WO2011029617A2 - Verschliessmaschine und verfahren zum verschliessen von behältern - Google Patents

Verschliessmaschine und verfahren zum verschliessen von behältern Download PDF

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WO2011029617A2
WO2011029617A2 PCT/EP2010/005591 EP2010005591W WO2011029617A2 WO 2011029617 A2 WO2011029617 A2 WO 2011029617A2 EP 2010005591 W EP2010005591 W EP 2010005591W WO 2011029617 A2 WO2011029617 A2 WO 2011029617A2
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closing
container
closure
drive
closing machine
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PCT/EP2010/005591
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French (fr)
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WO2011029617A3 (de
Inventor
Wolfhard Schwarz
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Closure Systems International Deutschland Gmbh
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Publication date
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Priority to US13/395,352 priority patent/US20120174536A1/en
Priority to ES10765365.1T priority patent/ES2624275T3/es
Priority to EP10765365.1A priority patent/EP2475608B1/de
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Publication of WO2011029617A3 publication Critical patent/WO2011029617A3/de

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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
    • 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
    • B67B3/26—Applications of control, warning, or safety devices in capping machinery
    • B67B3/262—Devices for controlling the caps
    • B67B3/264—Devices for controlling the caps positioning of the caps

Definitions

  • the invention relates to a closing machine for closing containers, in particular bottles, according to the preamble of claim 1 and a method for closing containers, in particular bottles, according to the preamble of claim 14.
  • Closing machines and methods of the type discussed here are known.
  • a closure provided with a preformed internal thread is placed on a container provided with an external thread and then screwed tight in the closing direction.
  • a relative rotation between the closure and container is required.
  • the capping head is rotated by a drive while the container is not rotating.
  • sensors are used which monitor the closing operation and detect, for example, the torque exerted on the closure and / or the angle of rotation of the closure with respect to the container.
  • a control device evaluates the signals from the sensors and controls the drive via a switching device. that predetermined torques and / or rotational angles are reached or not exceeded.
  • the closure head holding the closure follows a closure curve.
  • lowering movement is adapted to the geometry of the internal thread in the closure or the external thread on the container.
  • Such a lowering movement can also be provided in closing machines which have a stationary
  • CONFIRMATION COPY have closing head and close individual containers. It has been found that in the closing process, incorrect closing can occur in which the closure is seated obliquely on the container and a safe conclusion of the container contents can not be guaranteed.
  • the object of the invention is therefore to provide a capping machine of the above type, can be reduced to the Fehlversch spamped to a minimum.
  • a capping machine with the features proposed in claim 1 is proposed. It is characterized by a sensor that detects the position of the shutter relative to the container immediately after the closure has been placed on the container. The detected position is called the actual position. The actual position is compared with a reference position R, which is measured or determined when the closure is optimally placed on the container, ie on its mouth. An optimal position is achieved when the internal thread of the closure and the external thread mesh around the mouth of the container and the thread rests are not on top of each other. In the latter case, it often happens that the closure against the container is tilted.
  • the Control means comprises a comparison unit, which are supplied to the detected actual position of the closure relative to the container and the reference position R. The two positions are compared here. Depending on the comparison, the direction of rotation of the drive is predetermined by the control device via the switching device: If the closure on the container is correctly seated, ie, the two threads intermesh, the closing process can be initiated immediately.
  • the closure is initially rotated counter to the closing direction until the threads mesh. Only then is the closure turned in the closing direction and screwed tight. Since skewing of the closure on the container in this way is excluded during the sealing process, imperfections are minimized, if not completely eliminated.
  • a method of the type mentioned above which has the features mentioned in claim 13 and is characterized in that after placing a closure on a container, the actual position is first detected and compared with a reference position R. Only when the closure is correctly seated on the container, the threads thus interlock, the closing process is initiated immediately. If the thread rests rest on each other, the closure is first rotated against the closing direction, until by means of the sensor is determined that the two threads interlock. Only then is the closing process initiated. In this way, false closures can be reduced to a minimum by skewing the closure against the container, if not completely avoided.
  • Figure 1 is a schematic diagram of a closing
  • Figure 2 is a diagram with two Verschracekurven in which the ⁇
  • FIG. 1 shows a closing machine 1 with a closing head 3, which serves to receive a closure 7 provided with an internal thread 5.
  • the closing head 3 is set in rotation by a drive 9 via a drive shaft 11, so that the closure 7 can be screwed onto a container 13. It is provided that the internal thread 5 is screwed in the closure 7, on an external thread 15 of the container 13.
  • the closing machine 1 has a control device 17 which controls the closing operation.
  • the closing machine 1 has a sensor 19, which serves to detect the position of the closure 7 relative to the container 13. believe it. It is essential here to detect the correct position of the closure 7 on the container 13 immediately after placement of the closure 7. It follows that the closure 7, when optimally seated on the container 13, can be further pushed over the mouth 21 of the container 13 in the direction of the indicated here central axis 23 of closure 7 and container 13. In this case, namely, the thread ridges 25 of the internal thread 5 engage in the closure 7 in the threaded ridges 27 of the external thread 15 of the container 13. If the threaded rests 25 and 27 rest on each other, the shutter 7 not quite so far - seen in the direction of the central axis 23 - be lowered to the mouth 21 of the container 13.
  • the measured in the direction of the central axis 23 position of the closure 13 is referred to as the actual position.
  • the measured value detected by the sensor 19 is passed to the control device 17 via a line 29, possibly also by radio or other transmission paths. This is supplied via a suitable line 31 or via another transmission path, a reference signal which corresponds to the optimum position of the shutter 7 on the container 13 at the first touchdown. This reference value is referred to as the reference position R.
  • the output signal of the sensor 19 corresponding to the actual position is compared with the value corresponding to the reference position R in a comparison unit 33.
  • a control signal is output via a line 35 to a switching device 37, which controls the drive 9 of the closing head 3 via a line 39.
  • the lines 35 and 39 can very well be replaced by other transmission paths, be it radio or blue tooth or the like. In all cases, it is only critical that a suitable connection between the elements of the closing machine 1 is ensured.
  • a suitable signal is output from the control device 17 to the switching device 37, so that the drive 9 thereof is driven, that it rotates the closing head 3 in the closing direction, so that the shutter 7 held by the closing head 3 is screwed onto the container 13.
  • the closing head 3 For closing the container 13, the closing head 3 is lowered in the direction of the central axis 23 with respect to the container 13. It is readily apparent that the container 13 could also be raised relative to the closing head 3. It depends exclusively on the relative movement between these two parts.
  • the lowering of the capping head 3 relative to the container 13 takes place along a so-called closing curve.
  • the closing machine 1 may be provided with a gear 41, which may be part of the drive 9. But it is also possible in the field of drive shaft 11 to provide a gear 43. Finally, it is also conceivable to design such a transmission 45 as part of the scraper head 3.
  • Figure 2 shows a diagram with two Verschwekurven in which the time t on an abscissa and the height h of the capping head 3 relative to the container 13 are plotted on an ordinate.
  • a dashed line 47 shows how the course of a capping head 3 is shown with respect to a container 13, as it is selected in conventional capping machines.
  • a solid line 49 shows how the height h of the closing head 3 of the closing machine 1 according to the invention changes relative to the container 3 over time t.
  • the closing head 3 is initially lowered at the time t1 along the central axis 23 onto the container 13, starting from a height hmax, until the closure 7 touches the mouth 21 of the container 13 at the time t2. During the closing operation, the internal thread 5 of the closure 7 engages ever further into the external thread 15 of the container 13. During the tightening of the closure 7, the closing head 3 is lowered continuously along the dashed line 47 up to the height hmin until the closure 7 is screwed all the way onto the container 13. This has been done at time t3. In the course of the dashed line 47 shown here, the closing head 3 until the time t3 of the slope of the external thread 15 on the container 13.
  • the closing head 3 is then raised again until it at the time t5 has reached its initial height hmax. From FIG. 2 and the course of the curve of the dashed line 47 in the period from t 2 to t 3, it becomes clear that the closing head 3 is preferably lowered linearly with respect to the container 13.
  • the slope of the curve of the broken line 47 depends on the type of thread provided in the closure 3 and correspondingly in the container 13. Incidentally, it must be adapted exactly to the type of thread used, so that not too high contact pressure of the closing head 3 or of the closure 7 on the container 13 is given during the closing operation. This is done in order to avoid a skewing of the closure 7 by tilting or jamming on the container 13 during the closing operation, because then a secure closure of the container 13 by the closure 7 can not be guaranteed.
  • closure curve will be discussed, which is selected with the closing machine 1 according to FIG. 1 and which is represented by a solid line 49.
  • the minimum height hmin is maintained at least during the entire closing operation between the time t6 and t3. It is independent of the thread type provided in the shutter 7. This minimum height is thus maintained for threads with one or more gears in the period t6 to t3.
  • the closing head 3 can be lowered very rapidly relative to the container 13.
  • a high, at least higher closing pressure, so contact pressure of the closure 7 on the container 13, can be very well tolerated, because before the closing process, the shutter 7 is correctly aligned on the container 13, which will be discussed in more detail below.
  • the closure 3 is pressed onto the container 13 with a yielding force.
  • This can be realized by providing suitable spring elements in the closing head 3.
  • the drive shaft 11 can be acted upon by a spring force, for example, be telescoped.
  • the drive 9 can be lowered together with the drive shaft and the closing head 3 along the central axis 23 and resiliently mounted to exert a resilient contact pressure on the closure 7, with this is pressed onto the container 13. 10 005591
  • the closing machine 1 is characterized in that by means of a sensor 19, the correct alignment of the closing head 3 and the shutter 7 is checked on the container 3, before the actual closing process shown in Figure 2 is started. After placing the closure 7 whose measured in the direction of the central axis 23 axial actual position relative to the container 3 is detected.
  • the maximum approximation between closure 7 and container 13 is given when the internal thread 5 of the closure 7 engages in the external thread 15 of the container 13, that is, if the end of the threaded ridge 25 in the closure 7 does not rest on the threaded ridge 27 of the container 13, but engages directly in the entrance of the external thread 15 of the container 13. In this case, the closure 7 can thus be pushed as far as possible to the mouth 21 of the container 13.
  • a closure 7 is first placed on a container 13 so that the internal thread 5 of the closure engages in the external thread 15 of the container, so that the closure 7 can be pushed maximum far on the mouth 21.
  • the output value of the sensor 19 is supplied as a reference position R of the control device 17. It is also possible to determine the reference position R with other sensors or mathematically.
  • the given after the first placement of the closure 7 on the container 13 actual position is determined by means of the sensor 9. Its output signal is supplied via the line 29 to the comparison unit 33, where the actual position is compared with the reference position R.
  • the closure 7 is placed in an optimal position on the container 13 is discharged through a suitable output signal of the control device 17 via the line 35 to the switching device 37, which drives the drive 9 via the line 39.
  • the drive 9 is equally driven so that the closing head 3 and thus the closure 7 is screwed onto the container 13 and thus screwed tight. It is therefore immediately initiated the closing process.
  • the drive 9 is initially rotated in the opposite direction via the switching device 37, so that the closing head 3 and the Closure 7 are rotated in the opening direction.
  • a contact pressure is exerted, with which the closure 7 is pressed onto the container 13.
  • the closure 7 In a single-threaded, the closure 7 must be rotated a maximum of 360 ° counter to the closing direction until the internal thread 5 engages in the external thread 15 and the shutter 7 can be pushed slightly onto the mouth 21 of the container 13. It thus reaches an actual position that corresponds to the reference position R.
  • the reverse rotation of the closing head 3 ends and the closing operation is screwed by turning the capping head 3 and thus the shutter 7 in the closing direction. This is done by suitable control signals of the control device 17 to the switching device 37, which reverses the direction of rotation of the drive 9 when reaching the desired position.
  • the angle of rotation of the closing head 3 is detected by a rotation angle sensor during the reverse rotation against the closing direction. If a rotation angle of 360 ° is reached with a thread with a single thread, the process is aborted. It is assumed in this case that the internal thread 5 of the closure 7 and / or the external thread 15 of the container 13 is defective. Both parts are removed from the process in a suitable manner, for example by means of a sorting device.
  • closure 7 and container 13 are provided with a multi-start thread
  • the angle of rotation during the reverse rotation can be limited, for example to 80 °, if it is a two-threaded thread.
  • the torque applied during the closing operation can be suitably detected, for example by a torque sensor. Should it rise above a predetermined value, this is an indication that the shutter 7 is tilted and jammed on the container 15. This may be the case, for example, in the case of a defect of the external thread 15 on the container 13. Also in this case closure 7 and container 13 can be sorted out.
  • the torque sensor can also detect that the torque drops before reaching the desired closing torque. This is an indication that the closure on the container is spinning or thread rims 25 and / or 27 have been torn off. Also, defects may be present in the holder for the container 13. Finally, the mouth region of the container may be demolished. In all cases, it is then ensured that the closure 7 and the container 13 are sorted out.
  • the transmission may be part of the drive 9 (see reference numeral 41), part of the drive shaft 11 (see reference numeral 43) or part of the capping head 3 (see reference numeral 45). It is crucial that, for example, while maintaining the same direction of rotation of the drive 9, if necessary, so on a control signal of the control device 17, the transmission 41, 43 or 45 is switched, so that the closing head 3 and thus the shutter 7 against the Verschwinraum rotate until the internal thread 5 of the closure engages in the external thread 15 of the container 13.
  • the closing machine 1 can preferably be designed so that a servomotor is used as the drive 9. Moreover, it is possible that the drive 9 also effects the lowering and lifting movement of the closing head 3, so that it can travel along the closed line 49 of Verschwinkurve shown in Figure 2 is moved.
  • the closure 7 is the same after placement turned in the closing direction. It does not matter whether a certain amount of time elapses between setting up and starting the closing process or not. It is essential that a turning in the opposite direction can be omitted.
  • the container 13 may preferably be a bottle onto which a suitable screw cap is screwed.

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

Abstract

Es wird eine Verschließmaschine (1) zum Verschließen von Behältern (13), insbesondere von Flaschen, mit ein vorgeformtes Innengewinde (5) aufweisenden Verschlüssen (7) mit mindestens einem Verschließkopf (3) einer Antriebswelle (11), einem Antrieb (9), einer Schalteinrichtung (37), einem Sensor (19) und mit mindestens einer Steuereinrichtung (17) vorgeschlagen. Die Verschließmaschine (1) zeichnet sich dadurch aus, dass der mindestens eine Sensor (19) die Position des Verschlusses (7) in Bezug auf den Behälter (13) nach dem Aufsetzen des Verschlusses (7) auf den Behälter (13) erfasst, dass die Schalteinrichtung (37) eine Vergleichseinheit (33) aufweist, in der die erfasste Position und die Referenzposition (R) verglichen werden, abhängig von dem Vergleich die Drehrichtung des Antriebs (9) über die Schalteinrichtung (37) von der Steuereinrichtung (17) vorgegeben wird.

Description

Verschließmaschine und Verfahren zum Verschließen von Behältern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Verschließmaschine zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Verschließen von Behältern, insbesondere von Flaschen, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 14.
Verschließmaschinen und Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Bei diesen wird ein mit einem vorgeformten Innenge- winde versehener Verschluss auf einen mit einem Außengewinde versehenen Behälter aufgesetzt und dann in Verschließrichtung festgeschraubt. Für den Verschließvorgang ist eine Relativdrehung zwischen Verschluss und Behälter erforderlich. In der Regel wird der Verschließkopf über einen Antrieb in Rotation versetzt, während der Behälter sich nicht dreht. Üblicherweise werden Sensoren eingesetzt, die den Verschließvorgang überwachen und beispielsweise das auf den Verschluss ausgeübte Drehmoment und/oder den Drehwinkel des Verschlusses gegenüber dem Behälter erfassen. Eine Steuereinrichtung wertet die Signale der Sensoren aus und steuert über eine Schalteinrichtung den Antrieb so. dass vorgegebene Drehmomente und/oder Drehwinkel erreicht beziehungsweise nicht überschritten werden. Bei dem Verschließvorgang folgt der den Verschluss haltende Verschließkopf einer Verschließkurve. Das heißt, er wird synchron mit dem Behälter entlang einer Vorschub- bahn bewegt und gleichzeitig gegenüber dem Behälter abgesenkt, wobei die Absenkbewegung an die Geometrie des Innengewindes im Verschluss beziehungsweise des Außengewindes am Behälter angepasst ist. Eine derartige Absenkbewegung kann auch bei Verschließmaschinen vorgesehen sein, die einen stationären Ver-
BESTÄTIGUNGSKOPIE schließkopf aufweisen und einzelne Behälter verschließen. Es hat sich herausgestellt, dass bei dem Verschließvorgang Fehlverschließungen eintreten können, bei denen der Verschluss schief auf dem Behälter aufsitzt und ein sicherer Abschluss des Behälterinhalts nicht gewährleistet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Verschließmaschine der oben genannten Art zu schaffen, mit der Fehlverschließungen auf ein Minimum reduziert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Verschließmaschine mit den in Anspruch 1 vorgeschlagenen Merkmalen vorgeschlagen. Sie zeichnet sich durch einen Sensor aus, der die Position des Verschlusses relativ zum Behälter erfasst und zwar unmittelbar nachdem der Verschluss auf den Behälter aufgesetzt wurde. Die erfasste Position wird als Ist-Position bezeichnet. Die Ist-Position wird mit einer Referenzposition R verglichen, die gemessen oder bestimmt wird, wenn der Verschluss optimal auf den Behälter, also auf dessen Mündung aufgesetzt ist. Eine optimale Position ist dann erreicht, wenn das Innengewinde des Verschlusses und das Außengewinde um die Mündung des Behälters ineinandergreifen und die Gewindestege nicht aufeinander liegen. In letzterem Fall geschieht es nämlich häufig, dass der Verschluss gegenüber dem Behälter schief aufliegt. Wird bei einer derartigen Ausgangslage des Verschlusses gegenüber dem Behälter der Verschließvorgang eingeleitet, wird also der Verschluss auf dem Behälter festgeschraubt, so kann der Verschluss auf dem Behälter verkanten und meist nicht in seine Endposition gebracht werden, in welcher der Behälter sicher verschlossen ist. Daher kann der Inhalt des Behälters austreten und/oder verderben. Bei der hier vorgegebenen Verschließmaschine ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine Vergleichseinheit aufweist, der die erfasste Ist-Position des Verschlusses gegenüber dem Behälter und die Referenzposition R zugeführt werden. Die beiden Positionen werden hier verglichen. Abhängig von dem Vergleich wird die Drehrichtung des Antriebs über die Schalteinrichtung von der Steuereinrichtung vorgegeben: Falls der Verschluss auf dem Behälter korrekt aufsitzt, die beiden Gewinde also ineinandergreifen, kann der Verschließvorgang unmittelbar eingeleitet werden. Sollten im anderen Fall die Stege des Innengewindes im Verschluss auf den Stegen des Außengewindes am Behälter aufeinander aufsitzen und damit der Verschluss höher auf dem Behälter sitzen, stimmt die Ist-Position mit der Referenzposition R nicht überein. In diesem Fall wird der Verschluss zunächst entgegen der Verschließrichtung gedreht, bis die Gewinde ineinandergreifen. Erst dann wird der Verschluss in Verschließrichtung gedreht und festgeschraubt. Da ein Schiefsitzen des Verschlusses auf dem Behälter auf diese Weise während des Verschließvorgangs ausgeschlossen wird, werden Fehlverschließungen auf ein Minimum reduziert, wenn nicht ganz ausgeschlossen.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auch ein Verfahren der oben genannten Art vorgeschlagen, das die in Anspruch 13 genannten Merkmale aufweist und sich dadurch auszeichnet, dass nach dem Aufsetzen eines Verschlusses auf einen Behälter zunächst die Ist-Position erfasst und mit einer Referenzposition R verglichen wird. Nur wenn der Verschluss korrekt auf dem Behälter aufsitzt, die Gewinde also ineinandergreifen, wird der Verschließvorgang unmittelbar eingeleitet. Sollten die Gewindestege aufeinander aufliegen, wird der Verschluss zunächst gegen die Verschließrichtung gedreht, bis mittels des Sensors festgestellt wird, dass die beiden Gewinde ineinandergreifen. Erst dann wird der Verschließvorgang eingeleitet. Auf diese Weise lassen sich Fehlverschließungen auf durch ein Schiefsitzen des Verschlusses gegenüber dem Behälter auf ein Minimum reduzieren, wenn nicht ganz vermeiden.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den zugeordneten Unteransprüchen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Prinzipskizze einer Verschließmaschine und
Figur 2 ein Diagramm mit zwei Verschließkurven, in dem die Λ
Höhe des Verschließkopfs gegenüber dem Behälter über der Zeit aufgetragen ist.
Figur 1 zeigt eine Verschließmaschine 1 mit einem Verschließkopf 3, welcher der Aufnahme eines mit einem Innengewinde 5 versehenen Verschlusses 7 dient. Der Verschließkopf 3 wird von einem Antrieb 9 über eine Antriebswelle 11 in Rotation versetzt, sodass der Verschluss 7 auf einen Behälter 13 aufschraubbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Innengewinde 5 im Verschluss 7, auf ein Außengewinde 15 des Behälters 13 festgeschraubt wird.
Die Verschließmaschine 1 weist eine Steuereinrichtung 17 auf, die den Verschließvorgang steuert.
Die Verschließmaschine 1 weist einen Sensor 19 auf, der dazu dient, die Position des Verschlusses 7 gegenüber dem Behälter 13 zu er- fassen. Wesentlich ist hier, die korrekte Position des Verschlusses 7 auf dem Behälter 13 unmittelbar nach dem Aufsetzen des Verschlusses 7 zu erfassen. Dabei ergibt sich, dass der Verschluss 7, wenn er optimal auf dem Behälter 13 aufsitzt, weiter über die Mündung 21 des Behälters 13 in Richtung der hier angedeuteten Mittelachse 23 von Verschluss 7 und Behälter 13 aufgeschoben werden kann. In diesem Fall greifen nämlich die Gewindestege 25 des Innengewindes 5 im Verschluss 7 in die Gewindestege 27 des Außengewindes 15 des Behälters 13. Falls die Gewindestege 25 und 27 aufeinander aufliegen, kann der Verschluss 7 nicht ganz so weit - in Richtung der Mittelachse 23 gesehen - auf die Mündung 21 des Behälters 13 abgesenkt werden.
Die in Richtung der Mittelachse 23 gemessene Position des Verschlusses 13 wird als Ist-Position bezeichnet. Der von dem Sensor 19 erfasste Messwert wird über eine Leitung 29, gegebenenfalls auch über Funk oder andere Übertragungswege, an die Steuereinrichtung 17 geleitet. Dieser wird über eine geeignete Leitung 31 oder über einen sonstigen Übertragungsweg ein Referenzsignal zugeführt, welches der optimalen Position des Verschlusses 7 auf dem Behälter 13 beim ersten Aufsetzen entspricht. Dieser Referenzwert wird als Referenzposition R bezeichnet.
Das der Ist-Position entsprechende Ausgangssignal des Sensors 19 wird mit dem der Referenzposition R entsprechenden Wert in einer Vergleichseinheit 33 verglichen. In Abhängigkeit des hier vorgenommenen Vergleichs wird über eine Leitung 35 ein Steuersignal an eine Schalteinrichtung 37 abgegeben, die über eine Leitung 39 den Antrieb 9 des Verschließkopfs 3 steuert. Es sei hier noch darauf hingewiesen, dass die Leitungen 35 und 39 sehr wohl auch über andere Übertragungswege, sei es Funk oder Blue Tooth oder dergleichen ersetzt werden können. In allen Fällen ist es lediglich entscheidend, dass eine geeignete Verbindung zwischen den Elementen der Verschließmaschine 1 sichergestellt ist.
Wird in der Vergleichseinheit 33 durch den Vergleich des Ausgangssignals des Sensors 19 mit der Referenzposition R festgestellt, dass die Ist-Position der Referenzposition R entspricht, wird ein geeignetes Signal von der Steuereinrichtung 17 an die Schalteinrichtung 37 abgegeben, sodass von dieser der Antrieb 9 so angesteuert wird, dass er den Verschließkopf 3 in Verschließrichtung dreht, sodass der von dem Verschließkopf 3 gehaltene Verschluss 7 auf dem Behälter 13 festgeschraubt wird.
Zum Verschließen des Behälters 13 wird der Verschließkopf 3 in Richtung der Mittelachse 23 gegenüber dem Behälter 13 abgesenkt. Es ist ohne Weiteres klar, dass der Behälter 13 auch gegenüber dem Verschließkopf 3 angehoben werden könnte. Es kommt ausschließlich auf die Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen an.
Die Absenkung des Verschließkopfs 3 gegenüber dem Behälter 13 erfolgt entlang einer sogenannten Verschließkurve.
Die Verschließmaschine 1 kann mit einem Getriebe 41 versehen sein, das Teil des Antriebs 9 sein kann. Es ist aber auch möglich im Bereich der Antriebswelle 11 ein Getriebe 43 vorzusehen. Schließlich ist es auch denkbar ein derartiges Getriebe 45 als Teil des Ver- sc ließkopfs 3 auszubilden. Figur 2 zeigt ein Diagramm mit zwei Verschließkurven, in welchem die Zeit t auf einer Abszisse und die Höhe h des Verschließkopfs 3 gegenüber dem Behälter 13 auf einer Ordinate aufgetragen sind.
Mit einer gestrichelten Linie 47 ist der Verlauf eines Verschließkopfs 3 gegenüber einem Behälter 13 eingezeichnet, wie er bei herkömmlichen Verschließmaschinen gewählt wird. Mit einer durchgezogenen Linie 49 ist dargestellt, wie sich die Höhe h des Verschließkopfs 3 der erfindungsgemäßen Verschließmaschine 1 gegenüber dem Behälter 3 über der Zeit t ändert.
Aus der in Figur 2 wiedergegebenen Verschließkurve gemäß Stand der Technik, die hier als gestrichelte Linie 47 wiedergegeben ist, zeigt sich Folgendes:
Der Verschließkopf 3 wird zum Zeitpunkt t1 zunächst entlang der Mittelachse 23 auf den Behälter 13 ausgehend von einer Höhe hmax abgesenkt, bis der Verschluss 7 zum Zeitpunkt t2 die Mündung 21 des Behälters 13 berührt. Während des Verschließvorgangs greift das Innengewinde 5 des Verschlusses 7 immer weiter in das Außengewinde 15 des Behälters 13 ein. Während des Festschraubens des Verschlusses 7 wird der Verschließkopf 3 entlang der gestrichelten Linie 47 bis zur Höhe hmin kontinuierlich abgesenkt, bis der Verschluss 7 gänzlich auf den Behälter 13 aufgeschraubt ist. Dies ist zum Zeitpunkt t3 erfolgt. Bei dem hier dargestellten Verlauf der gestrichelten Linie 47 folgt der Verschließkopf 3 bis zum Zeitpunkt t3 der Steigung des Außengewindes 15 am Behälter 13. Entweder gleich, oder - wie hier - zum Zeitpunkt t4, wird der Verschließkopf 3 anschließend wieder angehoben, bis er zum Zeitpunkt t5 seine Ausgangshöhe hmax erreicht hat. Aus Figur 2 und dem Verlauf der Kurve der gestrichelten Linie 47 im Zeitraum von t2 bis t3 wird deutlich, dass der Verschließkopf 3 vorzugsweise linear gegenüber dem Behälter 13 abgesenkt wird. Die Steigung beziehungsweise der Abfall der Kurve der gestichelten Linie 47 hängt ab von dem Gewindetyp, der bei dem Verschluss 3 und entsprechend bei dem Behälter 13 vorgesehen ist. Er muss im Übrigen genau auf den verwendeten Gewindetyp angepasst werden, damit während des Verschließvorgangs nicht ein zu hoher Anpressdruck des Verschließkopfes 3 beziehungsweise des Verschlusses 7 auf den Behälter 13 gegeben ist. Dies erfolgt deshalb, um beim Verschließvorgang ein Schiefziehen des Verschlusses 7 durch Verkanten oder Verklemmen auf dem Behälter 13 zu vermeiden, weil dann ein sicherer Abschluss des Behälters 13 durch den Verschluss 7 nicht gewährleistet werden kann.
Entscheidend für den Verlauf der Verschließkurve gemäß der gestichelten Linie 47 ist, dass der Verschließkopf 3 während des Verschließvorgangs gegenüber dem Behälter 13 abgesenkt wird. Wie groß der Zeitraum zwischen t3 und t4 ist, kann in das Belieben eines Fachmanns gestellt werden.
Im Folgenden soll auf die Verschließkurve eingegangen werden, die mit der Verschließmaschine 1 gemäß Figur 1 gewählt wird und die mit einer durchgezogenen Linie 49 dargestellt ist.
Es zeigt sich hier, dass in dem Zeitraum t1 bis t6 der Verschließkopf 3 ausgehend von der Ausgangsposition hmax rasch auf das tiefste Niveau hmin abgesenkt wird, und sich in seiner - in Richtung der Mittelachse 23 gemessenen - maximalen Annährung gegenüber dem Behälter 13 befindet. Dabei ist es möglich, dass der Verschließkopf 3 noch weiter abgesenkt wird, als es in Figur 2 dargestellt ist.
Die minimale Höhe hmin wird zumindest während des gesamten Verschließvorgangs zwischen dem Zeitpunkt t6 und t3 beibehalten. Sie ist unabhängig von dem Gewindetyp, der bei dem Verschluss 7 vorgesehen ist. Diese minimale Höhe wird also bei Gewinden mit einem oder mehr Gängen in dem Zeitraum t6 bis t3 beibehalten.
Bei der Ausgestaltung der Verschließmaschine 1 nach Figur 1 und bei Durchführung des Verfahrens zum Verschließen von Behältern 13 kann, wie aus der durchgezogenen Linie 49 ersichtlich, der Verschließkopf 3 sehr rasch gegenüber dem Behälter 13 abgesenkt werden. Ein hoher, zumindest höherer Verschließdruck, also Anpressdruck des Verschlusses 7 auf den Behälter 13, kann sehr wohl hingenommen werden, weil vor Einleitung des Verschließvorgangs der Verschluss 7 korrekt auf dem Behälter 13 ausgerichtet wird, worauf unten noch näher eingegangen wird.
Überdies kann vorzugsweise noch vorgesehen werden, dass der Verschluss 3 mit einer nachgiebigen Kraft auf den Behälter 13 auf- gepresst wird. Dies kann dadurch realisiert werden, dass geeignete Federelemente im Verschließkopf 3 vorgesehen werden. Vorzugsweise kann auch die Antriebswelle 11 mit einer Federkraft beaufschlagt werden, beispielsweise teleskopierbar sein. Schließlich kann auch der Antrieb 9 gemeinsam mit der Antriebswelle und dem Verschließkopf 3 entlang der Mittelachse 23 abgesenkt werden und elastisch federnd gelagert sein, um eine nachgiebige Anpresskraft auf den Verschluss 7 auszuüben, mit der dieser auf den Behälter 13 aufgedrückt wird. 10 005591
Im Folgenden wird auf die Funktion der Verschließmaschine 1 und auch auf das Verfahren zum Verschließen von Behältern 13 näher eingegangen:
Die Verschließmaschine 1 zeichnet sich dadurch aus, dass mittels eines Sensors 19 die korrekte Ausrichtung des Verschließkopfs 3 beziehungsweise des Verschlusses 7 auf den Behälter 3 kontrolliert wird, bevor der eigentliche aus Figur 2 ersichtliche Verschließvorgang gestartet wird. Nach dem Aufsetzen des Verschlusses 7 wird dessen in Richtung der Mittelachse 23 gemessene axiale Ist-Position gegenüber dem Behälter 3 erfasst. Die maximale Annäherung zwischen Verschluss 7 und Behälter 13 ist dann gegeben, wenn das Innengewinde 5 des Verschlusses 7 in das Außengewinde 15 des Behälters 13 eingreift, wenn also das Ende des Gewindestegs 25 im Verschluss 7 nicht auf dem Gewindesteg 27 des Behälters 13 aufliegt, sondern unmittelbar in den Eingang des Außengewindes 15 des Behälters 13 eingreift. In diesem Fall kann der Verschluss 7 also maximal weit auf die Mündung 21 des Behälters 13 aufgeschoben werden.
Bei der Einstellung der Verschließmaschine 1 wird zunächst ein Verschluss 7 auf einen Behälter 13 so aufgesetzt, dass das Innengewinde 5 des Verschlusses in das Außengewinde 15 des Behälters eingreift, dass also der Verschluss 7 maximal weit auf die Mündung 21 aufgeschoben werden kann. Mittels des Sensors 19 wird diese Position gemessen. Der Ausgangswert des Sensors 19 wird als Referenzposition R der Steuereinrichtung 17 zugeführt. Dabei ist es auch möglich, die Referenzposition R mit anderen Sensoren oder rechnerisch zu ermitteln. Die nach dem ersten Aufsetzen des Verschlusses 7 auf den Behälter 13 gegebene Ist-Position wird mittels des Sensors 9 ermittelt. Sein Ausgangssignal wird über die Leitung 29 der Vergleichseinheit 33 zugeführt, wo die Ist-Position mit der Referenzposition R verglichen wird.
Stimmen die beiden Positionen überein, ist also der Verschluss 7 in einer optimalen Position auf den Behälter 13 aufgesetzt, wird durch ein geeignetes Ausgangssignal der Steuereinrichtung 17 über die Leitung 35 an die Schalteinrichtung 37 abgegeben, die über die Leitung 39 den Antrieb 9 ansteuert. Dabei wird der Antrieb 9 gleich so angesteuert, dass der Verschließkopf 3 und damit der Verschluss 7 auf den Behälter 13 aufgeschraubt und damit festgeschraubt wird. Es wird also unmittelbar der Verschließvorgang eingeleitet.
Sollte ein Vergleich der Ist-Position mit der vorgegebenen Referenzposition R in der Vergleichseinheit 33 zeigen, dass der Verschluss 7 nicht optimal auf dem Behälter 13 aufliegt, wird über die Schalteinrichtung 37 der Antrieb 9 zunächst in entgegengesetzter Richtung gedreht, sodass der Verschließkopf 3 und der Verschluss 7 in Öffnungsrichtung gedreht werden. Dabei wird ein Anpressdruck ausgeübt, mit dem der Verschluss 7 auf den Behälter 13 aufgedrückt wird. Bei einem ein-gängigen Gewinde muss der Verschluss 7 maximal um 360° entgegen der Verschließrichtung gedreht werden, bis das Innengewinde 5 in das Außengewinde 15 eingreift und der Verschluss 7 etwas auf die Mündung 21 des Behälters 13 aufgeschoben werden kann. Er erreicht damit eine Ist-Position, die der Referenzposition R entspricht. Sobald mittels des Sensors 19 das Erreichen der gewünschten Ausgangsposition ermittelt wird, endet die Rückwärtsdrehung des Verschließkopfs 3 und der Verschließvorgang wird durch Drehen des Verschließkopfs 3 und damit des Verschlusses 7 in Verschließrichtung festgeschraubt. Dies erfolgt durch geeignete Steuersignale der Steuereinrichtung 17 an die Schalteinrichtung 37, welche die Drehrichtung des Antriebs 9 bei Erreichen der gewünschten Position umdreht.
Um die Zeit für einen Verschießvorgang auf ein Minimum zu begrenzen, wird vorzugsweise der Drehwinkel des Verschließkopfs 3 durch einen Drehwinkelsensor während der Rückwärtsdrehung entgegen der Verschließrichtung erfasst. Sollte bei einem Gewinde mit einem einzigen Gewindegang ein Drehwinkel von 360° erreicht sein, wird der Vorgang abgebrochen. Man geht in diesem Fall davon aus, dass das Innengewinde 5 des Verschlusses 7 und/oder das Außengewinde 15 des Behälters 13 defekt ist. Beide Teile werden auf geeignete Weise, beispielsweise durch eine Vorrichtung zum Aussortieren, aus dem Prozess herausgenommen.
Sollten Verschluss 7 und Behälter 13 mit einem mehrgängigen Gewinde versehen sein, kann der Drehwinkel während der Rückwärtsdrehung begrenzt werden, beispielsweise auf 80°, wenn es sich um ein zwei-gängiges Gewinde handelt.
Zusätzlich kann auf geeignete Weise, beispielsweise durch einen Drehmomentsensor, das während des Verschließvorgangs aufgebrachte Drehmoment erfasst werden. Sollte es über einen vorgegebenen Wert ansteigen, ist dies ein Indiz dafür, dass der Verschluss 7 auf dem Behälter 15 verkantet und klemmt. Dies kann beispielsweise bei einem Defekt des Außengewindes 15 am Behälter 13 der Fall sein. Auch in diesem Fall können Verschluss 7 und Behälter 13 aussortiert werden. 05591
Der Drehmomentsensor kann auch feststellen, dass das Drehmoment vor Erreichen des angestrebten Verschlussmoments absinkt. Dies ist ein Zeichen dafür, dass der Verschluss auf dem Behälter durchdreht oder Gewindestege 25 und/oder 27 abgerissen sind. Auch können Defekte in der Halterung für den Behälter 13 vorliegen. Schließlich kann auch der Mündungsbereich des Behälters abgerissen sein. In allen Fällen wird dann dafür gesorgt, dass der Verschluss 7 und der Behälter 13 aussortiert werden.
Die Funktionsweise der Verschließmaschine 1 wurde so erläutert, dass bei Bedarf eine Drehbewegung des Verschlusses 7 gegenüber dem Behälter 13 in Öffnungsrichtung erfolgt. Dies wurde hier durch entsprechende Ansteuerung des Antriebs 9 erreicht.
Denkbar ist es aber auch ein Getriebe vorzusehen, das eine Drehrichtungsumkehr bei Bedarf bewirkt. Dabei kann das Getriebe Teil des Antriebs 9 (siehe Bezugsziffer 41), Teil der Antriebswelle 11 (siehe Bezugsziffer 43) oder Teil des Verschließkopfs 3 sein (siehe Bezugsziffer 45). Entscheidend ist, dass beispielsweise bei gleichbleibender Drehrichtung des Antriebs 9 bei Bedarf, also auf ein An- steuersignal der Steuereinrichtung 17, das Getriebe 41 , 43 oder 45 umgeschaltet wird, sodass sich der Verschließkopf 3 und damit der Verschluss 7 entgegen der Verschließrichtung drehen, bis das Innengewinde 5 des Verschlusses in das Außengewinde 15 des Behälters 13 eingreift.
Die Verschließmaschine 1 kann vorzugsweise so ausgelegt werden, dass als Antrieb 9 ein Servomotor verwendet wird. Es ist darüber hinaus möglich, dass der Antrieb 9 auch die Senk- und Hebebewegung des Verschließkopfs 3 bewirkt, sodass dieser entlang der ge- schlossenen Linie 49 der Verschließkurve gemäß Figur 2 bewegt wird.
Wesentlich ist, dass während eines Verschließvorgangs, nämlich nach dem Aufsetzen des Verschlusses 7 auf den Behälter 13, die Position des Verschlusses 7 auf dem Behälter 13 erfasst wird. Nur wenn dessen Innengewinde 5 in das Außengewinde 15 des Behälters 3 korrekt eingreift, also nur, wenn der Verschluss 7 maximal weit auf die Mündung 21 des Behälters 13 aufgeschoben werden kann, wird unmittelbar mit dem Verschließvorgang begonnen: der Verschluss 7 wird nach dem Aufsetzen gleich in Verschließrichtung gedreht. Dabei ist es unerheblich, ob zwischen dem Aufsetzen und Beginnen des Verschließvorgangs eine gewisse Zeit vergeht oder nicht. Wesentlich ist, dass ein Drehen in Gegenrichtung entfallen kann.
Nur in dem Fall, in dem das Innengewinde 5 des Verschlusses 7 auf dem Außengewinde 15 des Behälters 13 aufliegt, wenn also der Verschluss 7 nicht weit genug auf die Mündung 21 des Behälters 13 aufgeschoben werden kann, wird eine Rückwärtsdrehung des Verschlusses 7 entgegen der Verschließrichtung bewirkt, bis der Verschluss 7 auf die Mündung 21 des Behälters aufschnappt und das Innengewinde 5 in das Außengewinde 15 des Behälters 13 eingreifen kann. In diesem Fall erreicht der Verschluss 7 die gewünschte Referenzposition R, was durch den Sensor 19 erfasst wird. Die Rückwärtsbewegung des Verschließkopfs 3 wird gestoppt. Der Verschließvorgang kann sofort oder zu einem gewünschten Zeitpunkt gestartet werden. Auf diese Weise ist mit hoher Wahrscheinlichkeit sichergestellt, dass der Verschluss 7 korrekt auf der Mündung 21 des Behälters 13 aufliegt, wenn mit dem Verschließvorgang begonnen wird. Ein Schiefziehen des Verschlusses 7 wird also mit höchster Wahrscheinlichkeit vermieden, sodass, sofern nicht andere Probleme vorliegen, der Verschluss 7 sicher auf den Behälter 13 aufgebracht werden kann.
Es ergibt sich ohne Weiteres, dass es sich bei dem Behälter 13 vorzugsweise um eine Flasche handeln kann, auf die ein geeigneter Schraubverschluss festgeschraubt wird.

Claims

Ansprüche
1. Verschließmaschine (1) zum Verschließen von Behältern (13), insbesondere von Flaschen, mit ein vorgeformtes Innengewinde (5) aufweisenden Verschlüssen (7) mit mindestens
- einem Verschließkopf (3),
- einer Antriebswelle (1 1 ),
- einem Antrieb (9),
- einer Schalteinrichtung (37),
- einem Sensor (19) und mit mindestens
- einer Steuereinrichtung (17) dadurch gekennzeichnet, dass
- der mindestens eine Sensor (19) die Position des Verschlusses (7) in Bezug auf den Behälter (13) nach dem Aufsetzen des Verschlusses (7) auf den Behälter (13) erfasst,
- dass die Schalteinrichtung (37) eine Vergleichseinheit (33) aufweist, in der die erfasste Position, die Ist-Position und die Referenzposition (R) verglichen werden,
- abhängig von dem Vergleich die Drehrichtung des Antriebs (9) über die Schalteinrichtung (37) von der Steuereinrichtung (17) vorgegeben wird.
2. Verschließmaschine (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Antrieb (9) ein Servomotor dient. kennzeichnet, dass ein Drehmomentsensor vorgesehen ist.
4. Verschließmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehwinkel erfassender Sensor vorgesehen ist.
5. Verschließmaschine (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (17) die zeitliche Änderung von Drehmomenten und/oder Drehwinkeln auswertet.
6. Verschließmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antrieb (9), dem Verschließkopf (3) und/oder zwischen beiden ein Getriebe (41 ,43,45) vorgesehen ist.
7. Verschließmaschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (37) auf das Getriebe (41 ,43,45) einwirkt.
8. Verschließmaschine (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Getriebe (41 ,43,45) Drehgeschwindigkeit, Drehrichtung und/oder das auf den Verschluss (7) wirkende Drehmoment verändert ist.
9. Verschließmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Drehzahl, Drehmoment und Drehrichtung des Antriebs (9) während des Verschließvorgangs konstant sind.
10. Verschließmaschine (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor vorgesehen ist, mit dem über die Steuereinrichtung (17) die Referenzposition (R) ermittelbar ist. Sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zum Aussortieren von Verschlüssen (7) und/oder Behältern (13) vorgesehen ist.
12. Verschließmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschließkopf (3) entlang einer Verschließkurve (47,49) gegenüber dem Behälter (13) verlagerbar ist.
13. Verfahren zum Verschließen von Behältern ( 3), insbesondere von Flaschen, mit ein vorgeformtes Innengewinde (5) aufweisenden Verschlüssen (7), insbesondere mit einer Verschließmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufsetzen des Verschlusses (7) auf den Behälter (13) die Position des Verschlusses (7) in Bezug auf den Behälter (13) erfasst wird, diese erfasste Position mit einer Referenposition (R) chen wird nur bei Abweichung zwischen dieser erfassten Position und der Referenzposition (R) der Verschluss (7) entgegen der Verschließrichtung gedreht wird, bis der Referenzwert (R) erreicht ist, bei Übereinstimmung dieser erfassten Position mit der Referenzposition (R) - direkt nach dem Aufsetzen oder nach einer bestimmten Drehung entgegen der Verschließrichtung - der Verschluss (7) in Verschließrichtung gedreht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Verschluss (7) und/oder Behälter (13) aussortiert werden, wenn nach die erfasste Position nicht mit der Referenzposition (R) übereinstimmt.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich- net, dass der Verschließkopf (3) gegenüber dem Behälter (13) unabhängig von der Geometrie des Innengewindes (5) des Verschlusses (7) entlang einer Verschließkurve (47,49) verlagert wird.
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