JP5390735B2 - 容器をキャップするためのキャップ装着機 - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1の上位概念によるキャップ装着機に関する。
例えばねじり固定によるキャップキャップでもって、瓶のような容器をキャップするためのキャップ装着機、特に、同様にそのような回転する構造様式のキャップ装着機は、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キャップキャップは、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キャップキャップは、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、これらキャップキャップが、キャップのために、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、回転状態で回転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、このローターの回転の際に、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、装置でもって回転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、垂直方向の機械軸線を中心にして回転するローターの周囲に形成された、多数のキャップ位置を有する、ねじキャップでもって、瓶またはその種の他の容器をキャップするための装置は公知になっており、これらキャップ位置に、キャップされるべき容器が、容器走入口において引渡され、且つ、キャップされた容器が、容器走出口において取り出される。それぞれのキャップ位置は、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、このキャップ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、キャップヘッドが、高さ的に、いわば固定された状態で形成されており、且つ、これらキャップヘッドのそれぞれのキャップヘッドに、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、このキャップヘッドを直接的に、即ち、付加的な伝動機構無しに駆動される。
キャップされるべき瓶は、その際、下側の走入位置から、上側のキャップ位置へと、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91 02 659号明細書 ドイツ連邦共和国実用新案登録第202 18 523号明細 特開昭63−258794号公報
従って、本発明の課題および目的は、そのキャップ装着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、およびキャップのプロセス信頼性が、更に改善される、前記キャップ装着機を形成することである。この目的で、本発明により、キャップ装着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1〜8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、ねじキャップ3でもって、瓶、または缶のような、容器2のキャップのために使用され、これらキャップキャップが、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のキャップのために、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。
キャップのために、直立している容器2は、図示されていない移送体から、キャップ装着機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、複数のキャップ位置の内の1つのキャップ位置へと引渡され、これらキャップ位置が、垂直方向の機械軸線を中心として回転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。これらキャップされた容器2は、放出用星形部材を介して、これらキャップ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。
このキャップ装着機は、
ねじり固定によって、ねじキャップで、瓶、ガラス製品、またはその種の他の容器を栓するためのキャップ装着機であって、
このキャップ装着機が、このキャップ装着機の垂直方向の中心軸線を中心にして回転するローターの周囲に沿って配置された、多数のキャップ位置を有し、
これらキャップ位置に、キャップされるべき容器2が、容器走入口において引渡され、且つ、キャップされた容器が、容器走出口において取り出され、その際、
それぞれのキャップ位置が、容器担持体4、および、下側の端部においてねじりヘッド8を備え、このキャップ位置の垂直軸線を中心にして回転可能に軸受けされたねじり軸7を有しており、その際、
これらねじり軸7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り、その際、
キャップ位置の上方の主支柱9の上側に、この主支柱9と共に回転する、その内に作動電流及び/または制御信号のための少なくとも1つの配電器を備える、組み付け室13が形成されている。
このような構成は、特許文献4および6から周知である。
それぞれのキャップ位置において、容器担持体または瓶担持体、または瓶保持体4は、この容器担持体の垂直軸線でもって、キャップ装着機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、それぞれのキャップ位置に、容器担持体(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、このキャップ位置の垂直軸線でもって、キャップ装着機1の回転軸線に対して平行に位置する、下側にねじりヘッド8を備えるねじり軸7を有している。
キャップ装着機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容器担持体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。
上記のことは、特許文献7から周知である。
キャップ装着機1の主支柱9は、部分円上に配設されたキャップ装置を、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、これらキャップ装置、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、キャップ装着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キャップ装着機の場合に、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をモータ被覆円筒体11でもって囲繞することが行われ、このモータ被覆円筒体は、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。
モータ被覆円筒体11は、このモータ被覆円筒体の上側の、開放された側面でもって、ぴったりと精確に、強固に回転する主支柱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、このモータ被覆円筒体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と共に回転する組み付け室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。
キャップ位置の上方の主支柱9の上側に、この主支柱9と共に回転する、その内に作動電流及び/または制御信号のための少なくとも1つの配電器を備える、組み付け室13が形成されている。
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。
その下側においてねじりヘッド8を備えるねじり軸7を有している、ねじり軸セット6の回転運動を行うために、これらねじり軸セットのそれぞれのねじり軸セット毎に、回転数、回転方向および回転トルクに関して別個に制御および調節可能な、それぞれに1つの、自身の駆動モータ5が設けられている。
この組み付け室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。
組み付け室13の全ての外側の表面は、主支柱9と共に回転する状態で及び/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。
組み付け室13は、駆動モータ5を備えている。
駆動モータ5のそれぞれは、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、それぞれに別個のモータ被覆円筒体11内に配設されている。
キャップ装着機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。
この手段は、駆動モータ5であり、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、または、この手段が、クラッチである。
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、モータ被覆円筒体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。
この様式のキャップ装着機1の洗浄の更なる改善のため、および、このキャップ装着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回転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、回転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。公知のキャップ装着機の場合、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、このキャップ装着機1にいまだに到達していない場合、このキャップ装着機は、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、キャップ装着機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がキャップ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は、ただ容器2がキャップのためにこのねじりヘッドに直に近接している場合にだけ、回転駆動される。
上記ねじりヘッド8は、ただ、これらねじりヘッドの回転運動の加速段階、本来のキャップ工程、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。上記ねじりヘッド8は、ただ、これらねじりヘッドの回転運動の加速段階、本来のキャップ工程、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。
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。
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を有するキャップ装着機の図である。 簡略化された図示における、本発明によるキャップ装着機の全体図である。
キャップ装着機
2 容器
3 ねじキャップ
4 容器担持体、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 モータ被覆円筒体
12 支持板
13 組み付け室

Claims (8)

  1. ねじり固定によって、ねじキャップで、瓶、ガラス製品、またはその種の他の容器を栓するためのキャップ装着機であって、
    このキャップ装着機が、このキャップ装着機の垂直方向の中心軸線を中心にして回転するローターの周囲に沿って配置された、多数のキャップ位置を有し、
    これらキャップ位置に、キャップされるべき容器(2)が、容器走入口において引渡され、且つ、キャップされた容器が、容器走出口において取り出され、その際、
    それぞれのキャップ位置が、容器担持体(4)、および、下側の端部においてねじりヘッド(8)を備え、このキャップ位置の垂直軸線を中心にして回転可能に軸受けされたねじり軸(7)を有しており、その際、
    これらねじり軸(7)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り、その際、
    キャップ位置の上方の主支柱(9)の上側に、この主支柱(9)と共に回転する、その内に作動電流及び/または制御信号のための少なくとも1つの配電器を備える、組み付け室(13)が形成されている様式の上記キャップ装着機において、
    組み付け室(13)が、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、
    その下側においてねじりヘッド(8)を備えるねじり軸(7)を有している、ねじり軸セット(6)の回転運動を行うために、
    これらねじり軸セットのそれぞれのねじり軸セット毎に、回転数、回転方向および回転トルクに関して別個に制御および調節可能な、それぞれに1つの、自身の駆動モータ(5)が設けられていること
    これらモータ(5)が、ねじり固定工程毎の回転数、回転方向、回転トルク、全回転角度に関して、制御及び/または調節可能であること、
    ねじりヘッド(8)は、ただ、容器(2)がこのねじりヘッドに直に近接している場合にだけ、回転駆動されること、
    を特徴とするキャップ装着機
  2. 組み付け室(13)は、密封された状態で封隙されるようにキャップ可能な、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に記載のキャップ装着機
  3. 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または2に記載のキャップ装着機
  4. 組み付け室(13)の全ての外側の表面は、主支柱(9)と共に回転する状態で及び/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3のいずれか一つに記載のキャップ装着機
  5. 駆動モータ(5)のそれぞれは、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、それぞれに別個のモータ被覆円筒体(11)内に配設されていること、を特徴とする請求項1または2に記載のキャップ装着機
  6. キャップ装着機(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、
    この手段が、駆動モータ(5)であり、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、または、
    この手段が、クラッチであ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キャップ装着機
  7. ねじりヘッド(8)は、ただ容器(2)がキャップのためにこのねじりヘッドに直に近接している場合にだけ、回転駆動されること、および、
    上記ねじりヘッド(8)が、ただ、これらねじりヘッドの回転運動の加速段階、本来のキャップ工程、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1から6のいずれか一つに記載のキャップ装着機(1)を作動するための方法。
  8. 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7に記載のキャップ装着機(1)を作動するための方法。
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