced separately. Likewise, a complex cutting edge course of the cutting knife can be built up modularly in a simple manner by assembling, for example, several straight but relatively inclined sections of different cutting elements.
Insbesondere können Abschnitte mit einem Winkel von 90° bezüglich der Drehachse des Stützdorns und Abschnitte mit einem Winkel von weniger als 90° von unterschiedlichen Schneidelementen bereitgestellt werden. Bevorzugt kann ein Schneidelement auch sämtliche um einen Winkel von weniger als 90° geneigten Abschnitte des Schneidmessers umfassen, während die übrigen Abschnitte von einem oder mehreren weiteren Schneidelementen bereitgestellt werden. Auf diese Weise können die in der Regel stärker abgenutzten geneigten Abschnitte gemeinsam ausgetauscht werden. Ebenso können im Falle von mehreren Schneidklingen des Schneidmessers diese durch unterschiedliche Schneidelemente bereitgestellt werden oder jeweils mehrere auswechselbare Schneidelemente umfassen. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Schneidklinge(n) des Schneidmessers einstückig ausgebildet ist bzw. sind, z.B. als integrale Stanz-Biegeteile, an welchen die Schneiden ausgebildet sind.In particular, sections with an angle of 90 ° with respect to the axis of rotation of the support mandrel and sections with an angle of less than 90 ° can be provided by different cutting elements. A cutting element can preferably also comprise all sections of the cutting knife inclined by an angle of less than 90 °, while the remaining sections are provided by one or more further cutting elements. In this way, the inclined sections, which are usually more heavily worn, can be exchanged together. Likewise, in the case of several cutting blades of the cutting knife, these can be replaced by different Cutting elements are provided or each comprise a plurality of replaceable cutting elements. However, it is also conceivable that the cutting blade (s) of the cutting knife is or are designed in one piece, for example as integral stamped and bent parts on which the cutting edges are formed.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Schneidmesser mehrere Schneidklingen aufweisen, welche in Richtung der Drehachse des Stützdorns, insbesondere zumindest teilweise überlappend, übereinander angeordnet sind. Damit kann im Zuge z.B. nur eines vollständigen Umlaufs des Verschlusskappenrohlings auf einfache Weise eine mehrlagige Schlitzgeometrie erzeugt werden. Mehrlagig bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Schlitzgeometrie, welche in Richtung der Drehachse des Stützdorns auf verschiedenen Höhen angeordnete Schlitzabschnitte aufweist.In a preferred embodiment, the cutting knife can have a plurality of cutting blades which are arranged one above the other in the direction of the axis of rotation of the support mandrel, in particular at least partially overlapping. In this way, a multi-layer slot geometry can be generated in a simple manner in the course of, for example, only one complete revolution of the closure cap blank. In this context, multi-layer designates a slot geometry which has slot sections arranged at different heights in the direction of the axis of rotation of the support mandrel.
In einer je nach Anforderung ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist die Schlitzgeometrie durch mindestens 1.25 Umdrehungen des Stützdorns definiert und die Nutgeometrie des Stützdorns entspricht einer Überlagerung der Schlitzgeometrie während der mindestens 1.25 Umdrehungen. Dabei rollt der Stützbereich des Stützdorns während des Schneidvorgangs derart an einer Mantelinnenseite des Mantels ab, dass im Zuge der 1.25 Umdrehungen des Stützdorns der Verschlusskappenrohling bevorzugt genau eine volle Umdrehung ausführt. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Stützabschnitt einen Aussenumfang aufweisen kann, welcher kleiner ist, als ein Innenumfang des Mantels des Verschlusskappenrohlings, womit ein Ein- und/oder Ausbringen des Stützdorns in den bzw. aus dem Innenraum des Verschlusskappenrohlings vereinfacht wird. Zudem kann die Erzeugung von verschiedenen Abschnitten der Schlitzgeometrie im Zuge von mehr als einer Umdrehung insbesondere bei einer komplexen Schlitzgeometrie vorteilhaft sein, welche z.B. sich kreuzende Schlitzabschnitte umfasst.In an embodiment which is also preferred depending on the requirements, the slot geometry is defined by at least 1.25 revolutions of the support mandrel and the groove geometry of the support mandrel corresponds to a superposition of the slot geometry during the at least 1.25 revolutions. The support area of the support mandrel rolls on the inside of the jacket during the cutting process in such a way that in the course of the 1.25 revolutions of the support mandrel, the closure cap blank preferably executes exactly one full turn. In this way it is achieved that the support section can have an outer circumference which is smaller than an inner circumference of the jacket of the closure cap blank, which simplifies the insertion and / or removal of the support mandrel into or out of the interior of the closure cap blank. In addition, the generation of different sections of the slot geometry in the course of more than one revolution can be advantageous, especially in the case of a complex slot geometry, which includes, for example, intersecting slot sections.
Ebenso ist es auch denkbar, dass zur Durchführung eines vollständigen Schneidvorgangs der Verschlusskappenrohling selbst mehr als einen vollständigen Umlauf durchführt. Es versteht sich, dass im Falle von mehreren für einen vollständigen Schneidvorgang erforderlichen Umläufen die Schneidstrecke in der Regel einen längeren Abschnitt des Transportweges umfasst, als im Falle eines Schneidvorgangs, welcher nur einen Umlauf erfordert.It is also conceivable that the blanking cap itself performs more than one complete revolution in order to carry out a complete cutting process. It goes without saying that in the case of several revolutions required for a complete cutting process, the cutting path generally comprises a longer section of the transport path than in the case of a cutting process which only requires one revolution.
Bevorzugt umfasst die Synchronisationseinrichtung einen Synchronisationsmechanismus, welcher eine Achse der drehbaren Lagerung des Stützdorns mechanisch mit einer Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Schneidstrecke synchronisiert. Ein mechanischer Synchronisationsmechanismus umfasst typischerweise ein Getriebe, welches die Achse, d.h. einen Achskörper oder eine Welle, des Stützdorns mit dem Vorschub der Transporteinrichtung koppelt. Das Getriebe kann dabei form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkende Komponenten wie z.B. Zahnräder, Reibrollen, ringförmige Innenverzahnungen oder Zugmitteltriebe wie Keil-/Zahnriemen oder Ketten etc. umfassen. Typischerweise ist das Getriebe derart ausgestaltet, dass eine Zwangskopplung zwischen der Drehbewegung der Achse und dem Vorschub der Transporteinrichtung besteht. Bevorzugt umfasst der Synchronisationsmechanismus einen gegenüber der Transporteinrichtung feststehenden Ring mit einer Innenverzahnung, auf welcher ein mit der Achse der drehbaren Lagerung des Stützdorns zusammenwirkendes, insbesondere fest mit der Achse verbundenes, Zahnrad bei der Bewegung der Transporteinrichtung zumindest im Bereich der Schneidstrecke abrollt.The synchronization device preferably comprises a synchronization mechanism which mechanically synchronizes an axis of the rotatable mounting of the support mandrel with a movement of the transport device along the cutting path. A mechanical synchronization mechanism typically comprises a gearbox which couples the axis, i.e. an axle body or a shaft, of the support mandrel with the feed of the transport device. The transmission can include components that interact with each other in a form-fitting and / or force-fitting manner, such as gear wheels, friction rollers, ring-shaped internal gears or traction drives such as V-belts / toothed belts or chains, etc. The transmission is typically designed in such a way that there is a forced coupling between the rotary movement of the axis and the advance of the transport device. The synchronization mechanism preferably comprises a ring with internal toothing that is stationary opposite the transport device and on which a toothed wheel that interacts with the axis of the rotatable mounting of the support mandrel, in particular that is firmly connected to the axis, rolls during the movement of the transport device, at least in the area of the cutting path.
Das Getriebe kann selbstverständlich auch eine Kupplungsvorrichtung aufweisen, durch welche die beiden Bewegungen im Bedarfsfall, z.B. zur Wartung, entkoppelt werden können.The transmission can of course also have a coupling device, by means of which the two movements can be decoupled if necessary, e.g. for maintenance.
Ebenso ist es denkbar, dass die Synchronisationseinrichtung auf elektrischem Wege bewerkstelligt wird, z.B. durch eine entsprechende Steuerung von separaten Antrieben für den Vorschub der Transporteinrichtung und die Drehbewegung des Stützdorns. Hierzu umfasst die Synchronisationseinrichtung bevorzugt einen ersten elektrischen Motor zum Antrieb einer Achse der drehbaren Lagerung des Stützdorns, einen zweiten elektrischen Motor für die Bewegung der Transporteinrichtung entlang der Schneidstrecke, d.h. für den Vorschub der Transporteinrichtung, und eine Steuerungsvorrichtung zur Synchronisierung einer Bewegung des ersten Motors und des zweiten Motors. Als elektrische Motoren können dabei z.B. Servomotoren, Schrittmotoren oder Linearmotoren bzw. Kombinationen derselben zum Einsatz kommen, mit welchen die gewünschten Bewegungen erreicht werden. Die Synchronisationseinrichtung kann z.B. einen separat angetriebenen Zahnriemen umfassen, welcher über ein auf der Achse des Stützdorns sitzendes Ritzel die Drehbewegung des Stützdorns mit dem Vorschub der Transporteinrichtung synchronisiert. Alternativ kann z.B. auch jeder Stützdorn einen separaten Antrieb aufweisen.It is also conceivable that the synchronization device is accomplished electrically, for example by a corresponding control of separate drives for the advance of the transport device and the rotary movement of the support mandrel. For this purpose, the synchronization device preferably comprises a first electric motor for driving an axis of the rotatable mounting of the support mandrel, a second electric motor for moving the transport device along the cutting path, ie for advancing the transport device, and a control device for synchronizing a movement of the first motor and of the second motor. For example, servomotors, stepper motors or linear motors or combinations thereof can be used as electric motors, with which the desired movements can be achieved. The synchronization device can, for example, comprise a separately driven toothed belt which, via a pinion seated on the axis of the support mandrel, the Rotational movement of the support mandrel is synchronized with the advance of the transport device. Alternatively, for example, each support mandrel can also have a separate drive.
Die Synchronisationseinrichtung umfasst je nach Bedarf bevorzugt auch einen oder mehrere Sensoren, mit welchen z.B. eine Drehposition der Achse des Stützdorns und/oder eine Position der Transporteinrichtung überwacht bzw. gemessen werden kann. Die entsprechenden Messungen können von der Steuerung ausgewertet werden, womit eine laufende Anpassung der Synchronisation erfolgen kann. Ebenso versteht es sich, dass die Steuerung als Regelkreis ausgebildet sein kann.Depending on requirements, the synchronization device preferably also comprises one or more sensors with which, for example, a rotational position of the axis of the support mandrel and / or a position of the transport device can be monitored or measured. The corresponding measurements can be evaluated by the control, which means that the synchronization can be continuously adjusted. It is also understood that the control can be designed as a control loop.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Transporteinrichtung als Drehtisch ausgebildet, wobei bevorzugt mehrere Stützdorne entlang eines Umfangs des Drehtisches angeordnet sind. Dabei erstreckt sich die Schneidklinge des Schneidmessers bevorzugt längs des Umfangs des Drehtisches. Eine Drehachse des Drehtisches ist bevorzugt parallel zu den Drehachsen der Stützdorne angeordnet, wobei die Stützdorne bei Drehung des Drehtisches an dem Schneidmesser vorbeibewegt werden. Der Drehtisch kann z.B. zwei weitgehend parallel voneinander beabstandete und senkrecht zur Drehachse angeordnete Tragstrukturen aufweisen, an welchen die Stützdorne direkt oder indirekt gelagert sein können. Die Achsen der Stützdorne können dabei z.B. mit einem ihrer Endbereiche an einer der Tragstruktur drehbar gelagert sein. Der Drehtisch kann mit Vorteil aber auch derart ausgebildet sein, dass die Achsen der Stützdorne nur einseitig am Drehtisch gelagert sind. Es versteht sich, dass als Teil des Drehtischs selbst oder als separater, z.B. feststehender, Teil eine Unterstützung oder Führung für die Verschlusskapselrohlinge vorhanden sein kann, welche diese längs des Transportweges unterstützt bzw. führt. Eine Unterstützungsfläche ist dabei zumindest im Bereich der Schneidstrecke bevorzugt parallel zur Transportebene angeordnet.In a preferred embodiment, the transport device is designed as a turntable, with several support mandrels preferably being arranged along a circumference of the turntable. The cutting blade of the cutting knife preferably extends along the circumference of the turntable. An axis of rotation of the turntable is preferably arranged parallel to the axes of rotation of the support mandrels, the support mandrels being moved past the cutting knife when the turntable is rotated. The turntable can, for example, have two support structures which are largely parallel to each other and are arranged perpendicular to the axis of rotation, on which the support mandrels can be mounted directly or indirectly. The axes of the support mandrels can be rotatably mounted on one of the support structures, for example with one of their end areas. However, the turntable can advantageously also be designed in such a way that the axes of the support mandrels are only supported on one side of the turntable. It goes without saying that, as part of the turntable itself or as a separate, e.g. fixed, part, a support or guide for the closure capsule blanks can be present, which supports or guides them along the transport path. A support surface is preferably arranged parallel to the transport plane, at least in the region of the cutting path.
Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Herstellung einer Verschlusskappe für einen Behälter, umfassend eine Vorrichtung zum Herstellen eines Sicherungsrings wie vorliegend beschrieben sowie eine Vorrichtung zur Erzeugung eines nach innen gefalteten Abschnitts des Mantels der Verschlusskappe. Ein Falten nach innen bezeichnet hier ein Falten des Mantelabschnitts, insbesondere eines Abschnitts des Sicherungsrings, in einer Richtung, welche zum Innenraum der Verschlusskappe hin gerichtet ist.The invention also relates to an arrangement for producing a closure cap for a container, comprising a device for producing a securing ring as described here and a device for producing an inwardly folded section of the casing of the closure cap. An inward folding here denotes a folding of the jacket section, in particular a section of the securing ring, in a direction which is directed towards the interior of the closure cap.
Bevorzugt ist die Vorrichtung zur Erzeugung des nach innen gefalteten Abschnitts der Vorrichtung zum Herstellen des Sicherungsrings in der Verarbeitungsrichtung nachgeordnet. Die Verschlusskappe mit der in der erfindungsgemässen Vorrichtung erzeugten Schlitzgeometrie kann somit z.B. von deren Transporteinrichtung oder von einer weiteren Transportanlage der nachgeordneten Vorrichtung zur Erzeugung des gefalteten Abschnitts zugeführt werden. In diesem Fall wird der bereits durch die Schlitzgeometrie erzeugte Sicherungsring zumindest abschnittweise nach innen gefaltet, so dass die Herstellung der Verschlusskappe mit dem Falten abgeschlossen werden kann. Alternativ kann die Vorrichtung zur Erzeugung des nach innen gefalteten Abschnitts der Vorrichtung zum Herstellen des Sicherungsrings in der Verarbeitungsrichtung auch vorgeordnet sein. In diesem Fall kann ein Mantelabschnitt, welcher nach dem Herstellen der Schlitzgeometrie im Bereich des Sicherungsringes liegt, vorgängig nach innen gefaltet werden. Erfindungsgemäss behindert der bereits nach innen gefaltete Abschnitt den Schneidvorgang nicht, da der Stützdorn auch in diesem Fall mit seinem Stützbereich jeweils im momentanen Schneidbereich, insbesondere direkt, an der Mantelinnfläche anliegt.The device for producing the inwardly folded section of the device for producing the securing ring is preferably arranged downstream in the processing direction. The closure cap with the slot geometry generated in the device according to the invention can thus be fed to the downstream device for generating the folded section, for example, from its transport device or from a further transport system. In this case, the securing ring already generated by the slot geometry is folded inwards at least in sections, so that the production of the closure cap can be completed with the folding. Alternatively, the device for producing the inwardly folded section of the device for producing the securing ring can also be arranged upstream in the processing direction. In this case, a jacket section, which after the production of the slot geometry lies in the area of the locking ring, can be folded inward beforehand. According to the invention, the already inwardly folded section does not hinder the cutting process, since in this case too the support mandrel with its support area rests in the current cutting area, in particular directly, on the inner surface of the jacket.
In beiden Fällen bildet der nach innen gefaltete Teil des Sicherungsrings letztlich einen innenseitig am Mantel umlaufenden Vorsprung, welcher als ringartiger und gegebenenfalls unterbrochener Falz ausgebildet ist. Der Falz hintergreift beim Aufsetzen auf den Behälter, z.B. auf einen Flaschenhals, einen am Behälter ausgebildeten Wulst und sperrt somit den Sicherungsring im Sinne eines Widerhakens gegen ein Abziehen sperrt. Damit kann sichergestellt werden, dass der Sicherungsring am Behälter verbleibt, wenn der Grundteil der Verschlusskappe vom Sicherungsring ganz oder teilweise getrennt wird, d.h. die von der Schlitzgeometrie bereitgestellte Sollbruchstelle gebrochen wird.In both cases, the inwardly folded part of the securing ring ultimately forms a projection running around the inside of the jacket, which is designed as a ring-like and optionally interrupted fold. When it is placed on the container, e.g. on a bottle neck, the fold engages behind a bead formed on the container and thus locks the locking ring in the manner of a barb to prevent it from being pulled off. This ensures that the locking ring remains on the container when the base part of the closure cap is completely or partially separated from the locking ring, i.e. the predetermined breaking point provided by the slot geometry is broken.
Statt durch einen nach innen gefalteten Teils des Sicherungsrings kann der Vorsprung auch durch einen verdickten Mantelabschnitt gebildet sein. Es erübrigt sich in diesem Fall das Falten des Mantelabschnittes. Die Schlitzgeometrie kann aber auf dieselbe Weise erzeugt werden wie bei den Varianten mit Falz.Instead of an inwardly folded part of the securing ring, the projection can also be formed by a thickened jacket section. In this case, there is no need to fold the jacket section. The slot geometry can, however, be created in the same way as with the variants with a rebate.
Die Erfindung betrifft weiter auch ein Verfahren zur Herstellung einer Verschlusskappe für einen Behälter mit einer Anordnung wie vorliegend beschrieben, umfassend folgende Schritte:
- a) Bereitstellen eines Verschlusskappenrohlings;
- b) Herstellen eines Sicherungsrings durch Erzeugen einer Schlitzgeometrie im Mantel des Verschlusskappenrohlings in einem Schneidvorgang durch Abwälzen des Mantels entlang einer sich entlang einer Schneidstrecke erstreckenden Schneidklinge eines stationären Schneidmessers, deren Schneidenverlauf der zu erzeugenden Schlitzgeometrie entspricht,
wobei während des Abwälzens der Mantel durch einen Stützdorn gestützt wird, welcher um eine senkrecht zur Schneidstrecke orientierte Drehachse drehbar gelagert ist,
wobei in einem Stützabschnitt des Stützdorns, welcher während des Schneidvorgangs der Schneidklinge gegenüberliegt und mit welchem der Stützdorn in einem momentanen Schneidbereich, insbesondere direkt, an einer Mantelinnenfläche des Mantels anliegt, eine Nutgeometrie ausgebildet ist, welche der zu erzeugenden Schlitzgeometrie entspricht, und
wobei eine Drehbewegung des Stützdorns mit einem Vorschub des Mantels entlang der Schneidstrecke synchronisiert erfolgt, und
- a) providing a closure cap blank;
- b) production of a locking ring by generating a slot geometry in the jacket of the closure cap blank in a cutting process by rolling the jacket along a cutting blade of a stationary cutting knife which extends along a cutting path and whose cutting edge corresponds to the slot geometry to be produced,
during the rolling the jacket is supported by a support mandrel which is rotatably mounted about an axis of rotation oriented perpendicular to the cutting path,
wherein in a support section of the support mandrel which is opposite the cutting blade during the cutting process and with which the support mandrel rests in a momentary cutting area, in particular directly, on an inner surface of the jacket, a groove geometry is formed which corresponds to the slot geometry to be generated, and
wherein a rotational movement of the support mandrel is synchronized with an advance of the jacket along the cutting path, and
Insbesondere wird vor oder nach dem Herstellen des Sicherungsrings durch Erzeugung einer Schlitzgeometrie gemäss Schritt b) ein nach innen gefalteter Abschnitt des Mantels erzeugt.In particular, before or after the production of the securing ring, an inwardly folded section of the jacket is produced by producing a slot geometry in accordance with step b).
Wird der nach innen gefaltete Abschnitt vor dem Herstellen des Sicherungsrings erzeugt, kann eine Nachbearbeitung der bereits geschnittenen Verschlusskappe entfallen. Wird der nach innen gefaltete Abschnitt erst nach dem Herstellen des Sicherungsrings erzeugt, wird der Verschlusskappenrohling in ungefaltetem Zustand bereitgestellt. Nach dem Herstellen des Sicherungsrings durch Erzeugung der Schlitzgeometrie in der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Verschlusskappe mit der eingebrachten Schlitzgeometrie der Vorrichtung zur Erzeugung eines gefalteten Abschnitts zugeführt. In dieser wird der mittels der erzeugten Schlitzgeometrie hergestellte Sicherungsring ausgehend vom Mantel der Verschlusskappe nach innen gefaltet.If the inwardly folded section is produced before the securing ring is produced, there is no need to rework the closure cap that has already been cut. If the inwardly folded section is only produced after the securing ring has been produced, the closure cap blank is provided in the unfolded state. After the securing ring has been produced by producing the slot geometry in the device according to the invention, the closure cap with the slot geometry introduced is fed to the device for producing a folded section. In this, the securing ring produced by means of the slot geometry produced is folded inwards, starting from the jacket of the closure cap.
Unter einem ungefalteten Mantel des Verschlusskappenrohlings wird hierbei verstanden, dass der Mantel in radialer Richtung einlagig ausgebildet ist, d.h. dass keine Abschnitte des Mantels in einer Richtung senkrecht zur Drehachse des Stützdorns überlappend angeordnet sind.An unfolded jacket of the closure cap blank is understood here to mean that the jacket is configured in a single layer in the radial direction, that is to say that there are no sections of the jacket are arranged overlapping in a direction perpendicular to the axis of rotation of the support mandrel.
Indem erfindungsgemäss der Stützdorn im momentanen Schneidbereich mit dem Stützbereich, insbesondere direkt, an einer Mantelinnenfläche des Mantels anliegt, ist der Mantel während des Schneidvorgangs vom Stützdorn unterstützt. Der Stützbereich bildet somit eine wohldefinierte Schneidunterlage zur Erzeugung der Schlitzgeometrie. Insbesondere kann die Schneidklinge vollständig durch den Mantel hindurchdringen und z.B. in die Nutgeometrie eingreifen, ohne dass andere Teil der Verschlusskappe oder des Stützdorns beschädigt werden können. Die Synchronisierung der Drehbewegung mit dem Vorschub des Mantels entlang der Schneidstrecke erfolgt dabei bevorzugt derart, dass in jedem Moment während des Schneidvorgangs im momentanen Schneidbereich der Schneide der Schneidklinge gegenüberliegend ein Abschnitt der Nutgeometrie angeordnet ist.Since, according to the invention, in the current cutting area, the support mandrel rests with the support area, in particular directly, on an inner surface of the jacket, the jacket is supported by the support mandrel during the cutting process. The support area thus forms a well-defined cutting base for generating the slot geometry. In particular, the cutting blade can penetrate completely through the jacket and, for example, intervene in the groove geometry without other parts of the closure cap or the support mandrel being able to be damaged. The rotational movement is synchronized with the advance of the jacket along the cutting path in such a way that a section of the groove geometry is arranged opposite the cutting blade at every moment during the cutting process in the current cutting area of the cutting edge.
Bevorzugt wird bei der Durchführung des Verfahrens während des Schneidvorgangs die Schneidklinge, insbesondere deren Schneide, mit der Nutgeometrie im Stützabschnitt des Stützdorns zum Eingriff gebracht.When carrying out the method, the cutting blade, in particular its cutting edge, is preferably brought into engagement with the groove geometry in the support section of the support mandrel during the cutting process.
Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.Further advantageous embodiments and combinations of features of the invention emerge from the following detailed description and the entirety of the patent claims.
Die zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels verwendeten Zeichnungen zeigen schematisch:
- Fig. 1a-1c
- eine Verschlusskappe mit einem Sicherungsring zum Verschliessen eines Behälters;
- Fig. 2a
- eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung durch einen Stützdorn mit einem Verschlusskappenrohling mit ungefaltetem Mantel;
- Fig. 2b
- einen Ausschnitt einer Querschnittsansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung durch einen Stützdorn mit einem Verschlusskappenrohling mit gefaltetem Mantel;
- Fig. 3
- eine Ansicht eines Schneidmessers mit zwei Schneidklingen sowie einer Nutgeometrie des Stützdorns;
- Fig. 4
- eine ausschnittweise Aussenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung im Bereich einer Schneidstrecke ohne Verschlusskappenrohling;
- Fig. 5
- eine kombinierte Aussenansicht mit Teilschnittansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung im Bereich einer Schneidstrecke ohne Verschlusskappenrohling;
- Fig. 6
- eine Draufsicht längs einer Drehachse eines Stützdorns auf einen kreisförmig gekrümmten Transportweg in einer Schneidstrecke entlang eines gekrümmten Schneidmessers;
- Fig. 7
- eine erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer Transporteinrichtung umfassend einen Drehtisch und einem feststehenden Synchronisationsring;
- Fig. 8
- eine erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer Transporteinrichtung umfassend einen Drehtisch und mit einem separat angetriebenen Synchronisationsriemen.
- Figures 1a-1c
- a closure cap with a locking ring for closing a container;
- Fig. 2a
- a cross-sectional view of a device according to the invention through a support mandrel with a closure cap blank with an unfolded jacket;
- Figure 2b
- a detail of a cross-sectional view of a device according to the invention through a support mandrel with a closure cap blank with a folded jacket;
- Fig. 3
- a view of a cutting knife with two cutting blades and a groove geometry of the support mandrel;
- Fig. 4
- a detail of the exterior view of the device according to the invention in the area of a cutting section without a blanking cap;
- Fig. 5
- a combined exterior view with a partial sectional view of a device according to the invention in the area of a cutting path without a blanking cap;
- Fig. 6
- a plan view along an axis of rotation of a support mandrel on a circularly curved transport path in a cutting path along a curved cutting knife;
- Fig. 7
- a device according to the invention with a transport device comprising a turntable and a stationary synchronization ring;
- Fig. 8
- a device according to the invention with a transport device comprising a turntable and with a separately driven synchronization belt.
Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In principle, the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.
Die Verschlusskappe 1 umfasst eine kreisförmige Stirnseite 2 sowie einen weitgehend rohrstutzenförmigen Mantel 3, welcher sich konzentrisch mit der Hauptachse A der Verschlusskappe 1 von der Stirnseite 2 weg erstreckt. Die Stirnseite 2 schliesst den rohrstutzenförmigen Mantel 3 an einem Längsende in Richtung der Hauptachse A ab und ist konzentrisch mit dieser angeordnet. Die Verschlusskappe 1 ist abgesehen von einer im Mantel 3 vorhandenen Schlitzgeometrie 6 (siehe unten) sowie z.B. einem innenseitig allenfalls vorhandenen Innengewinde (nicht dargestellt) bezüglich der Hauptachse A im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.The
Der Mantel 3 kann in drei Längenabschnitte 3.1 bis 3.3 unterteilt werden. Der Mantelabschnitt 3.1 zusammen mit der Stirnseite 2 bildet ein Grundteil 4 der Verschlusskappe 1, welches die Öffnung des Flaschenhalses verschliesst. Das Grundteil 4 weist typischerweise innenseitig am Mantel 3 ein Verbindungsmittel wie ein Innengewinde oder ein Schnappmittel auf (nicht gezeigt), mit welchem es am Flaschenhals durch Aufschrauben oder Aufschnappen befestigt werden kann. Aussenseitig am Mantelabschnitt 3.1 ist eine Längsriffelung vorhanden, welche das manuelle Abnehmen des Grundteils 4 vom Flaschenhals z.B. durch eine Schraubbewegung erleichtert.The
Der Mantelabschnitt 3.3 bildet einen Sicherungsring 5, welcher bei einem Abnehmen des Grundteils 4 von der Flasche am Flaschenhals verbleibt. Zu einem offenen Ende des Mantels 3 hin weist der Mantelabschnitt 3.3 einen Unterabschnitt 3.3a auf, welcher zum Falten in einen Innenraum 1.1 der Verschlusskappe 1 vorgesehen ist. In den
Zwischen dem Grundteil 4 und dem Sicherungsring 5 ist die Schlitzgeometrie 6 ausgebildet, welche vorliegend zwei unzusammenhängende, teilweise umlaufende Schlitze 6.1 und 6.2 umfasst. Die Schlitze 6.1 und 6.2 sind in Längsrichtung A beabstandet am Mantel 3 ausgebildet. Da die Schlitzgeometrie 6 somit zweilagig ausgebildet ist, entsteht der weitere Mantelabschnitt 5.2, welcher einen Zwischenring zwischen dem Grundteil 4 und dem Sicherungsring 5 bildet. Es versteht sich, dass bei einlagiger Schlitzgeometrie 6, d.h. falls z.B. nur der Schlitz 6.1 vorhanden ist, der Mantelabschnitt 5.2 und damit der Zwischenring entfällt. Die Schlitzgeometrie 6 ist mittels einer erfindungsgemässen Vorrichtung hergestellt und wirkt zumindest teilweise als Sollbruchstelle zum ganzen oder teilweisen Trennen des Grundteils 4 vom Sicherungsring 5 während eines erstmaligen Abnehmens des Grundteils 4 vom Flaschenhals.The slot geometry 6 is formed between the
Der Schlitz 6.1 begrenzt das Grundteil 4 in Längsrichtung A und ist bis auf einen breiten Unterbruch 6.1a weitgehend vollständig umlaufend ausgebildet. Der breite Unterbruch 6.1a bildet eine Verbindungsstelle zwischen dem vom Mantelabschnitt 3.2 gebildeten Zwischenring und dem Grundteil 4, welche beim Abnehmen des Grundteils 4 nicht zum Trennen vorgesehen ist. Der weitere Verlauf des Schlitzes 6.1 weist mehrere schmale Unterbrüche 6.1b auf, welche Halte- bzw. Stützstege zwischen dem Grundteil 4 und dem vom Mantelabschnitt 3.2 gebildeten Zwischenring bereitstellen. Die Halte- bzw. Stützstege bilden Sollbruchstellen, welche bei einem erstmaligen Abnehmen des Grundteils 4 vom Flaschenhals zur Trennung vorgesehen sind, d.h. gebrochen werden. An den zum Unterbruch 6.1a hin gerichteten Enden ist der Schlitz 6.1 zur Stirnseite 2 hin abgewinkelt, d.h. weist Endabschnitte 6.1c auf, welche einen Winkel kleiner als 90° gegenüber der Richtung A aufweisen.The slot 6.1 delimits the
Der Schlitz 6.2 umläuft den Mantel 3 nur teilweise und weist einen breiten Unterbruch 6.2a auf, der in
Nach einem erstmaligen Abnehmen des Grundteils 4, d.h. wenn die Halte- bzw. Stützstege 6.1b und 6.2b getrennt bzw. gebrochen wurden, bleibt das Grundteil 4 somit via dem vom Mantelabschnitt 3.2 gebildeten Zwischenring über die vom breiten Unterbruch 6.1a des Schlitzes 6.1 und dem breiten Unterbruch 6.2a des Schlitzes 6.2 gebildeten Verbindungsstellen mit dem Sicherungsring 5 verbunden. Grundteil 4, Zwischenring und Sicherungsring 5 können somit nach dem ersten Abnehmen zickzackförmig zueinander auseinandergezogen werden, wobei die von den breiten Unterbrüchen 6.1a und 6.2a gebildeten Verbindungsstellen als gelenkige Verbindung zwischen den Teilen dienen. Dies ermöglicht ein einfach abnehmbares und wieder aufsetzbares Grundteil 4 der Verschlusskappe 1, welches unverlierbar über den Zwischenring mit dem am Flaschenhals verankerten Sicherungsring 5 verbunden bleibt. Zudem ist sichergestellt, dass ein erstmaliges Öffnen des Behälters, d.h. ein erstmaliges Abnehmen des Grundteils 4, unmittelbar für einen Verbraucher erkennbar ist.After the
Ein grösster radialer Durchmesser d des Stützdorns 12 im Stützbereich 12.1 ist kleiner als der grösste radiale Durchmesser D einer axialen endseitigen Öffnung des Verschlusskappenrohlings 1A. Die endseitige Öffnung ist vorliegend durch den ungefalteten Unterabschnitt 3.3a des Mantelabschnitts 3.3 bestimmt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Stützdorn 12 in einem Ladebereich der Vorrichtung 10 (nicht gezeigt), in welchem der Verschlusskappenrohling 1A von der Transporteinrichtung 11 erfasst wird, einfach in den Innenraum 1.1 eingebracht werden kann. Ebenso kann der Stützdorn 12 zur Entnahme der fertiggestellten Verschlusskappe 1 in einem Entnahmebereich (nicht gezeigt) wieder einfach aus dem Innenraum 1.1 ausgebracht werden. Aufgrund des kleineren Durchmessers d sind die Drehachse B des Stützdorns 12 und die Hauptachse A des Verschlusskappenrohlings 1A zueinander versetzt, d.h. nicht koaxial angeordnet.A largest radial diameter d of the
Der Stützbereich 12.1 weist einen kreiszylindrischen Abschnitt 12.2 auf, mit welchem der Stützdorn 12 in einem beim Schneidmesser 13 angeordneten momentanen Schneidbereich direkt an einer Innenseite des Mantels 3, insbesondere im Mantelabschnitt 3.2, des Verschlusskappenrohlings 1A anliegt. Der Stützdorn 12 ist um eine Drehachse B drehbar an einem Drehtisch 14 der Vorrichtung 10 angeordnet (siehe z.B.
Das feststehende Schneidmesser 13 ist an einer gegenüber dem Drehtisch 14 feststehenden Haltestruktur 15 der Vorrichtung 10 derart angeordnet, dass eine Schneidklinge 13.2 des Schneidmessers 13 im Bereich des Mantels 3 in den Transportweg des Verschlusskappenrohlings 1A hineinragt. Eine Anlagefläche 15.1 der Haltestruktur 15 dient der lateralen, d.h. senkrecht zur Drehrichtung B gerichteten, Unterstützung des Verschlusskappenrohlings 1A an einer Aussenseite des Mantelabschnitts 3.1 (siehe auch
Im Stützbereich 12.1 am kreiszylindrischen Abschnitt 12.2 ist eine Nutgeometrie 7 ausgebildet, welche vorliegend zwei Nutabschnitte 7.1 und 7.2 umfasst. Die Nutgeometrie 7, d.h. die Nutabschnitte 7.1 und 7.2, sind derart ausgebildet und angeordnet, dass die jeweils im momentanen Schneidbereich angeordneten Abschnitte einer Schneide der Schneidklinge 13.1 oder 13.2 (siehe auch
Die untere Schneidklinge 13.1 umfasst zwei durch einen breiten Unterbruch 13.1a getrennte Abschnitte. Jeder dieser Abschnitte weist mehrere schmale Unterbrüche 13.1b auf. Zum breiten Unterbruch 13.1a hin sind endseitig abgewinkelte Abschnitte 13.1c1 ausgebildet, welche gegenüber der Richtung B geneigt sind, d.h. einen Winkel β <90° aufweisen. Die Länge der Schneidklinge 13.1 in ihrer Hauptrichtung längs des Transportweges T ist derart bemessen, dass diese wenigstens der Länge eines äusseren Umfangs des Mantels 3 des Verschlusskappenrohlings 1A entspricht. Mit der Schneidklinge 13.1 wird der Schlitz 6.1 erzeugt, wobei nach einem vollständigen Umlauf des Verschlusskappenrohlings 1A die von Endbereichen 13.1d und 13.1e erzeugten Schlitzbereiche aneinandergrenzen bzw. geringfügig überlappen. Der von der Schneidklinge 13.1 erzeugte Schnitt 6.1 ist somit an den äusseren, vom breiten Unterbruch 6.1a abgewandten Enden durchgehend ausgebildet. Der breite Unterbruch 13.1a der Schneidklinge 13.1 erzeugt den Unterbruch 6.1a des Schlitzes 6.1, während die schmalen Unterbrüche 13.1b die schmalen Unterbrüche 6.1b erzeugen.The lower cutting blade 13.1 comprises two sections separated by a wide interruption 13.1a. Each of these sections has several narrow interruptions 13.1b. Towards the wide interruption 13.1a, angled sections 13.1c1 are formed at the ends, which are inclined with respect to the direction B, i.e. have an angle β <90 °. The length of the cutting blade 13.1 in its main direction along the transport path T is dimensioned such that it corresponds at least to the length of an outer circumference of the
Die Schneidklinge 13.2 ist in Transportrichtung T mittig über der Schneidklinge 13.1 angeordnet. Im Bereich des breiten Unterbruchs 13.1a weist die Schneidklinge 13.2 eine Ausbuchtung 13.2c in Richtung der Drehachse B auf. Die Ausbuchtung 13.2c setzt sich aus drei Schneidenabschnitten 13.2c1 und 13.2c2 zusammen. Die Schneidenabschnitte 13.2c1 sind gegenüber der Richtung B geneigt, d.h. weisen einen Winkel α <90° auf. Zwischen den geneigten Schneidenabschnitten 13.2c1 ist der Schneidenabschnitt 13.2c2 angeordnet, welcher senkrecht zur Richtung B verläuft. Die Ausbuchtung 13.2c erzeugt die Ausbuchtung 6.2a des Schlitzes 6.2. Ausserhalb der Ausbuchtung 13.2c weist die Schneidklinge 13.2 mehrere schmale Unterbrüche 13.2b auf, welche die Unterbrüche 6.2b im Schlitz 6.2 erzeugen.The cutting blade 13.2 is arranged centrally above the cutting blade 13.1 in the transport direction T. In the area of the wide interruption 13.1a, the cutting blade 13.2 has a bulge 13.2c in the direction of the axis of rotation B. The bulge 13.2c is seated composed of three cutting edge sections 13.2c1 and 13.2c2. The cutting edge sections 13.2c1 are inclined with respect to the direction B, ie have an angle α <90 °. The cutting edge section 13.2c2, which runs perpendicular to the direction B, is arranged between the inclined cutting edge sections 13.2c1. The bulge 13.2c produces the bulge 6.2a of the slot 6.2. Outside the bulge 13.2c, the cutting blade 13.2 has several narrow interruptions 13.2b, which produce the interruptions 6.2b in the slot 6.2.
Die Schneidklinge 13.2 ist gesamthaft kürzer ausgebildet, als die Schneidklinge 13.1 und überdeckt somit nur einen Teil des Aussenumfangs des Verschlusskappenrohlings 1A. Damit ergibt sich aufgrund der schneidenfreien Abschnitte 13.2a längs S der breite Unterbruch 6.2a des Schlitzes 6.2.The cutting blade 13.2 is overall shorter than the cutting blade 13.1 and thus only covers part of the outer circumference of the closure cap blank 1A. This results in the wide interruption 6.2a of the slot 6.2 due to the cutting-free sections 13.2a along S.
Der untere Abschnitt der
Die Anlagefläche 15.1 weist eine Zahnung auf, welche mit der Längsriffelung der Aussenseite des Mantelabschnitts 3.1 derart zusammenwirkt, dass der Verschlusskappenrohling 1A bei einem Vorschub V des Stützdorns 12 längs der Transportrichtung mitgedreht wird. Die Zahnung der Anlagefläche 15.1 wirkt somit als eine Innenverzahnung, in welche die Längsriffelung zahnradartig eingreift. Ein Abstand des Stützdorns 12 von der Anlagefläche 15.1 sowie den Schneidklingen 13.1 und 13.2 ist derart bemessen, dass der Verschlusskappenrohling 1A zwischen Stützbereich 12.1 und der Anlagefläche 15.1 sowie den Schneidklingen 13.1 und 13.2 angeordnet oder eingeklemmt sein kann. Wie aus
Das Schneidmesser 13 kann modular aufgebaut sein und insbesondere ein einfach auswechselbares Schneidenmodul 13.3 aufweisen, in welchem die geneigten Abschnitte 13.1c1 und 13.2c1 angeordnet sind. Da diese Abschnitte erfahrungsgemäss einem höheren Verschleiss ausgesetzt sind, ist es von Vorteil, zumindest diesen Bereich separat austauschbar auszugestalten.The cutting
Der Drehtisch 14 ist um eine Drehachse C drehbar an einer feststehenden Haltestruktur (nicht gezeigt) der Vorrichtung 10 gelagert. Eine Drehbewegung r des Drehtisches 14 um die Drehachse C definiert den Vorschub V des Stützdorns 12 der Transporteinrichtung 11 längs des Transportweges T. Bei der Ausführungsform der Vorrichtung 10 mit Drehtisch 14 ist der Transportweg T somit kreisförmig. Es versteht sich, dass längs des Umfangs mehrere Stützdorne 12 am Drehtisch 14 drehbar gelagert angeordnet sein können, welche gleichzeitig längs des Transportweges T bewegt werden und nacheinander die Schneidstrecke S passieren.The
An einem koaxial mit der Drehachse B angeordneten Achskörper 12.3 des Stützdorns 12 ist koaxial mit der Drehachse B ein Zahnrad 12.4 fest angeordnet. Das Zahnrad 12.4 rollt an einer Innenverzahnung 17.1 eines bezüglich des Drehtisches 14 feststehenden Rings 17 ab. Auf diese Weise kann eine Synchronisation der Drehbewegung R des Stützdorns 12 mit dem durch die Drehbewegung des Drehtisches 14 gegebenen Vorschub V erreicht werden. Die Drehbewegungen R und r weisen dabei einen entgegengesetzten Drehsinn auf. Bei geeigneter Ausbildung der Verzahnung kann die Synchronisation derart gewählt werden, dass die Mantelfläche 12.2 des Stützdorns 12 umfassend die Nutgeometrie 7 exakt auf dem Schneidmesser 13 abgewälzt wird, sodass die Schneiden der Schneidklingen 13.1 und 13.2 im momentanen Schneidbereich jeweils in den Nutabschnitten 7.1 und 7.2 angeordnet sein können. Das Zahnrad 12.4 zusammen mit dem Ring 17 bildet somit Teile einer einfach auszubildenden Synchronisationseinrichtung der Vorrichtung 10. Bei mehreren Stützdornen 12 können die Zahnräder 12.4 aller Stützdorne 12 auf demselben Ring 17 abrollen, sodass dieser die Drehbewegungen R der Stützdorne 12 um die jeweiligen Drehachsen B koppelt.A gear 12.4 is fixedly arranged coaxially with the axis of rotation B on an axle body 12.3 of the
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit einer Vorrichtung gemäss der Erfindung eine besonders zuverlässige und kostengünstige Herstellung von Verschlusskappen mit einem Sicherungsring für Behälter ermöglicht, wobei komplexe Schlitzgeometrien zur Erzeugung einer Sollbruchstelle zwischen dem Grundteil und dem Sicherungsring erzeugbar sind.In summary, it can be stated that a device according to the invention enables particularly reliable and cost-effective production of closure caps with a locking ring for containers, with complex slot geometries being able to be created to create a predetermined breaking point between the base part and the locking ring.
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet, dass
characterized in that
wobei während des Abwälzens der Mantel durch einen Stützdorn gestützt wird, welcher um eine senkrecht zur Schneidstrecke orientierte Drehachse drehbar gelagert ist,
wobei in einem Stützabschnitt des Stützdorns, welcher während des Schneidvorgangs der Schneidklinge gegenüberliegt und mit welchem der Stützdorn in einem momentanen Schneidbereich, insbesondere direkt, an einer Mantelinnenfläche des Mantels anliegt, eine Nutgeometrie ausgebildet ist, welche der zu erzeugenden Schlitzgeometrie entspricht, und
wobei eine Drehbewegung des Stützdorns mit einem Vorschub des Mantels entlang der Schneidstrecke synchronisiert erfolgt.
during the rolling the jacket is supported by a support mandrel which is rotatably mounted about an axis of rotation oriented perpendicular to the cutting path,
wherein in a support section of the support mandrel, which is opposite the cutting blade during the cutting process and with which the support mandrel in a current cutting area, in particular directly, on a The inner surface of the jacket rests, a groove geometry is formed which corresponds to the slot geometry to be generated, and
wherein a rotary movement of the support mandrel is synchronized with an advance of the jacket along the cutting path.
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