EP3812342A1 - Verfahren und vorrichtung zum verschliessen eines behälters mit einem schraubverschluss - Google Patents

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Publication number
EP3812342A1
EP3812342A1 EP20201289.4A EP20201289A EP3812342A1 EP 3812342 A1 EP3812342 A1 EP 3812342A1 EP 20201289 A EP20201289 A EP 20201289A EP 3812342 A1 EP3812342 A1 EP 3812342A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
closure receptacle
closure
predetermined
longitudinal direction
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20201289.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Ludwig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3812342A1 publication Critical patent/EP3812342A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2073—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means
    • B67B3/208—Electrical means responsive to the torque applied and acting on motor control means, e.g. strain gauges or power measurement means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67B3/2073—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2066—Details of capping heads

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for closing a container with a screw cap, preferably for closing a beverage container in a beverage filling plant.
  • closure devices for example, mechanical systems are used in which the closure receptacle is connected to a drive via a magnetic coupling constant rotation speed is rotated. The rotation comes to a standstill when a limit torque in the magnetic coupling is exceeded.
  • servomotors for providing the rotation of the closure receptacle.
  • closure receptacle is also moved in its vertical position or height, for example in order to receive the closure, to move the closure onto the container, to follow a linear movement in the direction of the container while it is being unscrewed or to provide it, and to separate the closure receptacle from the closed container after the closure has been successfully applied.
  • a roller which is connected to the locking head having the locking receptacle, runs in a groove or guide channel.
  • devices for closing containers are known in which, instead of the mechanical lifting cam, the movements of the closure receptacle are generated by a linear motor.
  • a method for closing a container with a screw cap preferably for closing a beverage container in a beverage filling plant, comprising the steps of receiving a screw cap in a closure receptacle; moving the shutter receiver in a longitudinal direction to an initial height position; and rotating the closure receptacle in a predetermined direction of rotation at a first rotational speed.
  • the method is further characterized in that when a predetermined height position of the closure receptacle or a predetermined change in height of the closure receptacle is reached, the closure receptacle is rotated at a second rotational speed different from the first rotational speed.
  • the height position and / or the change in height is preferably determined relative to the initial height position.
  • the closure receptacle is preferably moved relative to the longitudinal direction of the closure receptacle.
  • the closure receptacle rotates at a second rotational speed different from the first rotational speed, it is possible to screw a screw cap at different speeds onto the one container mouth of a container to be closed.
  • the speed of rotation of the screwing-on movement of the screw cap can therefore be adapted over the course of the screwing-on process.
  • the method for closing can be adapted to different desired parameters, taking into account the respective materials used.
  • the second rotational speed is preferably lower than the first rotational speed.
  • the closure receptacle in a first section of the screwing on, can be rotated at a high rotational speed, so that the screw cap can be screwed quickly onto the container mouth in the first section of the screwing on.
  • the closure receptacle in a second section following the first section, can then be slowly unscrewed at the second rotational speed, which is preferably significantly lower than the first rotational speed, so that the unscrewing process can initially take place rapidly and then particularly precisely towards its end.
  • a comparatively high torque can be provided, which may be necessary to move the tamper-evident band of the screw cap over the tamper-evident band ring at the mouth.
  • the method can be designed in such a way that in the first section, before reaching the predetermined height position of the lock receptacle or the predetermined change in height of the lock receptacle, the torque with regard to the intended closing torque or opening torque is disregarded and is only considered in the second section.
  • the height position or the change in height is preferably predetermined in such a way that the seal is pressed into the mouth and / or the tamper-evident band has jumped over the tamper-evident band on the container in the first section before the predetermined height position or the given height change is reached.
  • This makes it possible to set the opening moment independently of the pressing in of the seal and / or the skipping of the tamper-evident band ring or the sliding of the tamper-evident band, and thus to be decoupled from one another.
  • undesirably high torques which are required for the aforementioned pressing in and / or skipping, and which are often above the desired closing torque or opening torque, can thereby be decoupled from the setting of the opening torque.
  • the screw cap is not screwed on as intended, but only up to one of the cases just mentioned, something up to the (incomplete) pressing in of the seal or up to the area in which the tamper-evident band is pushed against / over the tamper-evident band ring , the container is therefore only partially closed.
  • any combination of angular speeds or rotational speeds can be combined.
  • the closure receptacle is preferably rotated about an axis of rotation which is formed parallel to the longitudinal direction.
  • the initial height position preferably corresponds to a predetermined initial height position.
  • the initial height position can also be determined by detecting a force or force change in the longitudinal direction acting on the closure receptacle, the initial height position corresponding to a height position of the closure receptacle at which a predetermined force acts on the closure receptacle in the longitudinal direction.
  • the force or force change in the longitudinal direction occurs here, for example, as soon as the screw cap touches the container mouth. With a further movement of the closure receptacle in the longitudinal direction towards the container, the force in the longitudinal direction increases accordingly.
  • a linear motor for moving the closure receptacle in the longitudinal direction
  • the force in the longitudinal direction can be determined by detecting and converting a current supplied to the linear motor. After the container mouth comes into contact with the screw cap accommodated in the closure receptacle, the current increases, in particular due to the increase in the drag error of the linear motor, when the linear motor is given a speed in the longitudinal direction.
  • the predetermined change in height can preferably correspond to the change in the position of the closure receptacle in the longitudinal direction in relation to the initial height position. This can ensure that the screw cap is always reproducibly screwed on from the initial height position in the longitudinal direction by the same amount in the longitudinal direction for each container to be closed.
  • the predetermined height position is essentially constant.
  • the switchover always takes place at a predetermined switchover height and is independent of the height at which the closure touches the container. For example, any influence that may arise as a result of the fact that the height at which the closure touches the container can vary, depending on how the thread starts of the screw closure and mouth are referenced or oriented to one another.
  • the closure receptacle after the closure receptacle has been moved to the initial height position until the predetermined height position or the predetermined height change, or in other words after bringing into contact with the container mouth until the predetermined height position or the predetermined height change is reached, the closure receptacle is pressed with a first force in the longitudinal direction against the container mouth.
  • a counter-torque to the closing moment can in particular be generated in order to fix the container during the closing process.
  • a support ring of the container is preferably pressed into a plate with points in order to fix the container against rotation about the longitudinal direction.
  • the screwing of the screw cap onto the container mouth can also be supported, whereby by specifying the magnitude of the force as the first force, the screwing on is supported by a known parameter, for example the penetration of the closure seal into the mouth may be supported.
  • the closure receptacle is subjected to the first force in the longitudinal direction.
  • the rotation of the closure receptacle at the first rotational speed and the application of the closure receptacle with the first force take place essentially simultaneously, starting after reaching the initial height position until reaching the predetermined height position or the predetermined change in height.
  • the first force is preferably applied by means of the linear motor, a first current value being fed to the linear motor.
  • a first current value being fed to the linear motor.
  • the linear motor follows this movement and thereby maintains the specified current, preferably essentially constant.
  • the first force is preferably greater than the predetermined force which is optionally applied to the closure receptacle for determining the initial height position and / or for aligning the screw cap with respect to the container mouth or the thread of the container mouth.
  • one or more control parameters of the linear drive can optionally be set to zero or tared.
  • the closure receptacle is pressed in the longitudinal direction against the container mouth with a second force different from the first force.
  • the second force is preferably greater than the first force.
  • the closure receptacle is subjected to the second force in the longitudinal direction.
  • the rotation of the closure receptacle at the second rotational speed and the application of the closure receptacle with the second force take place essentially simultaneously, beginning with or after the predetermined height position or the predetermined height change has been reached.
  • the closure receptacle is rotated at the second rotational speed and / or the closure receptacle is pressed with the second force in the longitudinal direction against the container mouth until a torque that is set by the rotation of the screw closure on the container mouth reaches a predetermined torque value. It can thereby be achieved that the screw cap is screwed and tightened through the closure receptacle onto the container mouth with a torque of known height, the torque of known height essentially corresponding to the predetermined torque value.
  • the holding torque is preferably essentially constant over the entire predetermined period of time.
  • the second force is preferably also maintained over the predetermined period of time.
  • the closure receptacle can be moved from a transfer position to a pre-position in the longitudinal direction at a relatively high speed, preferably at a speed in a range of 1 m / s to 5 m / s, preferably 2 m / s.
  • the pre-position can be selected in such a way that the screw cap taken in the closure receptacle is at a predetermined distance from the container mouth, so that the screw cap does not come into contact with the container mouth.
  • the closure receptacle before the closure receptacle is rotated at the first speed, the closure receptacle is lowered onto the container mouth in the longitudinal direction until the closure receptacle is pressed against the container mouth with a predetermined initial force in the longitudinal direction.
  • the speed in the longitudinal direction is preferably selected to be comparatively low, preferably in the range from 0.01 m / s to 0.1 m / s, particularly preferably 0.02 m / s to 0.05 m / s, particularly preferably 0.03 m / s.
  • the movement of the closure receptacle and / or the force in the longitudinal direction against the container mouth are provided by a linear motor, the first force being generated by specifying a first value of a control current of the linear motor, and / or the second force is generated by specifying a second value of the control current / regulating current of the linear motor.
  • the rotational speed and / or the torque applied to the closure receptacle by a rotary motor the rotational speed and / or the torque being controlled / regulated by controlling / regulating a control current / regulating current of the rotary motor
  • the holding torque is preferably generated by specifying a predetermined value of the control current / regulating current of the rotary motor.
  • a closing device for closing a container with a screw cap, preferably for closing a beverage container in a beverage filling plant with a screw cap, with the features of claim 9 solved.
  • a closing device for closing a container with a screw cap preferably for closing a beverage container in a beverage filling system with a screw cap
  • a closure receptacle for receiving a screw cap
  • a linear motor for moving the closure receptacle in a longitudinal direction
  • a rotary motor for rotating the Closure receptacle around the longitudinal direction at least in a predetermined direction of rotation.
  • the closing device is characterized in particular by a control / regulation which is set up and designed to carry out the method according to one of the preceding embodiments.
  • a beverage filling system comprising a filling device for filling containers with a filling product, and further comprising a closing device as described above.
  • FIG. 1 a side view of a closing device 1 for closing a container 6 with a screw cap 5 is shown schematically.
  • the closing device 1 can be used, for example, in a beverage filling plant in which containers filled by a filling device are fed to it in order to close the filled containers.
  • the closure device 1 comprises a closure receptacle 2 for receiving a screw closure 5.
  • the position of the closure receptacle 2 can be adjusted in a linear movement direction or longitudinal direction 30.
  • the longitudinal direction 30 is oriented essentially parallel to the longitudinal axis 32 of the closing device 1, which in the present case corresponds to the direction of the acceleration due to gravity. In other words, the height of the closure receptacle 2 can be changed so that it can assume different height positions.
  • the closure device 1 has a linear motor 3, in the present case optionally in the form of a servo motor.
  • the locking device 1 has a rotary motor 4, in the present case in the form of a servomotor, by means of which the locking receptacle 2 can be rotated in a direction of rotation 40 about an axis of rotation 42, which corresponds to the longitudinal axis 32 or the longitudinal direction 30.
  • a rotary motor 4 in the present case in the form of a servomotor, by means of which the locking receptacle 2 can be rotated in a direction of rotation 40 about an axis of rotation 42, which corresponds to the longitudinal axis 32 or the longitudinal direction 30.
  • the screw cap 5 can experience a screwing movement and thus be screwed onto a container mouth 7 of the container 6 provided with an external thread, so that the container 6 can be closed with the screw cap 5.
  • the locking device 1 also has a control / regulation system, not shown here, which is set up and designed to control / regulate the movement of the closure receptacle 2.
  • the control / regulation controls the linear motor 3 and the rotary motor 4.
  • the control / regulation is designed and set up to detect the height position of the closure receptacle 2 and various control parameters / regulation parameters of the linear motor 3 and the rotary motor 4.
  • Figure 2 shows schematically a diagram which shows a height position H of the closure receptacle 2 of the closure device 1 Figure 1 , illustrates a rotation speed ⁇ of the closure receptacle 2 and a control current / regulating current I of the rotary motor 4 of the closure device 1 over the time t.
  • Figure 3 a diagram is shown schematically, which shows the height position of the closure receptacle 1 and a control current / regulating current I L of the linear motor 2 of the closure device 1 Figure 1 illustrated over time t.
  • the closure receptacle 2 After the closure receptacle 2 has taken over a screw cap 5 from a closure feeder (not shown) and the control system triggers a corresponding start signal, the closure receptacle 2 is moved in the longitudinal direction 30 from the takeover position in which the closure was taken over to a pre-position in the direction moved towards the container 6, for example at a speed of 2 m / s.
  • the pre-position is selected in such a way that the screw cap 5 does not come into contact with the container mouth 7 in any case.
  • the speed in the longitudinal direction 30 is reduced to 0.03 m / s and the control current / regulating current IL of the linear motor 3 is detected at the same time.
  • a force acting on the closure receptacle 2 in the longitudinal direction 30 is determined by means of the control current / regulating current IL. If the force acting in the longitudinal direction 30 reaches a predetermined initial value, for example 88 N, which corresponds to a corresponding control current / regulating current, the height position of the closure receptacle 2 present at this predetermined force value is recorded as the initial height position H0. Pressing the closure receptacle 2 or the screw closure 5 against the container mouth 7 with the initial force aligns the screw cap 5 with respect to the container mouth 7.
  • a constant first control current IL, 1 is now fed to the linear motor 3 as a control variable / control variable, so that the closure receptacle 2 or the screw closure 5 accommodated therein is pressed in the longitudinal direction 30 against the container mouth 7 via the linear motor 3 with an essentially constant first force .
  • control parameters of the linear drive 3 can be set to zero when the initial value of the force and / or when the first force is reached in order to avoid fluctuations due to the following setpoint control, preferably zeroing after the initial value has been reached and before the decision taking 2 is applied the first force or the essentially constant first current IL, 1 takes place.
  • the closure receptacle 2 and therefore the screw cap 5 are rotated in a predetermined direction of rotation, which is designed such that the screw cap 5 can be screwed onto the container mouth 7, in the direction of rotation 40 with a first rotation speed ⁇ 1.
  • the first rotational speed ⁇ 1 is selected such that the closure receptacle 2 is rotated at a speed of 800 1 / min.
  • a control current / regulating current I of the rotary motor 4 essentially corresponds to a constant first current value I1.
  • the screw cap 5 is screwed onto the container mouth 7.
  • the screw cap 5 and consequently the closure receptacle 2 thereby sink in the direction of the container 6.
  • the linear motor 3 follows this movement and maintains the constant first current IL, 1, hence the first force.
  • the control current / regulating current IL of the linear motor 3 is increased to a constant second control current / regulating current IL, 2.
  • the second control current / regulating current IL, 2 is selected in such a way that a force of optionally 242 N is present in the longitudinal direction 30 between the closure receptacle 2 and the container mouth 7.
  • the speed of rotation of the shutter holder 2 is reduced to a second rotational speed ⁇ 2, in the present case in such a way that the shutter holder 2 is rotated at a speed of optionally 30 1 / min.
  • the motor current I of the rotary motor 4 increases the closer the screw cap 5 approaches its intended end position on the container mouth 7, in which the container mouth 7 is closed by the screw cap 5.
  • the control / regulation uses the aforementioned motor current I of the rotary motor 4 to detect a torque acting on the closure receptacle 2 and thus on the screw closure 5.
  • the control parameters are optionally adjusted and a holding torque is set that is greater than the predetermined torque , in the present case optionally 2.75 Nm (24.26 lbs-in), by specifying an essentially constant holding current I2 for a predetermined period of time tV, for example 0.1 or, as in the present case, 0.2 seconds, on the lock receptacle 2 and thus applied to the screw cap 5.
  • the second force in the longitudinal direction 30 is maintained until the predefined time span tV has elapsed.
  • the closure receptacle 2 is moved back to its starting position or its takeover position for taking over a further screw closure 5.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschließen eines Behälters (6) mit einem Schraubverschluss (5), bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in eine Getränkeabfüllanlage, umfassend Aufnehmen eines Schraubverschlusses (5) in einer Verschlussaufnahme (2); Bewegen der Verschlussaufnahme (2) in einer Längsrichtung (30) auf eine Anfangshöhenposition (H0); Rotieren der Verschlussaufnahme (2) in einem vorgegebenen Drehsinn mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit (ω1), wobei bei Erreichen einer vorgegebenen Höhenposition (HV) der Verschlussaufnahme (2) oder einer vorgegebenen Höhenänderung der Verschlussaufnahme (2) ein Rotieren der Verschlussaufnahme (2) mit einer von der ersten Rotationsgeschwindigkeit (ω1) unterschiedlichen zweiten Rotationsgeschwindigkeit (ω2) erfolgt; sowie eine Verschließvorrichtung und eine Getränkeabfüllanlage, die eingerichtet sind, das vorstehende Verfahren auszuführen.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss, bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in einer Getränkeabfüllanlage.
    • Stand der Technik
  • Es ist bekannt, Behälter mit Schraubverschlüssen zu verschließen, beispielsweise zum Verschließen von Getränkeflaschen. Um den Schraubverschluss auf den jeweiligen Getränkebehälter aufzubringen, ist die Verwendung von Verschließvorrichtungen bekannt.
  • Um eine für das Aufschrauben eines Schraubverschlusses auf eine mit einem Gewinde versehene Behältermündung des Behälters erforderliche Rotation einer Verschlussaufnahme der Verschließvorrichtung bereitstellen zu können, finden bei bekannten Verschließvorrichtungen beispielsweise mechanische Systeme Einsatz, bei welchen die Verschlussaufnahme über eine Magnetkupplung mit einem Antrieb verbunden ist, der mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit rotiert wird. Die Rotation kommt zum Stehen, wenn ein Grenzmoment in der Magnetkupplung überschritten wird. Alternativ ist es bekannt, Servomotoren zum Bereitzustellen der Rotation der Verschlussaufnahme vorzusehen.
  • Für den Verschließprozess ist es notwendig, dass die Verschlussaufnahme auch in ihrer vertikalen Position beziehungsweise Höhe bewegt wird, beispielsweise um den Verschluss aufzunehmen, den Verschluss auf den Behälter zu bewegen, einer linearen Bewegung in Richtung des Behälters während des Aufschraubens zu folgen beziehungsweise diese bereitzustellen, sowie die Verschlussaufnahme nach dem erfolgreichen Aufbringen des Verschlusses von dem verschlossenen Behälter zu trennen.
  • Zur Bereitstellung dieser Linearbewegung, welche in der Regel zumindest in vertikaler Richtung erfolgt, ist es bekannt, sogenannte Hubkurven zu verwenden. Bei diesen läuft eine Rolle, die mit dem die Verschlussaufnahme aufweisenden Verschließkopf verbunden ist, in einer Nut beziehungsweise Führungsrinne. Durch eine Bewegung des Verschließkopfes entlang der Nut, beispielsweise entlang einer Kreisbahn bei der Verwendung eines Rundläuferverschließers, wird die Position zumindest der Verschlussaufnahme durch die Kontur der umlaufenden Nut in ihrer vertikalen Position vorgegeben.
  • Der zeitliche Verlauf der vertikalen Position der Verschließelemente kann nicht beziehungsweise nur durch einen Austausch der mechanischen Hubkurve verändert werden. Einem rein mechanischen System lassen sich zudem keine Prozessparameter entnehmen, um den Verschließprozess zu steuern/regeln oder zu überwachen.
  • Ferner sind Vorrichtungen zum Verschließen von Behältern bekannt, bei welchen anstelle der mechanischen Hubkurve die Bewegungen der Verschlussaufnahme durch einen Linearmotor erzeugt werden.
    • Darstellung der Erfindung
  • Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss, sowie eine entsprechende Verschließvorrichtung und eine entsprechende Getränkeabfüllanlage bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss, bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in einer Getränkeabfüllanlage, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird ein Verfahren zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss, bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in eine Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, umfassend die Schritte des Aufnehmens eines Schraubverschlusses in einer Verschlussaufnahme; des Bewegens der Verschlussaufnahme in einer Längsrichtung auf eine Anfangshöhenposition; und des Rotierens der Verschlussaufnahme in einem vorgegebenen Drehsinn mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit. Das Verfahren kennzeichnet sich ferner dadurch, dass bei Erreichen einer vorgegebenen Höhenposition der Verschlussaufnahme oder einer vorgegebenen Höhenänderung der Verschlussaufnahme ein Rotieren der Verschlussaufnahme mit einer von der ersten Rotationsgeschwindigkeit unterschiedlichen zweiten Rotationsgeschwindigkeit erfolgt.
  • Die Höhenposition und/oder die Höhenänderung wird bevorzugt relativ zu der Anfangshöhenposition bestimmt.
  • Das Bewegen der Verschlussaufnahme erfolgt bevorzugt relativ zur Längsrichtung der Verschlussaufnahme.
  • Dadurch, dass bei Erreichen einer vorgegebenen Höhenposition oder einer vorgegebenen Höhenänderung der Verschlussaufnahme ein Rotieren der Verschlussaufnahme mit einer von der ersten Rotationsgeschwindigkeit unterschiedlichen zweiten Rotationsgeschwindigkeit erfolgt, ist es möglich, einen Schraubverschluss mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten auf die eine Behältermündung eines zu verschließenden Behälters aufzuschrauben. Die Rotationsgeschwindigkeit der Aufschraubbewegung des Schraubverschlusses kann mithin über den Verlauf des Aufschraubens angepasst werden.
  • Durch die Anpassung der Rotationsgeschwindigkeit kann eine Anpassung des Verfahrens zum Verschließen an unterschiedliche gewünschte Parameter unter Berücksichtigung der jeweiligen verwendeten Materialien durchgeführt werden.
  • Vorzugsweise ist die zweite Rotationsgeschwindigkeit kleiner als die erste Rotationsgeschwindigkeit. So kann in einem ersten Abschnitt des Aufschraubens die Verschlussaufnahme mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit rotiert werden, sodass entsprechend im ersten Abschnitt des Aufschraubens ein schnelles Aufschrauben des Schraubverschlusses auf die Behältermündung erfolgen kann. In einem dem ersten Abschnitt folgenden zweiten Abschnitt kann dann die Verschlussaufnahme mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit, welche bevorzugt signifikant niedriger ist als die erste Rotationsgeschwindigkeit, ein langsames Aufschrauben erfolgen, sodass der Aufschraubprozess zunächst rapide und zu dessen Ende hin dann besonders genau erfolgen kann. Durch das langsame Rotieren der Verschlussaufnahme mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit kann die Position des Schraubverschlusses und/oder ein zum Ende des Aufbauprozesses vorliegendes Aufschraubmoment, mit welchem der Schraubverschluss nach Beenden des Aufschraubens auf der Behältermündung aufgeschraubt ist, und welches im Wesentlichen einem zum Öffnen des Behälters benötigten Öffnungsmoments entspricht, präzise gesteuert/geregelt werden.
  • Dies kann für unterschiedliche Dimensionen des Schraubverschlusses, unterschiedliche Füllprodukte und unterschiedliche Materialpaarungen aus Behältergewinde und Schraubverschluss variiert werden.
  • Insbesondere kann hierdurch ermöglicht werden, Öffnungsmomente mit sehr geringer Standardabweichung zu erzielen. So kann unter anderem dem Umstand, dass viele Verschluss-Mündungssysteme ein relativ hohes Drehmoment benötigen, um eine am Schraubverschluss vorgesehene Dichtung zum Abdichten des Schraubverschlusses gegenüber dem Behälter in die Mündung einzupressen, Rechnung getragen werden.
  • Zudem kann bei reduzierter Geschwindigkeit ein vergleichsweise hohes Drehmoment bereitgestellt werden, welches nötig sein mag, um das Garantieband des Schraubverschlusses über den Garantiebandring an der Mündung zu bewegen.
  • Das Verfahren kann derart ausgebildet sein, dass im ersten Abschnitt vordem Erreichen der vorgegebenen Höhenposition der Verschlussaufnahme oder der vorgegebenen Höhenänderung der Verschlussaufnahme das Drehmoment hinsichtlich des vorgesehenen Schließmoments beziehungsweise Öffnungsmoments außer Acht gelassen wird, und erst im zweiten Abschnitt Betrachtung findet.
  • Vorzugsweise ist die Höhenposition beziehungsweise die Höhenänderung derart vorgegeben, dass bereits im ersten Abschnitt vor Erreichen der vorgegebenen Höhenposition beziehungsweise der vorgegebenen Höhenänderung die Dichtung in der Mündung eingepresst ist und/oder das Garantieband den Garantiebandring am Behälter übergesprungen hat. Dadurch ist es möglich, das Einstellen des Öffnungsmoments vom Einpressen der Dichtung und/oder dem Überspringen des Garantiebandrings beziehungsweise Überschieben des Garantiebandes unabhängig darzustellen, mithin voneinander zu entkoppeln. Insbesondere können dadurch unerwünscht hohe Drehmomente, welche zum vorgenannten Einpressen und/oder Überspringen erforderlich sind, und welche oftmals oberhalb des gewünschten Verschließmoments beziehungsweise Öffnungsmoments liegen, vom Einstellen des Öffnungsmoments entkoppelt werden. So kann etwa verhindert werden, dass der Schraubverschluss nicht wie vorgesehen, sondern nur bis zu einem der gerade genannten Fälle, etwas bis zum (unvollständigen) Einpressen der Dichtung oder bis zum Bereich, in welchem das Garantieband gegen/über den Garantiebandring geschoben wird, aufgeschraubt, der Behälter somit nur unvollständig verschlossen wird.
  • Fernerhin kann dadurch ein definiertes, vergleichsweise niedriges Öffnungsmoment, welches zum Abschrauben des Schraubverschlusses von der Behältermündung für ein Öffnen des Behälters erforderlich ist, erzielt werden.
  • Im Sinne des vorbeschriebenen Verfahrens kann jede beliebige Kombination von Winkelgeschwindigkeiten beziehungsweise Rotationsgeschwindigkeiten kombiniert werden.
  • Das Rotieren der Verschlussaufnahme erfolgt vorzugsweise um eine Rotationsachse, welche parallel zur Längsrichtung ausgebildet ist.
  • Die Anfangshöhenposition entspricht bevorzugt einer vorgegebenen Anfangshöhenposition. Alternativ oder zusätzlich kann die Anfangshöhenposition auch durch Erfassen einer auf die Verschlussaufnahme wirkenden Kraft oder Kraftänderung in Längsrichtung ermittelt werden, wobei die Anfangshöhenposition einer Höhenposition der Verschlussaufnahme entspricht, bei welcher eine vorgegebene Kraft in Längsrichtung auf die Verschlussaufnahme wirkt. Die Kraft oder Kraftänderung in Längsrichtung entsteht hierbei beispielsweise, sobald der Schraubverschluss die Behältermündung berührt. Durch eine weitere Bewegung der Verschlussaufnahme in Längsrichtung auf den Behälter zu steigt entsprechend die Kraft in Längsrichtung an.
  • Durch Versuche konnte ermittelt werden, dass durch das Vorgeben einer vorgegebenen Kraft unter anderem ein Ausrichten des Schraubverschlusses zum Gewinde der Behältermündung erzielt werden kann. Mithin ist es möglich, wenn die Anfangshöhenposition relativ zu einer auf die Verschlussaufnahme wirkenden Kraft in Längsrichtung ermittelt wird, festzustellen, dass der Schraubverschluss in einer zum Gewinde der Behältermündung korrekten Anfangsposition für ein Aufschrauben des Schraubverschlusses auf die Behältermündung vorliegt.
  • Die Kraft in Längsrichtung kann, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Linearmotor zum Bewegen der Verschlussaufnahme in Längsrichtung vorgesehen ist, durch Erfassen und Umrechnen eines dem Linearmotor zugeführten Stromes ermittelt werden. Nach Kontaktieren der Behältermündung mit dem in der Verschlussaufnahme aufgenommenen Schraubverschluss steigt der Strom insbesondere durch die Erhöhung des Schleppfehlers des Linearmotors an, wenn dem Linearmotor eine Geschwindigkeit in Längsrichtung vorgegeben wird.
  • Die vorgegebene Höhenänderung kann dabei vorzugsweise der Änderung der Position der Verschlussaufnahme in Längsrichtung in Bezug auf die Anfangshöhenposition entsprechen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Schraubverschluss stets reproduzierbar von der Anfangshöhenposition in Längsrichtung bei jedem zu verschließenden Behälter um den gleichen Betrag in Längsrichtung aufgeschraubt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die vorgegebene Höhenposition im Wesentlichen konstant. Mit anderen Worten erfolgt das Umschalten stets auf einer vorgegebenen Umschalthöhe, und ist unabhängig von der Höhe, bei welcher der Verschluss auf dem Behälter aufsetzt. So kann ein etwaiger dadurch entstehender Einfluss, dass die Höhe, bei welcher der Verschluss auf dem Behälter aufsetzt, variieren kann, je nachdem, wie die Gewindeanfänge von Schraubverschluss und Mündung zueinander referenziert beziehungsweise orientiert sind.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung wird nach dem Bewegen der Verschlussaufnahme auf die Anfangshöhenposition bis zum Erreichen der vorgegebenen Höhenposition oder der vorgegebenen Höhenänderung, beziehungsweise mit anderen Worten nach dem in Kontakt Bringen mit der Behältermündung bis zum Erreichen der der vorgegebenen Höhenposition oder der vorgegebenen Höhenänderung, die Verschlussaufnahme mit einer ersten Kraft in Längsrichtung gegen die Behältermündung gedrückt. Durch das Aufbringen der ersten Kraft kann insbesondere ein Gegenmoment zum Verschließmoment erzeugt werden, um den Behälter während des Verschließvorgangs zu fixieren. Vorzugsweise wird hierbei ein Tragring des Behälters in eine Platte mit Spitzen gedrückt, um so den Behälter gegen eine Rotation um die Längsrichtung zu fixieren.
  • Durch das Aufbringen der ersten Kraft kann zudem das Aufschrauben des Schraubverschlusses auf die Behältermündung unterstützt werden, wobei durch das Vorgeben der Größe der Kraft als erste Kraft das Aufschrauben durch einen bekannten Parameter unterstützt wird, etwa mag das Eindringen der Verschlussdichtung in die Mündung unterstützt werden.
  • Mithin erfolgt bevorzugt während beziehungsweise beim Rotieren der Verschlussaufnahme beziehungsweise des Schraubverschlusses mit der ersten Rotationsgeschwindigkeit ein Beaufschlagen der Verschlussaufnahme mit der ersten Kraft in Längsrichtung. Mit anderen Worten erfolgt das Rotieren der Verschlussaufnahme mit der ersten Rotationsgeschwindigkeit und das Beaufschlagen der Verschlussaufnahme mit der ersten Kraft im Wesentlichen simultan, beginnend nach Erreichen der Anfangshöhenposition bis zum Erreichen der vorgegebenen Höhenposition oder der vorgegebenen Höhenänderung.
  • Vorzugsweise erfolgt das Aufbringen der ersten Kraft mittels des Linearmotors, wobei dem Linearmotor ein erster Stromwert zugeführt wird. Beim Aufschrauben des Schraubverschlusses sinkt letzterer und mithin die Verschlussaufnahme in Richtung auf den Behälter hin ab. Der Linearmotor folgt dieser Bewegung und hält dabei den vorgegebenen Strom aufrecht, bevorzugt im Wesentlichen konstant. Mithin kann trotz der Bewegung in Längsrichtung der Verschlussaufnahme die auf die Verschlussaufnahme beziehungsweise zwischen Schraubverschluss und Behältermündung vorliegende Kraft in Längsrichtung im Wesentlichen auf einem gleichbleibenden Niveau, bevorzugt konstant, gehalten werden.
  • Die erste Kraft ist bevorzugt größer als die vorgegebene Kraft, welche optional zum Ermitteln der Anfangshöhenposition und/oder zum Ausrichten des Schraubverschlusses in Bezug auf die Behältermündung beziehungsweise auf das Gewinde der Behältermündung auf die Verschlussaufnahme aufgebracht wird.
  • Um etwaige auftretende Schwankungen durch die Sollwertregelung des Linearantriebs zu reduzieren oder gar gänzlich zu vermeiden, können optional ein oder mehrere Regelparameter des Linearantriebs auf null gesetzt werden beziehungsweise tariert werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung wird nach Erreichen der vorgegebenen Höhenposition oder der vorgegebenen Höhenänderung die Verschlussaufnahme mit einer von der ersten Kraft unterschiedlichen zweiten Kraft in Längsrichtung gegen die Behältermündung gedrückt. Dadurch kann einem sich am Ende des Aufschraubprozesses des Schraubverschlusses auf die Behältermündung erhöhenden Anzugsmoment des Schraubverschlusses Rechnung getragen werden und mithin das Aufschrauben trotz ansteigenden resultierenden Drehmoments der Aufschraubbewegung weiterhin unterstützt werden.
  • Vorzugsweise ist die zweite Kraft hierbei größer als die erste Kraft.
  • Mithin erfolgt bevorzugt während beziehungsweise beim Rotieren der Verschlussaufnahme beziehungsweise des Schraubverschlusses mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit ein Beaufschlagen der Verschlussaufnahme mit der zweiten Kraft in Längsrichtung. Mit anderen Worten erfolgen das Rotieren der Verschlussaufnahme mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit und das Beaufschlagen der Verschlussaufnahme mit der zweiten Kraft im Wesentlichen simultan, beginnend mit beziehungsweise nach dem Erreichen der vorgegebenen Höhenposition beziehungsweise der vorgegebenen Höhenänderung.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung wird die Verschlussaufnahme mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit rotiert und/oder die Verschlussaufnahme mit der zweiten Kraft in Längsrichtung gegen die Behältermündung gedrückt, bis ein sich durch das Rotieren des Schraubverschlusses auf die Behältermündung einstellendes Drehmoment einen vorgegebenen Drehmomentwert erreicht. Dadurch kann erzielt werden, dass der Schraubverschluss durch die Verschlussaufnahme auf die Behältermündung mit einem Drehmoment bekannter Höhe aufgeschraubt und angezogen wird, wobei das Drehmoment bekannter Höhe im Wesentlichen dem vorgegebenen Drehmomentwert entspricht.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, bei Erreichen des vorgegebenen Drehmoments ein auf die Verschlussaufnahme wirkendes Haltemoment einzustellen, wobei das Haltemoment bevorzugt für eine vorgegebene Zeitspanne aufrecht erhalten wird, wobei das Haltemoment bevorzugt größer ist, als das vorgegebenen Drehmoment. Hierdurch kann insbesondere der Einfluss der Trägheit des auf Schraubprozesses reduziert oder gar gänzlich egalisiert werden.
  • Das Haltemoment ist vorzugsweise über die gesamte vorgegebene Zeitspanne im Wesentlichen konstant.
  • Bevorzugt wird die zweite Kraft auch über die vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten.
  • Vorzugsweise kann, insbesondere um den in der Verschlussaufnahme aufgenommenen Schraubverschluss in besonders kurzer Zeit nahe an den Behälterverschluss heran zu bringen, die Verschlussaufnahme von einer Übernahmeposition auf eine Vorposition in Längsrichtung mit relativ hoher Geschwindigkeit verfahren werden, bevorzugt mit einer Geschwindigkeit in einem Bereich von 1 m/s bis 5 m/s, bevorzugt 2 m/s. Die Vorposition kann dabei so gewählt werden, dass der in der Verschlussaufnahme genommene Schraubverschluss in einen vorgegebenen Abstand zur Behältermündung vorliegt, mithin der Schraubverschluss keinen Kontakt mit der Behältermündung eingeht.
  • Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform entsprechend wird vordem Rotieren der Verschlussaufnahme mit der ersten Geschwindigkeit die Verschlussaufnahme auf die Behältermündung in Längsrichtung abgesenkt, bis die Verschlussaufnahme mit einer vorgegebenen Anfangskraft in Längsrichtung gegen die Behältermündung gedrückt wird. Die Geschwindigkeit in Längsrichtung ist dabei bevorzugt vergleichsweise klein gewählt, bevorzugt im Bereich von 0,01 m/s bis 0,1 m/s, besonders bevorzugt 0,02 m/s bis 0,05 m/s, besonders bevorzugt 0,03 m/s.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden das Bewegen der Verschlussaufnahme und/oder die Kraft in Längsrichtung gegen die Behältermündung durch einen Linearmotor bereitgestellt, wobei die erste Kraft durch Vorgabe eines ersten Wertes eines Steuerstromes/Regelstromes des Linearmotors erzeugt wird, und/oder wobei die zweite Kraft durch Vorgabe eines zweiten Wertes des Steuerstromes/Regelstromes des Linearmotors erzeugt wird.
  • Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Rotationsgeschwindigkeit und/oder das auf die Verschlussaufnahme aufgebrachte Drehmoment durch einen Rotationsmotor bereitzustellen, wobei die Rotationsgeschwindigkeit und/oder das Drehmoment durch Steuerung/Regelung eines Steuerstromes/Regelstromes des Rotationsmotors gesteuert/geregelt werden, wobei das Haltemoment bevorzugt durch Vorgabe eines vorgegebenen Wertes des Steuerstromes/Regelstromes des Rotationsmotors erzeugt wird.
  • Die oben gestellte Aufgabe wird weiterhin durch eine Verschließvorrichtung zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss, bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in eine Getränkeabfüllanlage mit einem Schraubverschluss, mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird eine Verschließvorrichtung zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss, bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in eine Getränkeabfüllanlage mit einem Schraubverschluss, vorgeschlagen, umfassend eine Verschlussaufnahme zum Aufnehmen eines Schraubverschlusses, einen Linearmotor zum Bewegen der Verschlussaufnahme in einer Längsrichtung, und einen Rotationsmotor zum Rotieren der Verschlussaufnahme um die Längsrichtung zumindest in einem vorgegebenen Drehsinn. Die Verschließvorrichtung kennzeichnet sich insbesondere durch eine Steuerung/Regelung, welche eingerichtet und ausgebildet ist zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ausführungsformen.
  • Durch die derart ausgebildete und eingerichtete Steuerung/Regelung können die hinsichtlich des Verfahrens genannten Vorteile und Wirkungen entsprechend durch die Verschließvorrichtung analog erzielt werden.
  • Fernerhin kann die oben genannte Aufgabe durch eine Getränkeabfüllanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst werden. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus der Beschreibung und den Figuren.
  • Entsprechend wird eine Getränkeabfüllanlage vorgeschlagen, umfassend eine Füllvorrichtung zum Füllen von Behältern mit einem Füllprodukt, und ferner aufweisend eine Verschließvorrichtung wie vorstehend beschrieben.
  • Mittels der Getränkeabfüllanlage können die hinsichtlich des Verfahrens, sowie analog hinsichtlich der Verschließvorrichtung vorstehend beschriebenen Vorteile und Wirkungen ebenfalls durch die Getränkeabfüllanlage erzielt werden.
  • Es ist anzumerken, dass, soweit anwendbar, alle einzelnen Merkmale, die in den obigen Ausführungsformen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Ferner gelten die hinsichtlich des Verfahrens genannten Ausführungsformen, soweit anwendbar, analog ebenfalls für die Verschließvorrichtung und die Getränkeabfüllanlage, und umgekehrt.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    schematisch eine Seitenansicht einer Verschließvorrichtung zum Verschließen eines Behälters mit einem Schraubverschluss;
    Figur 2
    schematisch ein Diagramm, welches eine Höhenposition einer Verschlussaufnahme der Verschließvorrichtung aus Figur 1, eine Rotationsgeschwindigkeit der Verschlussaufnahme und einen Steuerstrom/Regelstrom eines Rotationsmotors der Verschließvorrichtung über die Zeit illustriert; und
    Figur 3
    schematisch ein Diagramm, welches die Höhenposition der Verschlussaufnahme und einen Steuerstrom/Regelstrom eines Linearmotors der Verschließvorrichtung aus Figur 1 über die Zeit illustriert.
    Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
  • In Figur 1 ist schematisch eine Seitenansicht einer Verschließvorrichtung 1 zum Verschließen eines Behälters 6 mit einem Schraubverschluss 5 gezeigt. Die Verschließvorrichtung 1 kann beispielsweise in einer Getränkeabfüllanlage Einsatz finden, in welcher ihr von einer Füllvorrichtung befüllte Behälter zugeführt werden, um die befüllten Behälter zu verschließen.
  • Die Verschließvorrichtung 1 umfasst eine Verschlussaufnahme 2 zum Aufnehmen eines Schraubverschlusses 5. Die Verschlussaufnahme 2 ist in einer Linearbewegungsrichtung beziehungsweise Längsrichtung 30 in ihrer Position verstellbar. Die Längsrichtung 30 ist im Wesentlichen parallel zur Längsachse 32 der Verschließvorrichtung 1 orientiert, welcher vorliegend der Richtung der Erdbeschleunigung entspricht. Mit anderen Worten kann die Verschlussaufnahme 2 in ihrer Höhe verändert werden, sodass sie verschiedene Höhenpositionen einnehmen kann. Zum Verschieben der Verschlussaufnahme 2 in der Längsrichtung 30 weist die Verschließvorrichtung 1 einen Linearmotor 3, vorliegend optional in Form eines Servomotors, auf.
  • Zudem weist die Verschließvorrichtung 1 einen Rotationsmotor 4, vorliegend in Form eines Servomotors, auf, mittels welchen die Verschlussaufnahme 2 um eine Rotationsachse 42, welche der Längsachse 32 beziehungsweise der Längsrichtung 30 entspricht, in einer Rotationsrichtung 40 rotiert werden kann.
  • Durch die Kombination der Bewegungen in Längsrichtung 30 und Rotationsrichtung 40 kann der Schraubverschluss 5 eine Schraubbewegung erfahren und so auf eine mit einem Außengewinde versehene Behältermündung 7 des Behälters 6 aufgeschraubt werden, sodass der Behälter 6 mit dem Schraubverschluss 5 verschlossen werden kann.
  • Die Verschließvorrichtung 1 weist ferner eine hier nicht gezeigte Steuerung/Regelung auf, welche eingerichtet und ausgebildet ist, die Bewegung der Verschlussaufnahme 2 zu steuern/regeln. Hierzu steuert/regelt die Steuerung/Regelung den Linearmotor 3 und den Rotationsmotor 4. Zudem ist die Steuerung/Regelung dazu ausgebildet und eingerichtet, die Höhenposition der Verschlussaufnahme 2 sowie verschiedener Steuerparameter/Regelparameter des Linearmotors 3 und des Rotationsmotors 4 zu erfassen.
  • Im Folgenden wird ein durch die Verschließvorrichtung 1 ausgeführt des Verfahren zum Verschließen eines Behälters 6 mit einem Schraubverschluss 5 beschrieben, wobei verschiedene Verfahrensparameter des Verfahrens in den Figuren 2 und 3 dargestellt sind.
  • Figur 2 zeigt schematisch ein Diagramm, welches eine Höhenposition H der Verschlussaufnahme 2 der Verschließvorrichtung 1 aus Figur 1, eine Rotationsgeschwindigkeit ω der Verschlussaufnahme 2 und einen Steuerstrom/Regelstrom I des Rotationsmotors 4 der Verschließvorrichtung 1 über die Zeit t illustriert. In Figur 3 ist schematisch ein Diagramm gezeigt, welches die Höhenposition der Verschlussaufnahme 1 und einen Steuerstrom/Regelstrom IL des Linearmotors 2 der Verschließvorrichtung 1 aus Figur 1 über die Zeit t illustriert.
  • Nachdem die Verschlussaufnahme 2 einen Schraubverschluss 5 von einer Verschlusszuführung (nicht gezeigt) übernommen hat und die Steuerung/Regelung ein entsprechendes Startsignal auslöst, wird die Verschlussaufnahme 2 in der Längsrichtung 30 von der Übernahmeposition, in welcher der Verschluss übernommen wurde, auf eine Vorposition in Richtung auf den Behälter 6 zu bewegt, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s. Die Vorposition ist derart gewählt, dass der Schraubverschluss 5 in jedem Falle nicht mit der Behältermündung 7 in Kontakt tritt.
  • Bei Erreichen der Vorposition wird die Geschwindigkeit in Längsrichtung 30 auf 0,03 m/s verringert und gleichzeitig der Steuerstrom/Regelstrom IL des Linearmotors 3 erfasst. Mittels des Steuerstromes/Regelstromes IL wird eine auf die Verschlussaufnahme 2 in Längsrichtung 30 wirkende Kraft ermittelt. Erreicht die in Längsrichtung 30 wirkende Kraft einen vorgegebenen Initialwert, beispielsweise 88 N, welches einem entsprechenden Steuerstrom/Regelstrom entspricht, wird die bei diesem vorgegebenen Kraftwert vorliegende Höhenposition der Verschlussaufnahme 2 als Anfangshöhenposition H0 erfasst. Das Drücken der Verschlussaufnahme 2 beziehungsweise des Schraubverschlusses 5 gegen die Behältermündung 7 mit der Initialkraft bewirkt ein Ausrichten des Schraubverschlusses 5 gegenüber der Behältermündung 7.
  • Nun wird dem Linearmotor 3 als Steuergröße/Regelgröße ein konstanter erster Steuerstrom/Regelstrom IL,1 zugeführt, sodass via des Linearmotors 3 die Verschlussaufnahme 2 beziehungsweise der darin aufgenommene Schraubverschluss 5 mit einer im Wesentlichen konstanten ersten Kraft in Längsrichtung 30 gegen die Behältermündung 7 gedrückt wird.
  • Optional können die Regelparameter des Linearantriebs 3 bei Erreichen des Initialwerts der Kraft und/oder bei Erreichen der ersten Kraft auf null gesetzt werden, um Schwankungen durch die folgende Sollwertregelung zu vermeiden, wobei bevorzugt das Nullen nach Erreichen des Initialwerts und vor Beaufschlagen der Beschlussaufnahme 2 mit der ersten Kraft beziehungsweise des im Wesentlichen konstanten ersten Stromes IL,1 erfolgt.
  • Zudem erfolgt simultan mit dem Beaufschlagen der Verschlussaufnahme 2 mit der ersten Kraft ein Rotieren der Verschlussaufnahme 2 und mithin des Schraubverschlusses 5 in einem vorgegebenen Drehsinn, welcher derart ausgebildet ist, dass der Schraubverschluss 5 auf die Behältermündung 7 aufgeschraubt werden kann, in Rotationsrichtung 40 mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit ω1. Vorliegend ist die ersten Rotationsgeschwindigkeit ω1 derart gewählt, dass die Verschlussaufnahme 2 mit einer Drehzahl von 800 1/min rotiert wird. Ein Steuerstrom/Regelstrom I des Rotationsmotors 4 entspricht dabei im Wesentlichen einem gleich bleibenden ersten Stromwert I1.
  • Durch die Kombination aus Anpressen und Rotation erfolgt ein Aufschrauben des Schraubverschlusses 5 auf die Behältermündung 7. Der Schraubverschluss 5 und mithin die Verschlussaufnahme 2 sinken dadurch in Richtung des Behälters 6 ab. Der Linearmotor 3 folgt dieser Bewegung und hält den konstanten ersten Strom IL,1, mithin die erste Kraft, aufrecht.
  • Bei Erreichen wahlweise einer vorgegebenen Höhenposition HV oder einer vorgegebenen Höhenänderung in Bezug auf die Anfangshöhenposition H0 wird der Steuerstrom/Regelstrom IL des Linearmotors 3 auf einen konstanten zweiten Steuerstrom/Regelstrom IL,2 erhöht. Der zweite Steuerstrom/Regelstrom IL,2 ist dabei derart gewählt, dass eine Kraft in Längsrichtung 30 zwischen Verschlussaufnahme 2 und Behältermündung 7 in Höhe von optional 242 N vorliegt. Zudem wird bei Erreichen der vorgegebenen Höhenposition HV die Rotationsgeschwindigkeit der Verschlussaufnahme 2 auf eine zweite Rotationsgeschwindigkeit ω2 gesenkt, vorliegend derart, dass die Verschlussaufnahme 2 mit einer Drehzahl von optional 30 1/min rotiert wird.
  • Der Motorstrom I des Rotationsmotors 4 steigt an, je weiter sich der Schraubverschluss 5 seiner vorgesehenen Endlage auf der Behältermündung 7, in welchem die Behältermündung 7 durch den Schraubverschluss 5 verschlossen ist, annähert.
  • Die Steuerung/Regelung erfasst über den vorgenannten Motorstrom I des Rotationsmotors 4 ein auf die Verschlussaufnahme 2 und somit auf den Schraubverschluss 5 wirkendes Drehmoment.
  • Erreicht das auf die Verschlussaufnahme 2 beziehungsweise den Schraubverschluss 5 wirkende Drehmoment einen vorgegebenen Drehmomentwert, vorliegend optional von 2,67 Nm (26,63 Ibs-in), werden optional die Regelparameter angepasst, und wird ein Haltemoment, welches größer ist als das vorgegebene Drehmoment, vorliegend optional 2,75 Nm (24,26 Ibs-in), durch Vorgeben eines im Wesentlichen konstanten Haltestroms I2 für eine vorgegebene Zeitspanne tV, beispielsweise 0,1 oder, wie vorliegend, 0,2 Sekunden, auf die Verschlussaufnahme 2 und somit auf den Schraubverschluss 5 aufgebracht.
  • Die zweite Kraft in Längsrichtung 30 wird hierbei bis zum Verstreichen der vorgegebenen Zeitspanne tV aufrechterhalten.
  • Nachdem die vorgegebene Zeitspanne tV verstrichen ist, wird die Verschlussaufnahme 2 auf ihre Anfangsposition beziehungsweise ihre Übernahmeposition zum Übernehmen eines weiteren Schraubverschlusses 5 zurück bewegt.
  • Aus Vergleichszwecken sind in den Figuren 2 und 3 jeweils gleiche Zeitpunkte t1-t4 eingetragen.
  • Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verschließvorrichtung
    2
    Verschlussaufnahme
    3
    Linearmotor
    30
    Längsrichtung
    32
    Längsachse
    4
    Rotationsmotor
    40
    Rotationsrichtung
    42
    Rotationsachse
    5
    Schraubverschluss
    6
    Behälter
    7
    Behältermündung
    H
    Höhenposition
    H0
    Anfangshöhenposition
    HV
    Vorgegebene Höhenposition
    I
    Motorstrom des Rotationsmotors
    I1
    erster Stromwert
    I2
    zweiter Stromwert
    IL
    Motorstrom des Linearmotors
    IL,1
    erster Stromwert
    IL,2
    zweiter Stromwert
    ω
    Rotationsgeschwindigkeit
    ω1
    erste Rotationsgeschwindigkeit
    ω2
    zweite Rotationsgeschwindigkeit
    t
    Zeit
    tV
    vorgegebene Zeitspanne
    t1-t4
    Zeitpunkte

Claims (10)

  1. Verfahren zum Verschließen eines Behälters (6) mit einem Schraubverschluss (5), bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in eine Getränkeabfüllanlage, umfassend:
    - Aufnehmen eines Schraubverschlusses (5) in einer Verschlussaufnahme (2);
    - Bewegen der Verschlussaufnahme (2) in einer Längsrichtung (30) auf eine Anfangshöhenposition (H0);
    - Rotieren der Verschlussaufnahme (2) in einem vorgegebenen Drehsinn mit einer ersten Rotationsgeschwindigkeit (ω1),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    bei Erreichen einer vorgegebenen Höhenposition (HV) der Verschlussaufnahme (2) oder einer vorgegebenen Höhenänderung der Verschlussaufnahme (2) ein Rotieren der Verschlussaufnahme (2) mit einer von der ersten Rotationsgeschwindigkeit (ω1) unterschiedlichen zweiten Rotationsgeschwindigkeit (ω2) erfolgt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach Bewegen der Verschlussaufnahme (2) auf die Anfangshöhenposition (H0) bis zum Erreichen der vorgegebenen Höhenposition (HV) oder der vorgegebenen Höhenänderung die Verschlussaufnahme (2) mit einer ersten Kraft in Längsrichtung (30) gegen die Behältermündung (7) gedrückt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen der vorgegebenen Höhenposition (HV) oder der vorgegebenen Höhenänderung die Verschlussaufnahme (2) mit einer von der ersten Kraft unterschiedlichen zweiten Kraft in Längsrichtung (30) gegen die Behältermündung (7) gedrückt wird.
  4. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussaufnahme (2) mit der zweiten Rotationsgeschwindigkeit (ω2) rotiert wird und/oder die Verschlussaufnahme (2) mit der zweiten Kraft in Längsrichtung (30) gegen die Behältermündung (7) gedrückt wird, bis ein sich durch das Rotieren des Schraubverschlusses (5) auf die Behältermündung (7) einstellendes Drehmoment einen vorgegebenen Drehmomentwert erreicht.
  5. Verfahren gemäß dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt bei Erreichen des vorgegebenen Drehmoments ein auf die Verschlussaufnahme (2) wirkendes Haltemoment eingestellt wird, wobei das Haltemoment bevorzugt für eine vorgegebene Zeitspanne (tV) aufrecht erhalten wird, wobei das Haltemoment bevorzugt größer ist, als das vorgegebenen Drehmoment.
  6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Rotieren der Verschlussaufnahme (2) mit der ersten Rotationsgeschwindigkeit (ω1) die Verschlussaufnahme (2) auf die Behältermündung (7) in Längsrichtung (30) abgesenkt wird, bis die Verschlussaufnahme (2) mit einer vorgegebenen Anfangskraft in Längsrichtung (30) gegen die Behältermündung (7) gedrückt wird.
  7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegen der Verschlussaufnahme (2) und/oder die Kraft in Längsrichtung (30) gegen die Behältermündung (7) durch einen Linearmotor (3) bereitgestellt werden, wobei die erste Kraft durch Vorgabe eines ersten Wertes (IL,1) eines Steuerstromes (IL) des Linearmotors (3) erzeugt wird, und/oder wobei die zweite Kraft durch Vorgabe eines zweiten Wertes (IL,2) des Steuerstromes (IL) des Linearmotors (3) erzeugt wird.
  8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit (ω) und/oder das auf die Verschlussaufnahme (2) aufgebrachte Drehmoment durch einen Rotationsmotor (4) bereitgestellt werden, wobei die Rotationsgeschwindigkeit (ω) und/oder das Drehmoment durch Steuerung/Regelung eines Steuerstromes/Regelstromes (I) des Rotationsmotors () gesteuert/geregelt werden, wobei das Haltemoment bevorzugt durch Vorgabe eines vorgegebenen Wertes (IV) des Steuerstromes/Regelstromes (I) des Rotationsmotors (4) erzeugt wird.
  9. Verschließvorrichtung (1) zum Verschließen eines Behälters (6) mit einem Schraubverschluss (5), bevorzugt zum Verschließen eines Getränkebehälters in einer Getränkeabfüllanlage mit einem Schraubverschluss (5), umfassend eine Verschlussaufnahme (2) zum Aufnehmen eines Schraubverschlusses (5), einen Linearmotor (3) zum Bewegen der Verschlussaufnahme (2) in einer Längsrichtung (30), und einen Rotationsmotor (4) zum Rotieren der Verschlussaufnahme (2) um die Längsrichtung (30) zumindest in einem vorgegebenen Drehsinn,
    gekennzeichnet durch
    eine Steuerung/Regelung, welche eingerichtet und ausgebildet ist zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
  10. Getränkeabfüllanlage, umfassend eine Füllvorrichtung zum Füllen von Behältern mit einem Füllprodukt,
    gekennzeichnet durch
    eine Verschließvorrichtung (1) gemäß eines der Ansprüche 1 bis 9.
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