JP2005138904A - 容器を閉鎖するための閉鎖機 - Google Patents

Abstract

【課題】閉鎖機の洗浄、特に冷間無菌性の充填および閉鎖のプロセス信頼性が更に改善される閉鎖機を提供する。
【解決手段】ねじり固定による閉鎖キャップ、またはねじキャップでもって、瓶、ねじり閉鎖部を備えるガラス製品、またはその種の他の容器を閉鎖するための閉鎖機であって、ねじりヘッドを備え、軸線を中心にして回転可能に軸受けされたねじりスピンドルを有しており、これらねじり軸のそれぞれのねじり軸が、自身の駆動モータによって駆動可能で、その際、閉鎖位置の上側で、主支柱と共に循環する組み付け室が形成され、その全ての外表面を洗浄剤、殺菌剤を噴霧可能に構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の上位概念による閉鎖機に関する。

例えばねじり固定による閉鎖キャップでもって、瓶のような容器を閉鎖するための閉鎖機、特に、同様にそのような循環する構造様式の閉鎖機は、基本的に公知である（米国特許第２０７６６３１号明細書（特許文献１））。この場合に使用される閉鎖キャップは、例えば、金属（例えばアルミニウム）から成り、有利には、しかしながら同様に合成物質から成っている。これら合成物質から成る閉鎖キャップは、雌ねじを有して前もって作り上げられており、この雌ねじでもって、これら閉鎖キャップが、閉鎖のために、瓶注ぎ口に設けられたこの瓶の雄ねじへと、ねじり固定され、且つ、そこで、予め設定された回転トルクでもって回転固定される。

その際、過去において、特に、１つの構造様式に価値が認められ、この構造様式の場合、回転状態で循環するローター内において、多数のねじりユニットが設けられており、これらねじりユニットの軸が、通例の実施形態において、この軸に装着されているピニオンによって回転され、このピニオンが、ステータに固定されている環状歯車の上を運動する。この軸は、この軸の側でこのねじりヘッドを回転し、このねじりヘッドには、キャップが前もって通例の締付け係合の状態へと供給されている。これらねじりユニットは、このローターの循環の際に、順々に、これらねじりユニットの高さ制御によって、この下に立っている瓶の上に下方へと移動され、且つ、その際、このキャップを、この瓶にねじり固定する。

米国特許第２９８７３１３号明細書（特許文献２）およびヨーロッパ特許公開第５２１５８１号明細書（特許文献３）から、それぞれのねじりユニットが自身の駆動モータを備えることが公知であり、この駆動モータの軸は、このねじりユニットの軸に対して軸平行に配設されており、且つこのねじりユニットの軸と伝動機構によって連結されている。この場合、伝動機構連結、および、装置でもって循環されねばならない付加的な軸受部のための高い経費は欠点であり、その際、更に、全ねじりユニットが瓶に対して移動されねばならない。

公知技術において、処理能力を増大させるために、ねじり装置の小さな外径の場合、ねじりヘッドの回転数を、ローターの循環回転数に依存せずに増大することが、試みられた。この目的のために、軸を、環状歯車とピニオンとの間に、変速伝動機構を備えることが公知であり、この変速伝動機構は、回転数を増大する。ねじり装置内における、与えられた密なねじりユニットの配設における構造上の理由から、このことは、しかしながら、著しい構造的な困難性に遭遇する。類似の構造は、ヨーロッパ特許公開第６９００２０号明細書（特許文献４）に示されている。この構造の場合、しかしながら、そこで所望される理由から、伝動機構によって、ねじりヘッドの不都合な回転数低下が生じる。更に別の類似の構造は、ドイツ連邦共和国実用新案登録第９１０２６５９号明細書（特許文献５）に示されている。この構造の場合、２つの伝動機構が、選択的に、異なるねじり深さのために、切替え可能に設けられており、このことは、極めて経費のかかる構造を誘起する。

要するに、多数の垂直方向の機械軸線を中心にして循環するローターの周囲に形成された閉鎖位置を有する、閉鎖キャップ、またはねじキャップでもって、瓶またはその種の他の容器を閉鎖するための装置は公知になっており、これら閉鎖位置に、閉鎖されるべき容器が、容器走入口において引渡され、且つ、閉鎖された容器が、容器走出口において取り出される。それぞれの閉鎖位置は、容器担持体、および、下側の端部においてねじりヘッドを備え、容器軸線、もしくはスピンドル軸線を中心にして回転可能に軸受けされたねじりスピンドルを有しており、このねじりスピンドルが、このねじりスピンドルのスピンドル軸線を中心にして駆動装置によって回転するように駆動可能であり、その際、このねじりスピンドルの駆動装置が、これらねじりヘッド上に伝達された回転トルクに関して、及び／またはこれらねじりヘッドの回転数に関して、調節可能であり、もしくは制御可能である。

同様に、ドイツ連邦共和国特許第２０２ １８ ５２３号明細書（特許文献６）による装置も公知である。この装置の場合、特に、開放性の、容易に洗浄され得る構造様式に大きな価値が置かれている。何故ならば、この閉鎖装置の計画された主使用分野が、冷間無菌性の充填だからである。

構造部材、および、これら構造部材と関連している洗浄されるべき面、間隙、アンダーカット、および隙間を減少するために、この装置の場合、閉鎖ヘッドが、高さ的に、いわば固定された状態で形成されており、且つ、これら閉鎖ヘッドのそれぞれの閉鎖ヘッドに、１つの駆動モータが所属して設けられており、この駆動モータが、この閉鎖ヘッドを直接的に、即ち、付加的な伝動機構無しに駆動される。

閉鎖されるべき瓶は、その際、下側の走入位置から、上側の閉鎖位置へと、および、次いで再び下側の走出位置へと移動される。

ドイツ連邦共和国特許第２０２ １８ ５２３号明細書（特許文献６）の観念でもって、洗浄経費およびプロセス信頼性に関して、特に、冷間無菌性の充填に関連して、大きな進歩が達せられ、しかしながら、更なる研究、および分析は、更なる潜在的な改善策を提供した。
米国特許第２０７６６３１号明細書 米国特許第２９８７３１３号明細書 ヨーロッパ特許公開第５２１５８１号明細書 ヨーロッパ特許公開第６９００２０号明細書 ドイツ連邦共和国実用新案登録第９１０２６５９号明細書 ドイツ連邦共和国特許第２０２ １８ ５２３号明細書

従って、本発明の課題および目的は、その閉鎖機の場合に機械および設備の洗浄、および、特に、−しかしながら専らではなく−冷間無菌性の充填、および閉鎖のプロセス信頼性が、更に改善される、前記閉鎖機を形成することである。この目的で、本発明により、閉鎖機の外側の表面の総数、面積、構造は、更に最適化される。

この本発明の基礎となっている課題は、請求項１〜１４の特徴によって解決される。

次に、１つの実施例における図に基づいて、本発明を詳しく説明する。

本発明の更なる構成、利点、および、使用の可能性は、実施例の以下の説明、および図から与えられる。その際、全ての説明された、及び/または具象的に図示された特徴は、自体で、または適宜の組み合わせにおいて、複数の請求項内においてこれら特徴をまとめること、またはこれら請求項を従属関係にすることに依存せずに、本発明の対象を形成する。同時に、これら請求項の内容は、この説明の構成要素を形成している。

図内において、全般に、参照符号１でもって示された装置は、例えば閉鎖キャップ、もしくは、ねじキャップ３でもって、瓶、または缶のような、容器２の閉鎖のために使用され、これら閉鎖キャップが、適当な材料、例えば金属（アルミニウム）、または合成物質から製造されており、且つ、前もって作り上げられた雌ねじを有しており、この雌ねじでもって、これらキャップが、１つの容器２の閉鎖のために、瓶注ぎ口の領域内において設けられている雄ねじ上へとねじり固定可能である。

閉鎖のために、直立している容器２は、図示されていない移送体から、閉鎖機１の容器走入口を形成する供給用星形部材を介して、それぞれに、順々に、複数の閉鎖位置の内の１つの閉鎖位置へと引渡され、これら閉鎖位置が、垂直方向の機械軸線を中心として循環して駆動されるローターの周囲に配置されており、しかも、均等な角度間隔において、この軸線を中心として分配されている。これら閉鎖された容器２は、放出用星形部材を介して、これら閉鎖位置から取り出され、且つ、図示されていない搬送体を介して放出される。

それぞれの閉鎖位置において、容器または瓶支持体、または瓶保持体４は、この瓶保持体の垂直軸線でもって、閉鎖機１の回転軸線に対して平行、またはほぼ平行に配設された容器２の収容、および保持のために配置されている。

更に、それぞれの閉鎖位置に、瓶保持体４の上方で、別個のねじり軸セット６が所属して設けられており、このねじり軸セットは、特に、この閉鎖位置の垂直軸線でもって、閉鎖機１の回転軸線に対して平行に位置する、下側のねじりヘッド８を備えるねじり軸７を有している。

閉鎖機１の回転の間じゅう、それぞれの容器２、および従って同様にそれぞれの瓶保持体４は、
それぞれのねじりヘッド８から、図示されていない引渡し位置において、それぞれ１つのねじキャップ３が収容され、次いで引き続いて、この容器の注ぎ口が、このねじキャップ３に向かって移動し、且つそこで、この注ぎ口の垂直軸を中心とするねじり軸７の回転によってねじり固定され、且つ、予め設定された回転トルクでもって回転固定されるように、
制御された垂直方向の往復運動を行う。

ねじり軸セット６の回転運動を行うために、これらセットのそれぞれのセットに、自身の、別個に回転数、回転方向、および回転トルクに関連して、制御および調節可能な駆動モータ５が所属して設けられている。
この駆動モータ５は、例えば、サーボモータ、ステップモータであり、または、しかも同様に同期モータ、等々であり、その際、これら全てのモータ様式が、
個々に、駆動モータ５毎に１つの計算機によってか、及び／または、しかも同様に、全ての駆動モータ５のための、共通の１つの計算機によってかで行われ得る、制御の様式によって、
ねじり固定工程毎の回転数、回転方向、回転トルク、全回転角度、等々に関して、制御及び／または調節可能であることは、全てのこれらモータ様式に共通している。

閉鎖機１の主支柱９は、部分円上に配設された閉鎖装置を、ローター板１０においてか、それとも星形に整向された開放性の保持アームにおいて収容している。その際、全ての機械部材に関して、特に最適な洗浄作業および殺菌作業のための最適な外からの取り扱い可能性を提供するために、これら閉鎖装置、およびローター板１０は、基本的に、組込み体及び／または編成替え体なく、且つ、技術的にできるだけ開放的に構成されている。

ねじり軸セット６、ねじり軸７、および、ねじりヘッド８、並びに更に別の構成要素の、特に有利な形態に関しては、この場において再度、ドイツ連邦共和国特許第２０２ １８ ５２３号明細書（特許文献６）を参照されたい。

洗浄および充填プロセスの信頼性に関して、閉鎖機の更なる最適化のために、本発明により、公知技術に相応する閉鎖機の場合に、自由に外から取り扱い可能であり、且つ従って増大された洗浄経費を引き起こす、例えば駆動モータ５、等のような、汚染に侵されやすい構成要素は、ケースに入れられる。

図２において図示されているように、それぞれの駆動モータ５をモータ被覆体１１でもって囲繞することが行われ、このモータ被覆体は、この駆動モータ５を、密閉して、例えば、隙間風、押し寄せる水、または噴射水、殺菌剤、または洗浄剤（Desinfektions- oder Reinigungsmitten）のような、全ての周囲の影響から保護する。

モータ被覆体１１は、このモータ被覆体の上側の、開放された側面でもって、ぴったりと精確に、強固に循環する主支柱９に配設された支持板１２の対応する開口部内へと入り込んでいる。例えば、封隙部材および固定部材の配設のような、適当な構造的な構成によって、このモータ被覆体１１と支持板１２との間の結合は、周囲の影響に対して密封された状態で封隙されている。

支持板１２における、側壁、屋根部材、扉、封隙部材、および更に別の部材の配設によって、主支柱９と共に循環する組み付け室１３は、更に別の手段の収容のために形成され、この組み付け室が、同様に密封された状態で封隙されている。

支持板１２内における上述の開口部によって、組み付け室１３と、モータ被覆体１１によって同様に周囲の影響から保護された駆動モータ５との間の直接的な結合が形成される。この直接的な結合によって、これら駆動モータ５の接続導線は、この組み付け室１３内へと案内される。

本発明の更なる構成において、組み付け特性の改善、および、故障の際の停止時間の低減のために、これら接続導線は、少なくともモータ側で、迅速に解離可能な差込み結合部として構成されている。

本発明の同様に有利な更なる構成において、
例えば、制御カード、電源装置、回転検出器、回転トルク測定器、作動電流、及び／または制御信号のための回転配電器（Drehverteiler）、等のような、それぞれの個別の駆動モータ５に対して所属する、及び／または、全ての駆動モータ５に対して共通に所属する制御構成要素が、同様にこの組み付け室１３の内部に配設され、従って、同様にこれら制御構成要素も保護されており、且つ、同時に、もはや通例の洗浄処置が行われる必要はない。

同様に作動電流、及び／または制御信号のための回転配電器と、それぞれに後置された、例えば、制御カードまたは電源装置のようの構造部材との間の電気的な結合のためにも、必要な電気的な結合は、差込み結合部によって、形成可能である。この差込み可能な導線結合の特別な利点は、修理利便性、およびメンテナンス利便性にあり、このことは、故障に基づく製造の中断の際に、短縮された停止時間を誘起する。

この様式の閉鎖機１の洗浄の更なる改善のため、および、この閉鎖機の洗浄と関連する停止時間の短縮のために、更に、組み付け室の全体の外側面は、固定式に、及び／または主支柱と共に循環する状態で配設されたノズルによって噴射され（abspritzen）、且つ、洗浄される。この目的で、同様に、循環する噴霧ノズルへの洗浄剤または殺菌剤の供給のために強制的に必要な回転分配器（Drehverteiler）は、同様に、組み付け室１３の内に、及び／またはこの組み付け室の上に配設される。

同様に、本発明の領域内において、駆動モータ５を作動するための特に有利は方法が記載される。公知の閉鎖機の場合、ねじりヘッド８の駆動装置の様式に依存せずに、これらねじりヘッド８が、常時回転し、且つ、この回転を、従って同様に、これらねじりヘッド８が、瞬間的に如何なるねじキャップ３も、容器２の上にねじり固定しない場合にも、維持することは一般的である。このことは、例えば、１つのねじキャップ３のねじり固定工程が、まさに終了され、且つ、このねじりヘッド８が、次のねじキャップ３の受取りのための受取り位置への途上に存在するような状況の場合である。この状況は、しかしながら同様に、飲料設備の始動の際も発生し、この飲料設備内に走入する容器が、この閉鎖機１にいまだに到達していない場合、この閉鎖機は、しかしながら既に、適宜に分割して共に走行する。

ねじりヘッド８の不必要な回転は、特に、冷間無菌性の無菌充填の場合、大きな欠点である。何故ならば、常時回転するねじりヘッド８によって、液体、及び／または飛沫渦流（Staubverwirbelungen）の大きな面積での飛散を誘起し、これら飛散が、少なくとも、閉鎖機１を汚染可能であり、且つ、従って、増大された洗浄経費を結果としてもたらすからである。この欠点を回避するために、このねじりヘッド８は、ただこの回転運動がねじキャップ３のねじり固定のために無条件に必要である場合にだけ回転される。本発明により、これらねじりヘッド８は、ただ容器２が閉鎖のために近接している場合、および、これらねじりヘッド８が実際のねじり固定工程の状態にある場合にだけ回転する。実際のねじり固定工程自体と並んで、少なくとも、同様にこの回転運動の先行する加速段階、および引き続いての減速段階も、この状態に属している。

ねじりヘッド８の常時でない回転に関して、本発明の範囲は、その実施例の場合にねじりヘッド８の駆動がそれぞれ１つの駆動モータ５−その際、このモータは、サーボモータ、ステップモータ、または同期モータである−に基づいて行われる、ここで記載された実施例に対してだけでなく、
それら実施態様の変形の場合にこれらねじりヘッド８の駆動が、例えば、固定式の内歯における、このねじりヘッド８と作用結合の状態にあるピニオンの転動によって行われる、ここで明確に図示されていない実施態様の変形にも及んでいる。

本発明の更なる構成において、ねじりヘッド８毎に、それぞれ１つの別個の駆動モータ５−その際、これら駆動モータ５は、サーボモータ、ステップモータ、または同期モータである−の使用によって与えられる可能性は、これら駆動モータ５の回転方向が少なくとも一時的に向きを反対にされる、という趣旨でも利用される。

公知の容器２は、通常は、いわゆる右ねじ山を有しており、この右ねじ山上に、ナット、今ここで問題になっている当面のケースにおいてねじキャップ３が、上方からの注視の場合、時計方向でねじり固定される。この回転方向の反対向きは、従って、ねじりヘッド８が、−変更の無い注視方法の場合−時計方向とは逆に回転されることを意味する。

容器のねじ山と、ねじキャップ３のねじ山が、ねじり工程の開始時に、最適に互いに位置決めされていないことによって発生する、誤ったねじ止めは、このやり方によって、確実に回避される。何故ならば、両方のねじ止めされるべきねじ山は、この時計方向とは逆の逆回転によって、これら容器のねじ山とねじキャップが、誤り無く互いにねじ止めされ得るように、互いに位置決めされるからである。

この一時的な逆回転は、特に、いわゆるツイスト・オフ・ねじ結合（Twist-Off-Verschraubungen）の場合に、特に有利であり、このツイスト・オフ・ねじ結合（ねじ切キャップ状のねじ結合）の場合、ねじキャップ３のねじ山が、完全に形成されておらず、むしろ、小さなこのねじキャップ３の最も下側の縁部において設けられた案内要素から成っている。

簡略化された図示における、且つ、部分的に断面における、ねじキャップ３をねじり固定するためのねじりヘッド８の図である。 簡略化され、且つ、部分的に断面された図示における、本発明による組み付け室１３を有する閉鎖機の図である。 簡略化された図示における、本発明による閉鎖機の全体図である。

符号の説明

１ 閉鎖機
２ 容器
３ ねじキャップ
４ 瓶保持体
５ 駆動モータ
６ ねじり軸セット
７ ねじり軸
８ ねじりヘッド
９ 主支柱
１０ ローター板
１１ モータ被覆体
１２ 支持板
１３ 組み付け室

Claims (14)

1. 多数の垂直方向の機械軸線を中心にして循環するローターの周囲に形成された閉鎖位置を有する、ねじり固定による閉鎖キャップ、またはねじキャップでもって、瓶、ねじり閉鎖部を備えるガラス製品、またはその種の他の容器を閉鎖するための閉鎖機であって、
   これら閉鎖位置に、閉鎖されるべき容器が、容器走入口において引渡され、且つ、閉鎖された容器が、容器走出口において取り出され、その際、
   それぞれの閉鎖位置が、容器担持体、および、下側の端部においてねじりヘッドを備え、軸線を中心にして回転可能に軸受けされたねじりスピンドルを有しており、その際、
   これらねじり軸のそれぞれのねじり軸が、自身の駆動モータ（５）によって駆動可能である様式の上記閉鎖機において、
   閉鎖位置の上側で、主支柱（９）と共に循環する組み付け室（１３）が形成されていることを特徴とする閉鎖機。
2. 組み付け室（１３）は、周囲環境及び／または周囲の影響に対して密封された状態で封隙されていることを特徴とする請求項１に記載の閉鎖機。
3. 組み付け室（１３）は、密封された状態で封隙されるように閉鎖可能な、扉及び／または跳ね上げ蓋のような開口部によって、外から取り扱い可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の閉鎖機。
4. 組み付け室（１３）は、駆動モータ（５）を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の閉鎖機。
5. 組み付け室（１３）は、作動電流、及び／または制御信号のための、少なくとも１つの配電器を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の閉鎖機。
6. 組み付け室（１３）の全ての外側の表面は、主支柱（９）と共に循環する状態で及び／または固定式に配設されたノズルによって、洗浄剤及び／または殺菌剤を噴霧可能であるように構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の閉鎖機。
7. 駆動モータ（５）のそれぞれは、別個の、周囲の影響に対して封隙状態に組み付け室（１３）と結合されたモータ被覆体（１１）内に配設されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の閉鎖機。
8. 閉鎖機（１）は、ねじりヘッドの常時でない回転を生じさせる手段を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の閉鎖機。
9. この手段は、駆動モータ（５）であり、その際、これら駆動モータが、サーボモータ、またはステップモータ、または同期モータであることを特徴とする請求項８に記載の閉鎖機。
10. この手段は、クラッチであることを特徴とする請求項８に記載の閉鎖機。
11. この手段は、内歯の循環しない部分セグメントであることを特徴とする請求項８に記載の閉鎖機。
12. ねじりヘッド（８）は、ただ、直接的に容器（２）が閉鎖のために近接している場合にだけ回転駆動されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の閉鎖機（１）を作動するための方法。
13. ねじりヘッド（８）は、ただこれらねじりヘッドの、回転運動の加速段階、本来の閉鎖工程、および、この回転運動の減速段階の間だけ回転駆動されることを特徴とする請求項１２に記載の閉鎖機（１）を作動するための方法。
14. ねじりヘッド（８）の回転方向は、少なくとも一時的に、これらねじりヘッドの回転方向に対して、ねじり固定工程の間、反対の方向に指向されていることを特徴とする請求項１２に記載の閉鎖機（１）を作動するための方法。

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