WO2010118806A2 - Verschliesser für schraubkappen bzw. -verschlüsse - Google Patents

Verschliesser für schraubkappen bzw. -verschlüsse Download PDF

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WO2010118806A2
WO2010118806A2 PCT/EP2010/001603 EP2010001603W WO2010118806A2 WO 2010118806 A2 WO2010118806 A2 WO 2010118806A2 EP 2010001603 W EP2010001603 W EP 2010001603W WO 2010118806 A2 WO2010118806 A2 WO 2010118806A2
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sealing element
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Igor Singur
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Khs Gmbh
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    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00—Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
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    • 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
    • B67B3/2086—Magnetic or electromagnetic clutches
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    • B67B—APPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B2201/00—Indexing codes relating to constructional features of closing machines
    • B67B2201/08—Aseptic features

Definitions

  • the invention relates to a closing device for screw which has a drive and a shaft connected thereto, which is alternately reciprocally movable along a stroke curve along its central axis, wherein the shaft at a opposite end to the drive a receptacle for has at least one of the screw elements.
  • capping machines also known as cappers
  • a closing machine is described for example in DE 42 17 461 A1.
  • a closing tool is provided which can be driven in rotation by a drive about its tool axis.
  • each closing tool In each case, a closure is received by each closing tool at a receiving position, which closure is then held in a locking receptacle of the closing tool by a clamping fit.
  • the closing tool driven in rotation about its tool axis is lowered onto the container to be closed and in this case the closure is applied by screwing onto the mouth-side container thread. After the closing operation, the closing tool is removed from the closure provided on the container.
  • DE 42 17 461 A1 discloses a held on a frame of a screw head, brushless DC motor, which is arranged laterally to the spindle and rotatably connected via a bevel gear directly to the spindle and thus with the chuck.
  • the DC motor drives the clamping head in the screwing direction of the screw cap.
  • DE 10 2004 050 397 A1 discloses capping machines, this document indicating that in the past particularly a construction has prevailed in which a plurality of screw units are provided in a rotating rotating rotor whose shaft in the usual embodiment of a on the Shaft is rotated rotating pinion, which runs on a stationary on the starter sprocket.
  • the shaft in turn turns the screw head, the cap previously in the usual clamping engagement was fed.
  • the screw units are successively moved by the rotation control, which consists for example of a non-revolving lifting curve, down to the bottle underneath while screwing the rotor while screwing the cap on the bottle.
  • the supply and removal of the containers is carried out by known conveyor belts or else by so-called transfer stars.
  • Usually closing machines are arranged in close proximity to the previous filling machines due to the process. Two variants are preferred in practice.
  • capping machines are often placed on the pre-table usually associated with a filling machine. It is also known to design capping machines as stand-alone machines, and to tie them, for example, with conveyor belts to the preceding filling machine and the subsequent components of the system.
  • the main function of a closer is to provide containers, for example, bottles at their mouth-side screw with a corresponding screw cap.
  • the shaft or the rotary spindle is connected via transmission devices such as gears to the drive, wherein a corresponding torque is generated by the drive.
  • the drive can also be referred to as a spindle motor.
  • the drive or the spindle motor is designed in a known manner as an electric motor. In such drives, it is observed that operating fluids can enter the environment through leaks in the drive itself. Usually used as operating fluids, for example, industrial oils, which may have a highly toxic effect.
  • the mechanical transmission devices are subject to a certain wear, wherein for reducing the wear operating media, e.g. be used in the type of lubricants. If these operating media come into contact with the containers to be closed, it could result in a significant health risk. This is particularly dangerous if the operating media reach the interior of the container before sealing and thus contaminate the media filled therein.
  • operating media e.g. be used in the type of lubricants.
  • the invention is to provide a capper which, even in the case of a potentially leaking drive, is safe and, according to the relevant regulations, to close the bottle without the risk of contamination in its exterior or interior, at the same time the risk of contra-nancy by any operating media or other harmful substances is avoided.
  • a closing device with the features of claim 1, wherein the drive with its drive shaft via a magnetically acting coupling element with the shaft is so in communication that a torque of the drive is transmitted to the shaft, said having magnetically acting coupling element at least a first and second magnetic element and a sealing element.
  • the magnetically acting coupling element has a first magnetic element which is directly connected to the drive shaft, wherein the magnetically acting coupling element has a sealing element, in which the first magnetic element at least partially, preferably fully engages, wherein the magnetic acting coupling element has a second magnetic element, which is in communication with the shaft, and which is relative to the sealing member according to the lifting cam along the central axis back and forth movable, wherein the second magnetic element is disposed on an outer periphery of the sealing element.
  • the first magnetic element is spaced with its outer periphery to an inner periphery of the sealing element, wherein the second magnetic element is arranged with its magnetically acting inner periphery spaced from the corresponding outer periphery of the sealing element.
  • the respective elements are thus spaced from each other so that in each case a gap is formed, which is preferably dimensioned so that a magnetic transmission of the torque can be achieved.
  • the configuration of the gap amount to the magnetic strength of the first and second magnetic element - and vice versa - be adapted.
  • the drive shaft is congruent with its central axis to the central axis of the shaft.
  • the drive can be arranged axially directly opposite the shaft without the In the event of leakage, there is a risk of contamination of the environment with potentially leaking operating media.
  • Shaft and drive can advantageously be arranged directly above one another. Another advantage is the fact that because of the magnetically acting coupling element can be dispensed with mechanical transmission devices, which is why a use of lubricants is avoidable, with friction losses or wear is avoided.
  • the first magnetic element when it is rotationally symmetrical, that is why it is provided in a preferred manner that the magnetic element is cylindrical when viewed in longitudinal section.
  • the first magnetic element can be designed as a solid body or as a hollow body.
  • the first magnetic element has permanent magnets which are spaced apart from one another in the circumferential direction and which have alternating polarities. It is expedient if four permanent magnets are provided, distributed in the circumferential direction, without limiting the number to the example mentioned.
  • the permanent magnets may preferably be designed as bar magnets and be received in corresponding grooves of the first magnetic element. In this case, the permanent or permanent magnets can project beyond the actual outer circumference of the cylindrically embodied body, wherein it is preferably provided that the permanent magnets do not protrude beyond the outer circumference but preferably terminate flush therewith.
  • the sealing element is seen in longitudinal section U-shaped with U-legs and a base web, wherein at the U-legs are arranged perpendicularly extending from these extensions, over which the sealing element is connectable with holding elements.
  • the dimension of the U-legs in the axial direction is preferably adapted to the axial extent of the first magnetic element.
  • the holding element can be designed, for example, as a head plate, which has a corresponding passage opening or opening for the drive shaft of the drive.
  • the sealing element is now placed under the opening so that its center axis is congruent to the central axis of the opening in the top plate, wherein the sealing element is sufficiently connectable via its extensions to the holding element or to the top plate, for which purpose suitable connections can be made.
  • the sealing element could be screwed over its extensions with the top plate, but also a cohesive connection in the manner of an adhesive bond is possible.
  • the sealing element is screwed by way of example to its extensions with the holding element or the head plate, it may be favorable to provide a seal, for example in the embodiment, as an O-ring seal between the two elements.
  • an adhesive of this type can be used which can simultaneously have sealing properties.
  • the sealing element is associated with the passage opening or the opening in the top plate, which is closed to the opening to one side, namely to the side on which the sealing element is arranged.
  • the drive which is preferably arranged above the sealing element and the top plate, hermetically separated from the underlying plant parts, and in particular from the container to be closed.
  • the U-shaped U-shaped webs and a base web to perform the second magnetic element in longitudinal section, wherein at the U-webs on the head side a magnetic ring is arranged , and wherein the shaft is connected to the base web.
  • the magnetic ring expediently has spaced permanent magnets with alternating polarities, as seen in the circumferential direction, so that the second magnetic element can be seen as a counterpart to the first magnetic element, which is taken in the same direction of rotation by the magnetic forces during a rotation of the first magnetic elements.
  • the second magnetic element rotates with the same direction of rotation as the drive shaft, whereby the shaft, which is connected to the base web of the second magnetic elements, rotates in the same direction of rotation.
  • the shaft is mounted in a known manner so that it can be moved back and forth, for example, via a lift curve along its central axis, reference being made here to further details of the prior art. It is expedient if the second magnetic element has the same number of permanent magnets as the first magnetic element.
  • the second magnetic element according to the lifting curve of the shaft along its central axis is movable back and forth, since the second magnetic element has seen in longitudinal section so broadly executed base web in that the U-webs are arranged on a larger diameter amount than the U-webs of the sealing element, so that the previously described gap is formed between the outer circumference of the sealing element and the inner circumference of the second magnetic element or the inner circumference of the magnetic ring.
  • the drive can be designed as an electric motor, for example in the manner of a servo / frequency motor.
  • the torque of the drive or of the spindle motor can be transmitted to the shaft or to the rotary spindle by the magnetic coupling.
  • the magnetic coupling advantageously transmits the applied torques wear-free, without contact or friction, ie without friction losses from the drive to the shaft.
  • the required stroke of the shaft or the rotary spindle can be performed, so that it can also be spoken of a kind of magnetic spline connection here. It is essential in the invention that a static and in particular hermetic separation between the drive or the spindle motor and the shaft or the rotary spindle and thus to the container is achieved.
  • a partial longitudinal section through a capper A partial longitudinal section through a capper.
  • a capper 1 shows a capper 1 in a partial view.
  • a closure 2 can be attached to a mouth-side screw connection.
  • 3 of a container 4 are screwed.
  • the container 4 can be designed as a bottle, for example as a PET or glass bottle.
  • a torque is transmitted from a drive 5 to a shaft 6, wherein the shaft 6 by means of a lifting cam 7 along a central axis X of the shaft 6 back and forth is movable, wherein the shaft 6 acted in a known manner, for example via a spring force Sleeve 8 is connected to the lifting cam 7.
  • a lifting cam 7 along a central axis X of the shaft 6 back and forth is movable
  • a closing device 1 for screw 2 which has a drive 5 and an associated with this shaft 6, which is alternately reciprocated along a stroke curve 7 along its central axis X, wherein the shaft 6 at an end 9 opposite to the drive 5 has a receptacle 10 for at least one of the screw elements 2.
  • the screw 2 may for example be designed as a screw cap or as a screw.
  • the drive 5 communicates with its drive shaft 11 via a magnetically acting coupling element 12 with the shaft 6, so that a torque of the drive 5 is transmitted to the shaft 6, wherein the magnetically acting coupling element 12 at least a first and second magnetic element 13 and 14 and a sealing element 15 has.
  • the sealing member 15 is disposed between the first and second magnetic members 13 and 14.
  • the drive 5 is for example designed as a standard servo / frequency motor and seen in the drawing level above a support member 16, which may also be referred to as a top plate 16, respectively.
  • a support member 16 which may also be referred to as a top plate 16, respectively.
  • an opening or opening 17 is introduced through which the drive element 5 engages with its drive shaft 11 through.
  • the drive shaft 11 is connected directly to the first magnetic element 13.
  • the first magnetic element 13 has in the illustrated longitudinal section a rotationally symmetrical or cylindrical configuration, wherein seen on the outer circumference of the first magnetic elements 13 in the circumferential direction spaced permanent or permanent magnets 18 are arranged with alternating polarity.
  • the rotationally symmetrical body can be designed as a hollow body or as a solid body. Since the drive shaft 11 of the drive 5 is connected directly to the first magnetic elements 13, it is advantageously provided that the opening 17 or Siri twist- in the head plate 16 at least to the geometric configuration of the first magnetic elements 13 is carried out, so that the first magnetic element 13 can be performed in the drawing plane top down through the opening 17.
  • the first magnetic element 13 is completely surrounded in the illustrated embodiment of the sealing element 15, wherein the sealing member 15 seen in the longitudinal section shown U-shaped with a base web 19 and two extending away therefrom U-webs 20 is executed, wherein the U-webs 20 seen on the head side in longitudinal section each projections 21 are arranged, which extend perpendicularly away from the U-webs 20.
  • the extensions 21 shown in longitudinal section extend parallel to the base web 19, wherein the extensions 21 do not necessarily have to be arranged perpendicular to the U-webs 20.
  • the sealing member 15 is connected to the support member 16 and with the top plate 16.
  • a screw can be provided, wherein for additional static seal nor a seal 22 between the support member 16 and the top plate 16 and the continu- sets 21 may be arranged.
  • seal 22 for example, an O-ring seal could be used.
  • the first magnetic element 13 is thus accommodated in the sealing element 15, which is quasi pot-shaped in the illustrated longitudinal section, in that the outer circumference of the first magnetic element 13 is spaced from the inner periphery of the sealing element 15 so that a gap 23 is formed is.
  • the second magnetic element 14 is assigned to the sealing element 15 on its outer circumference.
  • the second magnetic element 14 is seen in the illustrated exemplary longitudinal section U-shaped with a base web 24 and U-shaped.
  • the U-legs 25 of the second magnetic elements 14 may comprise the sealing element 15.
  • the magnetic ring 26 projects beyond the U-limb with its inner circumference
  • the magnetic ring 26 has permanent magnets 27, which are seen in the circumferential direction of the magnetic ring 26 spaced and have alternating polarities. As illustrated, four permanent magnets 18 and 27 are arranged on the first magnetic elements 13 and the second magnetic element 14 by way of example.
  • the base web 24 of the second magnetic elements 14 is connected to the shaft 6. Overall, all the components mentioned so far are congruent with their respective central axis X, so that it is also possible to speak of an overall central axis X.
  • the sealing element 15 is arranged so that the opening 17 or opening in the holding element 16 or in the top plate 16 is sealed towards the container 4.
  • the drive 5 is hermetically not only separated from the shaft 6 but also from the container 4.
  • the second magnet element 14 is designed so that it is spaced apart with its magnet ring 26 or with its inner circumference to the outer circumference of the sealing element 15 so that its gap 28 is formed, and wherein the second magnet element 14 together with the Shaft 6 along the central axis X can perform the lifting movement of the lifting cam 7.
  • the rotation arrows and linear movement arrows are shown in Figure 1 accordingly.
  • FIG. 1 sectional representations for illustrating the respective arrangement of the permanent magnets 18 and 27 with their alternating polarities are shown.
  • Torque of the drive 5 wear-free, contactless and without friction losses is transmitted to the shaft 6, without the risk that the environment or the container 4 and / or its interior was subject to leakage Drive and is contaminated because of eg lubricant-free torque transmission.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verschließvorrichtung (1) für Schraubelemente (2), die einen Antrieb (5) und eine mit diesen in Verbindung stehende Welle (6) aufweist, die über eine Hubkurve (7) alternierend entlang ihrer Mittelachse (X) hin- und her bewegbar ist, wobei die Welle (6) an einem zum Antrieb gegenüberliegenden Ende (9) eine Aufnahme (10) für zumindest eines der Schraubelemente (2) aufweist. Um einen zur Welle (6) hermetisch getrennten Antrieb (5) zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass der Antrieb (5) mit seiner Antriebswelle (11) über ein magnetisch wirkendes Koppelelement (12) mit der Welle (6) so in Verbindung steht, dass ein Drehmoment des Antriebs (5) auf die Welle (6) übertragen wird, wobei das magnetisch wirkende Koppelelement (12) zumindest ein erstes und zweites Magnetelement (13, 14) und ein Abdichtungselement (15) aufweist.

Description

Verschließer für Schraubkappen bzw. -verschlusse
[0001] Die Erfindung betrifft eine Verschließvorrichtung für Schraubelemente, die einen Antrieb und eine mit diesem in Verbindung stehende Welle aufweist, welche über eine Hubkurve alternierend entlang ihrer Mittelachse hin und her bewegbar ist, wobei die Welle an einem zum Antrieb gegenüberliegenden Ende eine Aufnahme für zumindest eines der Schraubelemente aufweist.
[0002] Zum Verschließen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit Schraub- kappen oder Schraubverschlüssen sind Verschließmaschinen (auch Verschließer) bekannt, insbesondere auch solche umlaufender Bauart, bei denen am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotors mehrere Verschließpositionen gebildet sind, denen die zu verschließenden Behälter an einem Behältereinlauf zugeführt und die verschlossenen Behälter an einem Behälter- auslauf entnommen werden. Eine solche Verschließmaschine ist beispielsweise in der DE 42 17 461 A1 beschrieben. An jeder Verschließposition ist unter anderem ein Verschließwerkzeug vorgesehen, welches durch einen Antrieb um seine Werkzeugachse rotierend antreibbar ist. An einer Aufnahmeposition wird von jedem Verschließwerkzeug jeweils ein Verschluss aufgenommen, der dann in einer Ver- Schlussaufnahme des Verschließwerkzeuges durch Klemmsitz gehalten ist. Zum Verschließen wird das um seine Werkzeugachse rotierend angetriebene Verschließwerkzeug auf den zu verschließenden Behälter abgesenkt und hierbei der Verschluss durch Festschrauben auf das mündungsseitige Behältergewinde aufgebracht. Nach dem Verschließvorgang wird das Verschließwerkzeug von dem am Behälter vorgesehenen Verschluss abgezogen.
[0003] Die DE 42 17 461 A1 offenbart aber auch einen an einem Rahmen eines Schraubkopfes gehaltenen, bürstenlosen Gleichstrommotor, der seitlich zur Spindel angeordnet und über ein Kegelradgetriebe direkt mit der Spindel und damit mit dem Spannkopf drehfest verbunden ist. Der Gleichstrommotor treibt den Spannkopf in Aufschraubrichtung des Schraubverschlusses an. Auch die DE 10 2004 050 397 A1 offenbart Verschließmaschinen, wobei diese Schrift darauf hinweist, dass sich in der Vergangenheit besonders eine Bauweise durchgesetzt hat, bei der in einem rotierend umlaufenden Rotor mehrere Schraubeinheiten vorgesehen sind, deren Welle in der üblichen Ausführung von einem auf der Welle sitzenden Ritzel gedreht wird, welches auf einem am Starter feststehenden Zahnkranz abläuft. Die Welle dreht ihrerseits den Schraubkopf, dem die Kappe zuvor in den üblichen Klemmeingriff zugeführt wurde. Die Schraubeinheiten werden beim Umlauf des Rotors nacheinander durch ihre Höhensteuerung, welche zum Beispiel aus einer nicht umlaufenden Hubkurve besteht, abwärts auf die darunter stehende Flasche bewegt und schrauben dabei die Kappe auf die Flasche auf. Der Zu- und Abtransport der Behälter er- folgt durch bekannte Transportbänder oder aber auch durch so genannte Transfersterne. Üblicherweise sind Verschließmaschinen in unmittelbarer räumlicher Nähe zu den ablaufbedingt vorhergehenden Füllmaschinen angeordnet. Dabei werden in der Praxis zwei Varianten bevorzugt. Zunächst werden Verschließmaschinen häufig auf dem, einer Füllmaschine in der Regel zugeordneten Vortisch angeordnet. Eben- falls ist es bekannt, Verschließmaschinen auch als eigenständige Maschinen auszubilden, und diese zum Beispiel mit Transportbändern an die vorhergehende Füllmaschine und die nachfolgenden Anlagebestandteile anzubinden.
[0004] Wie bereits oben gesagt, ist die Hauptfunktion eines Verschließers darin zu sehen, Behälter beispielsweise Flaschen an ihrem mündungsseitigen Schraubende mit einem entsprechenden Schraubverschluss zu versehen. Hierzu ist die Welle bzw. die Drehspindel über Übertragungsvorrichtungen wie zum Beispiel Zahnrädern mit dem Antrieb verbunden, wobei ein entsprechendes Drehmoment von dem Antrieb erzeugt wird. Der Antrieb kann auch als Spindelmotor bezeichnet werden. Bei der Aufschraubbewegung senkt sich die Welle entlang ihrer Mittelachse gleichzeitig bewirkt durch die Hubkurve ab und wird, nachdem der Schraubverschluss aufgeschraubt ist, wieder angehoben. Der Antrieb bzw. der Spindelmotor ist dabei in bekannter Art als Elektromotor ausgeführt. Bei derartigen Antrieben wird beobachtet, dass Betriebsflüssigkeiten durch Leckagen des Antriebes selbst in die Umgebung gelangen können. Üblicherweise werden als Betriebsflüssigkeiten zum Beispiel technische Öle verwendet, welche eine hoch toxische Wirkung aufweisen können. Aber auch die mechanischen Übertragungsvorrichtungen unterliegen einem bestimmten Verschleiß, wobei zum Reduzieren des Verschleißes Betriebsmedien z.B. in der Art von Schmiermitteln eingesetzt werden. Würden diese Betriebsmedien in Kontakt mit den zu verschließenden Behältern kommen, könnte daraus ein erhebliches Gesundheitsrisiko resultieren. Dies ist insbesondere dann gefährlich, wenn die Betriebsmedien vor dem Verschließen in das Innere des Behälters gelangen und so die darin eingefüllten Medien kontaminieren.
[0005] Ausgehend von dieser Tatsache, dass die Antriebe eventuelle Leckagen aufweisen können, und dass die Übertragungsvorrichtungen insbesondere Zahnräder oder andere Getriebe mit Betriebsmedien versehen werden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verschließer anzugeben, welcher auch bei einem möglicherweise leckagebehafteten Antrieb noch sicher und den einschlägigen Vorschriften gemäß die Flasche ohne die Gefahr von Verunreinigungen in ihrem Äußeren oder in ihrem Inneren zu verschließen, wobei gleichzeitig die Gefahr der Konta- rnination durch jegliche Betriebsmedien oder andere schädliche Substanzen vermieden ist.
[0006] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Verschließvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei der Antrieb mit seiner Antriebswelle über ein magnetisch wirkendes Koppelelement mit der Welle so in Verbindung steht, dass ein Drehmoment des Antriebs auf die Welle übertragen wird, wobei das magnetisch wirkende Koppelelement zumindest ein erstes und zweites Magnetelement und ein Abdichtungselement aufweist.
[0007] Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass das magnetisch wirkende Koppelelement ein erstes Magnetelement aufweist, das direkt mit der Antriebswelle in Verbindung steht, wobei das magnetisch wirkende Koppelelement ein Abdichtungselement aufweist, in welches das erste Magnetelement zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig eingreift, wobei das magnetisch wirkende Koppelelement ein zweites Magnetelement aufweist, welches mit der Welle in Verbindung steht, und welches relativ zu dem Abdichtungselement entsprechend der Hubkurve entlang der Mittelachse hin- und her bewegbar ist, wobei das zweite Magnetelement an einem Außenumfang des Abdichtungselementes angeordnet ist.
[0008] Wesentlich hierbei ist, dass das erste Magnetelement mit seinem Außenumfang beabstandet zu einem Innenumfang des Abdichtungselementes ist, wobei das zweite Magnetelement mit seinem magnetisch wirkenden Innenumfang beabstandet zu dem entsprechenden Außenumfang des Abdichtungselementes angeordnet ist. Die jeweiligen Elemente sind also so zueinander beabstandet, dass jeweils ein Spalt gebildet ist, der vorzugsweise so bemessen ist, dass eine magnetische Übertragung des Drehmomentes erreichbar ist. Hierbei kann die Ausgestaltung des Spaltbetrages an die Magnetstärke des ersten bzw. zweiten Magnetelementes - und umgekehrt - angepasst sein.
[0009] In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Antriebswelle mit ihrer Mittelachse deckungsgleich zur Mittelachse der Welle ist. Insofern kann der Antrieb axial direkt gegenüberliegend zur Welle angeordnet sein, ohne dass die Ge- fahr besteht bei eventuellen Leckagen eine Kontamination der Umgebung mit möglicherweise austretenden Betriebsmedien zu befürchten. Welle und Antrieb können vorteilhaft direkt übereinander angeordnet sein. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass wegen des magnetisch wirkenden Koppelelementes auf mechanische Übertragungsvorrichtungen verzichtet werden kann, weswegen ein Einsatz von Schmiermitteln vermeidbar ist, wobei auch Reibungsverluste bzw. Verschleiß vermieden ist.
[0010] Günstig im Sinne der Erfindung ist, wenn das erste Magnetelement rotati- onssymmetrisch ausgeführt ist, weswegen in bevorzugter Weise vorgesehen ist, dass das Magnetelement im Längsschnitt gesehen zylinderförmig ausgeführt ist. Das erste Magnetelement kann dabei als Vollkörper oder auch als Hohlkörper ausgeführt sein. In weiter bevorzugter Ausführung kann vorgesehen sein, dass das erste Magnetelement Dauermagnete aufweist, welche in Umfangsrichtung gesehen zueinander beabstandet sind, und welche wechselnde Polaritäten aufweisen. Zweckmäßig ist, wenn in Umfangsrichtung gesehen gleich verteilt vier Dauermagneten vorgesehen werden, ohne die Anzahl auf die beispielhaft genannte zu beschränken. Die Dauermagneten können vorzugsweise als Stabmagneten ausgeführt sein und in entsprechenden Nuten des ersten Magnetelementes aufgenom- men sein. Hierbei können die Permanent- bzw. Dauermagneten etwas über den eigentlichen Außenumfang des zylindrisch ausgeführten Körpers überstehen, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass die Dauermagneten den Außenumfang nicht überragen sondern bevorzugt bündig damit abschließen.
[0011] Um zu erreichen, dass das erste Magnetelement bevorzugt vollständig in dem Abdichtungselement aufgenommen werden kann, ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Abdichtungselement im Längsschnitt gesehen U-förmig mit U-Schenkeln und einem Basissteg ausgeführt ist, wobei an den U-Schenkeln sich senkrecht von diesen weg erstreckende Fortsätze angeordnet sind, über welche das Abdichtungs- element mit Halteelementen verbindbar ist. Die Abmessung der U-Schenkel in Axialrichtung ist bevorzugt an die Axialerstreckung des ersten Magneteelements ange- passt. Das Halteelement kann zum Beispiel als Kopfplatte ausgeführt sein, welche eine entsprechende Durchgriffsöffnung bzw. Durchbrechung für die Antriebswelle des Antriebs aufweist. Das Abdichtungselement wird nun so unter die Öffnung ge- setzt, dass seine Mittelachse kongruent zur Mittelachse der Durchbrechung in der Kopfplatte ist, wobei das Abdichtungselement über seine Fortsätze hinreichend mit dem Halteelement bzw. mit der Kopfplatte verbindbar ist, wozu geeignete Verbin- dungsarten eingesetzt werden können. Beispielsweise könnte das Abdichtungselement über seine Fortsätze mit der Kopfplatte verschraubt werden, wobei aber auch eine stoffschlüssige Verbindung in der Art einer Klebverbindung möglich ist. Ist das Abdichtungselement über seine Fortsätze mit dem Halteelement bzw. der Kopfplatte beispielhaft verschraubt, kann günstiger Weise vorgesehen sein eine Dichtung zum Beispiel in der Ausgestaltung als O-Ringdichtung zwischen beiden Elementen vorzusehen. Ist das Abdichtungselement über seine Fortsätze stoffschlüssig mit dem Halteelement bzw. der Kopfplatte verbunden, also beispielsweise verklebt, kann hier ein derartiger Klebstoff gewählt werden, welcher gleichzeitig Dichtungseigenschaf- ten aufweisen kann.
[0012] Das Abdichtungselement ist wie zuvor gesagt so der Durchgriffsöffnung bzw. der Durchbrechung in der Kopfplatte zugeordnet, das die Öffnung zu einer Seite hin, nämlich zu der Seite an welcher das Abdichtungselement angeordnet ist, geschlossen ist. Dadurch ist aber auch der Antrieb, welcher bevorzugt oberhalb des Abdichtungselementes und der Kopfplatte angeordnet ist, hermetisch von den darunter liegenden Anlageteilen, und insbesondere von dem zu verschließenden Behälter getrennt.
[0013] Damit das zweite Magnetelement die Rotation des Antriebes auf die Welle übertragen kann, ist vorteilhaft vorgesehen, das zweite Magnetelement im Längsschnitt gesehen U-förmig mit U-Stegen und einem Basissteg auszuführen, wobei an den U-Stegen kopfseitig ein Magnetring angeordnet ist, und wobei die Welle mit dem Basissteg verbunden ist. Zweckmäßigerweise weist der Magnetring in Um- fangsrichtung gesehen beabstandete Dauermagneten mit wechselnden Polaritäten auf, so dass das zweite Magnetelement quasi als Gegenstück zum ersten Magnetelement gesehen werden kann, welches durch die magnetischen Kräfte bei einer Rotation des ersten Magnetelementen im gleichen Drehsinn mitgenommen wird. Insofern rotiert das zweite Magnetelement mit demselben Drehsinn wie die An- triebswelle, wodurch auch die Welle, welche mit dem Basissteg des zweiten Magnetelementen verbunden ist, in dem gleichen Drehsinn rotiert. Die Welle ist in bekannter Art und Weise so gelagert, dass diese beispielsweise über eine Hubkurve entlang ihrer Mittelachse hin- und her bewegbar ist, wobei hier auf weitere Einzelheiten auf den Stand der Technik verwiesen wird. Zweckmäßig ist, wenn das zweite Magnetelement die gleiche Anzahl von Dauermagneten aufweist wie das erste Magnetelement. [0014] In der U-förmigen Ausgestaltung des zweiten Magnetelementes ist dahingehend ein Vorteil zu sehen, weil das zweite Magnetelement entsprechend der Hubkurve der Welle entlang ihrer Mittelachse hin und her bewegbar ist, da das zweite Magnetelement einen im Längsschnitt gesehen derart breit ausgeführten Basissteg aufweist, dass die U-Stege auf einem größeren Durchmesserbetrag angeordnet sind als die U-Stege des Abdichtungselementes, so dass der zuvor beschriebene Spalt zwischen dem Außenumfang des Abdichtungselementes und dem Innenumfang des zweiten Magnetelementen bzw. dem Innenumfang des Magnetringes gebildet ist.
[0015] Der Antrieb kann als Elektromotor zum Beispiel in der Art eines Servo- /Frequenzmotors ausgeführt sein.
[0016] Insgesamt wird mit der Erfindung vorteilhaft erreicht, dass durch die Mag- netkupplung das Drehmoment des Antriebs bzw. des Spindelmotors auf die Welle bzw. auf die Drehspindel übertragen werden kann. Hierbei überträgt die Magnetkupplung die anstehenden Drehmomente vorteilhaft verschleißfrei, kontakt- und reibungslos, also ohne Reibungsverluste von dem Antrieb auf die Welle. Zugleich kann der geforderte Hubweg der Welle bzw. der Drehspindel ausgeführt werden, so dass hier auch von einer Art magnetischer Keilwellenverbindung gesprochen werden kann. Wesentlich ist bei der Erfindung, dass eine statische und insbesondere hermetische Trennung zwischen dem Antrieb bzw. dem Spindelmotor und der Welle bzw. der Drehspindel und somit zum Behälter erreicht wird. Dies ist besonders aus hygienischer Hinsicht vorteilhaft, da die Welle zum Motor hin vollständig getrennt ist, wobei auch gesagt werden kann, dass der Motor vollständig zur Welle hin geschlossen ist. Zudem benötigt die magnetisch wirkende Kopplung mit ihren Komponenten erstes Magnetelement, Abdichtungselement, zweites Magnetelement keinerlei Schmierung, da die anstehenden Drehmomente kontakt- und ohne Reibung ü- bertragen werden, weswegen auch keine Verschleißteile vorliegen.
[0017] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigt die einzige:
[0018] Fig.1 einen Teillängsschnitt durch einen Verschließer.
[0019] Fig.1 zeigt einen Verschließer 1 in einer Teildarstellung. Mit dem Verschließer 1 kann beispielsweise ein Verschluss 2 auf eine mündungsseitige Verschrau- bung 3 eines Behälters 4 aufgeschraubt werden. Der Behälter 4 kann als Flasche, z.B. als PET- oder Glasflasche ausgeführt sein. Hierzu wird ein Drehmoment von einem Antrieb 5 auf eine Welle 6 übertragen, wobei die Welle 6 mittels einer Hubkurve 7 entlang einer Mittelachse X der Welle 6 hin- und her bewegbar ist, wobei die Welle 6 in bekannter Art und Weise beispielsweise über eine Federkraft beaufschlagte Hülse 8 mit der Hubkurve 7 verbunden ist. Diesbezüglich wird für die Einzelheiten auf den Stand der Technik verwiesen.
[0020] Figuri zeigt also eine Verschließvorrichtung 1 für Schraubelemente 2, die einen Antrieb 5 und eine mit diesem in Verbindung stehende Welle 6 aufweist, die über eine Hubkurve 7 alternierend entlang ihrer Mittelachse X hin- und her bewegbar ist, wobei die Welle 6 an einem zum Antrieb 5 gegenüberliegenden Ende 9 eine Aufnahme 10 für zumindest eines der Schraubelemente 2 aufweist. Das Schraubelement 2 kann beispielsweise als Schraubkappe oder auch als Schraubverschluss ausgeführt sein. Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Antrieb 5 mit seiner Antriebswelle 11 über ein magnetisch wirkendes Koppelelement 12 mit der Welle 6 in Verbindung steht, so dass ein Drehmoment des Antriebs 5 auf die Welle 6 übertragen wird, wobei das magnetisch wirkende Koppelelement 12 zumindest ein erstes und zweites Magnetelement 13 und 14 und ein Abdichtungselement 15 aufweist. Das Abdichtungselement 15 ist zwischen dem ersten und zweiten Magnetelement 13 und 14 angeordnet.
[0021] In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 5 beispielsweise als Standard Servo-/Frequenzmotor ausgeführt und in der Zeichnungs- ebene gesehen oberhalb eines Halteelementes 16, welches auch als Kopfplatte 16 bezeichnet werden kann, angeordnet. In dem Halteelement 16 ist eine Durchbrechung bzw. Öffnung 17 eingebracht durch welche das Antriebselement 5 mit seiner Antriebswelle 11 hindurch greift. Die Antriebswelle 11 ist direkt mit dem ersten Magnetelement 13 verbunden.
[0022] Das erste Magnetelement 13 weist in dem dargestellten Längsschnitt eine rotationssymetrische bzw. zylindrische Ausgestaltung auf, wobei an dem Außenumfang des ersten Magnetelementen 13 in Umfangsrichtung gesehen beabstandete Permanent- bzw. Dauermagneten 18 mit wechselnder Polarität angeordnet sind. Der rotationssymetrische Körper kann als Hohlkörper oder als Vollkörper ausgeführt sein. Da die Antriebswelle 11 des Antriebs 5 direkt mit dem ersten Magnetelementen 13 verbunden ist, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Öffnung 17 bzw. Durch- brechung in dem Halteelement 16 bzw. in der Kopfplatte 16 zumindest an die geometrische Ausgestaltung des ersten Magnetelementen 13 ausgeführt ist, so dass das erste Magnetelement 13 in der Zeichnungsebene oben nach unten durch die Öffnung 17 geführt werden kann.
[0023] Das erste Magnetelement 13 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig von dem Abdichtungselement 15 umgeben, wobei das Abdichtungselement 15 im dargestellten Längsschnitt gesehen U-förmig mit einem Basissteg 19 und zwei sich davon weg erstreckenden U-Stegen 20 ausgeführt ist, wobei an den U-Stegen 20 kopfseitig im Längsschnitt gesehen jeweils Fortsätze 21 angeordnet sind, die sich senkrecht von den U-Stegen 20 weg erstrecken. Wie dargestellt verlaufen die im Längsschnitt dargestellten Fortsätze 21 parallel zum Basissteg 19, wobei die Fortsätze 21 nicht unbedingt senkrecht an den U-Stegen 20 angeordnet sein müssen.
[0024] Über die Fortsätze 21 ist das Abdichtungselement 15 mit dem Halteelement 16 bzw. mit der Kopfplatte 16 verbunden. Hierzu kann beispielsweise eine Schraubverbindung vorgesehen sein, wobei zur zusätzlich statischen Abdichtung noch eine Dichtung 22 zwischen dem Halteelement 16 bzw. des Kopfplatte 16 und den Fort- Sätzen 21 angeordnet sein kann. Als Dichtung 22 könnte beispielsweise eine O- Ring-Dichtung Verwendung finden.
[0025] Das erste Magnetelement 13 ist so in dem Abdichtungselement 15, welches in dem dargestellten Längsschnitt gesehen quasi topfartig ausgeführt ist, auf- genommen, dass der Außenumfang des ersten Magnetelementen 13 zum Innenumfang des Abdichtungselementes 15 beabstandet ist, so dass ein Spalt 23 gebildet ist.
[0026] Dem Abdichtungselement 15 ist an seinem Außenumfang das zweite Mag- netelement 14 zugeordnet. Das zweite Magnetelement 14 ist in dem dargestellten beispielhaften Längsschnitt gesehen U-förmig mit einem Basissteg 24 und U-
Schenkeln 25 ausgeführt, die kopfseitig einen Magnetring 26 tragen. Der Basissteg
24 des zweiten Magnetelementen 14 ist bezogen auf den Basissteg 19 des Abdichtungselementes 15 im Längsschnitt gesehen breiter ausgeführt, so dass die U- Schenkel 25 des zweiten Magnetelementen 14 das Abdichtungselement 15 umfassen können. Der Magnetring 26 überragt mit seinem Innenumfang die U-Schenkel
25 in Richtung zur Mittelachse X. [0027] Der Magnetring 26 weist Dauermagneten 27 auf, die in Umfangsrichtung des Magnetringes 26 gesehen beabstandet sind und wechselnde Polaritäten aufweisen. Wie dargestellt sind beispielhaft jeweils vier Dauermagneten 18 und 27 an dem ersten Magnetelementen 13 und dem zweiten Magnetelement 14 angeordnet.
[0028] Der Basissteg 24 des zweiten Magnetelementen 14 ist mit der Welle 6 verbunden. Insgesamt sind alle bisher genannten Komponenten mit ihrer jeweiligen Mittelachse X deckungsgleich, so dass auch von einer Gesamtmittelachse X ge- sprochen werden kann.
[0029] Wie der Figur 1 beispielhaft entnommen werden kann, ist das Abdichtungselement 15 so angeordnet, dass die Öffnung 17 bzw. Durchbrechung in dem Halteelement 16 bzw. in der Kopfplatte 16 zum Behälter 4 hin abgedichtet ist. Insofern ist auch der Antrieb 5 hermetisch nicht nur von der Welle 6 sondern auch von dem Behälter 4 getrennt.
[0030] Sollte der Antrieb eine Leckage aufweisen, so dass Betriebsmedien austreten könnten, würden diese nicht zum Behälter 4 gelangen können, da die Abdich- tungsvorrichtung die Betriebsmedien auffangen würde.
[0031] Vorteilhaft ist das zweite Magnetelement 14 so ausgeführt, dass dieses mit seinem Magnetring 26 bzw. mit seinem Innenumfang zum Außenumfang des Abdichtungselementes 15 beabstandet ist, so dass sein Spalt 28 gebildet ist, und wo- bei das zweite Magnetelement 14 zusammen mit der Welle 6 entlang der Mittelachse X die Hubbewegung der Hubkurve 7 ausführen kann. Die Rotationspfeile und linearen Bewegungspfeile sind entsprechend in Figur 1 dargestellt.
[0032] Des Weiteren sind in Figur 1 Schnittdarstellungen zur Darstellung der jewei- ligen Anordnung der Dauermagneten 18 bzw. 27 mit ihren wechselnden Polaritäten dargestellt.
[0033] Insofern wird in Figur 1 eine Magnetkopplung dargestellt, bei welcher das
Drehmoment des Antriebs 5 verschleißfrei, kontakt- und ohne Reibungsverluste auf die Welle 6 übertragen wird, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Umgebung bzw. der Behälter 4 und/oder dessen Inneres aufgrund eines Leckage behafteten Antriebes und wegen der z.B. schmiermittelfreien Drehmomentübertragung kontaminiert wird.
BZUj gszeichenliste
1 Verschließer
2 Verschluss
3 mündungsseitige Verschraubung
4 Behälter
5 Antrieb
6 Welle
7 Hubkurve
8 Hülse
9 gegenüberliegendes Ende von 6
10 Aufnahme
11 Antriebswelle
12 magnetisches Koppelelement
13 erstes Magnetelement
14 zweites Magnetelement
15 Abdichtungselement
16 Halteelement/Kopfplatte
17 Öffnung
18 Dauermagnet in 13
19 Basissteg von 15
20 U-Steg von 15
21 Fortsatz
22 Dichtung
23 Spalt zwischen 15 und 13
24 Basissteg von 14
25 U-Schenkel von 14
26 Magnetring
27 Dauermagnet
28 Spalt zwischen 14 und 15

Claims

Patentansprüche
1. Verschließvorrichtung für Schraubelemente (2), die einen Antrieb (5) und eine mit diesem in Verbindung stehende Welle (6) aufweist, die über eine Hubkurve (7) alternierend entlang ihrer Mittelachse (X) hin- und her bewegbar ist, wobei die Welle (6) an einem zum Antrieb (5) gegenüberliegenden Ende (9) eine Aufnahme (10) für zumindest eines der Schraubelemente (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (5) mit seiner Antriebswelle (11) über ein magnetisch wirkendes Koppelelement (12) mit der Welle (6) so in Verbindung steht, dass ein Drehmoment des Antriebs (5) auf die Welle (6) übertragen wird, wobei das magnetisch wirkende Koppelelement (12) zumindest ein erstes und zweites Magnetelement (13, 14) und ein Abdichtungselement (15) aufweist.
2. Verschließvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das magnetisch wirkende Koppelelement (12) mit dem ersten Magnetelementen (13) direkt mit der Antriebswelle (11 ) des Antriebs (5) in Verbindung steht, wobei das erste Magnetelement (13) zumindest bereichsweise in das Abdichtungselement (15) eingreift, wobei das zweite Magnetelement (14) mit der Welle (6) in Verbindung steht, und welches relativ zu dem Abdichtungselement (15) und entsprechend der Hubkurve (7) entlang der Mittelachse (X) hin- und her bewegbar ist, wobei das zweite Magnetelement (14) an einem Außenumfang des Abdichtungselementes (15) angeordnet ist.
3. Verschließvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (11) des Antriebs (5) mit ihrer Mittelachse (X) deckungsgleich zu Mittelachse (X) der Welle (6) ist.
4. Verschließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Magnetelement (13) in Längsschnitt gesehen rotationssymetrisch ausgeführt ist, und Dauermagnete (18) aufweist, welche in Umfangsrichtung gesehen zueinander beabstandet sind und wechselnde Polaritäten aufweisen.
5. Verschließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtungselement (15) im Längsschnitt gesehen U-förmig mit U-Schenkeln (20) und einem Basissteg (19) ausgeführt ist, wobei an den U-Schenkeln (20) sich senkrecht von diesen weg erstreckende Fortsätze (21 ) angeordnet sind, über welche das Abdichtungselement (15) mit Halteelementen (16) bzw. einer Kopfplatte (16) verbindbar ist.
6. Verschließvorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Dichtung (22) welche zwischen dem im Längsschnitt gesehen beiden Fortsätzen (21) und dem Halteelement (16) bzw. der Kopfplatte (16) angeordnet ist.
7. Verschließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Magnetelement (14) im Längsschnitt gesehen U-förmig mit U-Schenkeln (25) und einem Basissteg (24) ausgeführt ist, wobei an den U-Schenkeln (25) kopfseitig ein Magnetring (26) angeordnet ist, und wobei die Welle (6) mit dem Basissteg (24) verbunden ist.
8. Verschließvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetring (26) in Umfangrichtung gesehen beabstandete Dauermagneten (27) mit wechselnden Polaritäten aufweist.
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