WO2012101019A1 - Vorrichtung und verfahren zum verschliessen von behältern mit schraubkappen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren zum Verschließen von Behältern, mit einem Spannfutter (1) zum Halten einer Schraubkappe (30) und mit Einrichtungen (7, 37) zum Übertragen eines Drehmoments auf die Schraubkappe, wobei das Spannfutter (1) einen Hohlraum (2) zum Aufnehmen einer Schraubkappe (30) aufweist und ein axial inneres Ende des Hohlraums mindestens teilweise begrenzt wird durch einen axialen Anschlag (3) für eine Schraubkappe (30), während das axial äußere Ende des Hohlraumes für die Aufnahme einer Schraubkappe offen ist, und wobei der Hohlraum mindestens einen an den axialen Anschlag angrenzenden rotationssymmetrischen Wandabschnitt (4) aufweist. Um eine Vorrichtung und ein Verfahren zum sicheren Aufbringen von Schraubkappen auf Behältnisse bereitzustellen, welche die Zahl der auftretenden Fehlschließungen spürbar reduzieren und/oder eine deutliche Erhöhung der Verschließgeschwindigkeit ohne eine übermäßige Anzahl von Fehlschließungen ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der an den Anschlag (3) angrenzende Wandabschnitt (4) einen relativ kleineren Innendurchmesser (d1) hat als ein zweiter, axial an den ersten Wandabschnitt anschließender Wandabschnitt (5), wobei sich der erste, an den Anschlag angrenzende Wandabschnitt (4) in axialer Richtung über mindestens ein Zehntel, jedoch weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, des axialen Innenmaßes (h) des Spannfutterhohlraumes (2), gemessen von dem Anschlag (3) für die Kopfplatte (31) der Schraubkappe (30), erstreckt.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM VERSCHLUSSEN VON BEHÄLTERN MIT SCHRAUBKAPPEN

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen von Behältern, mit einem Spannfutter zum Halten einer Schraubkappe und mit Einrichtungen zum Übertragen eines Dreh- moments auf die Schraubkappe, wobei das Spannfutter einen Hohlraum zum Aufnehmen einer Schraubkappe aufweist und ein axial inneres Ende des Hohlraums mindestens teilweise begrenzt wird durch einen axialen Anschlag für eine Schraubkappe, während das axial äußere Ende des Hohlraumes für die Aufnahme einer Schraubkappe offen ist, und wobei der Hohlraum mindestens einen an den axialen Anschlag angrenzenden rotationssymmetrischen Wandabschnitt aufweist.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Aufbringen von Schraubkappen auf ein Gewinde eines Behälterhalses mit Hilfe eines Spannfutters das einen Hohlraum zur Aufnahme einer mit einem Innengewinde versehenen Schraubkappe aufweist, der einen axialen Anschlag für die Schraubkappe und mindestens einen den Mantel der Schraubkappe umgreifenden Wandabschnitt mit rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, dessen Radius dem Außenradius der auf den Behälterhals aufzuschraubenden Schraubkappe angepasst ist, wobei die Schraubkappe von dem Spannfutter erfasst, über dem Flaschenhals positioniert und unter Drehung auf den Falschenhals aufgebracht wird, wobei das Spannfutter axial auf den Behälterhals zu bewegt und drehend angetrieben wird, und die Schraubkappe mit einem einstellbaren Dreh- moment auf das Gewinde des Behälterhalses aufschraubt.

Derartige Spannfutter und Verfahren zum Aufbringen von Schraubkappen, insbesondere auf Flaschenhalsgewinde, sind beispielsweise von Abfüllanlagen der Getränkeindustrie bekannt und werden zum Verschließen von Flaschen mit Schraubkappen verwendet. Die Schraubkappen werden dazu auf einer Zufuhreinrichtung einer Verschließmaschine zugeführt, die einen oder mehrere Verschließköpfe mit einem entsprechenden Spannfutter hat, werden von dem Spannfutter erfasst und aufgenommen, wobei die Kopfplatte der Schraubkappe an den axialen Anschlag des Spannfutters bzw. des das die Schraubkappe aufnehmenden Hohlraums des Spannfutters anstößt und so eine genau definierte axiale Position der Schraubkappe in dem Spannfutter fest- gelegt wird. Der Anschlag definiert dabei im Allgemeinen das axial innen liegende, effektive Ende des Spannfutterhohlraumes. Die den Schraubkappenmantel umfassende Wand des Spannfutterhohlraumes weist im Allgemeinen radial nach innen vorgespannte Halteelemente auf, die mit der Außenseite des Schraubkappenmantels unter federnder Vorspannung in Eingriff treten und so die Schraubkappe in dem Spannfutter gegen ein Herausrutschen derselben aus dem Spannfutter sichern, wie es ansonsten aufgrund der Schwerkraft oder der auftretenden Beschleunigungskräfte verursacht werden könnte. Zusätzlich können entsprechende Schraubkappen, typischerweise auf Ihrer äußeren Mantelfläche, eine Riffelung aufweisen, die das Übertragen eines Drehmomen- tes erleichtert, wobei auch die Innenwand des Spannfutterhohlraumes zweckmäßigerweise eine entsprechende Riffelung aufweist, was das maximal mögliche aufzubringende Drehmoment nochmals erhöht.

Nachdem das Spannfutter mit der darin aufgenommenen Schraubkappe über die zu verschließende Flasche geführt worden ist, wird es mit der Schraubkappe von oben axial an den zu verschließenden Flaschenhals angenähert und wird dabei samt Schraubkappe in Rotation versetzt. Beim Auftreffen der Schraubkappe auf den zu verschließenden Flaschenhals greifen idealerweise das Innengewinde der Schraubkappe und das Außengewinde des Flaschenhalses exakt ineinander und die Schraubkappe wird, im Allgemeinen mit einem vorgegebenen Drehmoment, auf den Flaschenhals aufgeschraubt.

Nachdem die Schraubkappe auf den Flaschenhals aufgeschraubt wurde, wird das Spannfutter nach oben von der nun verschlossenen Flasche abgezogen, wobei sich die Schraubkappe aus dem Spannfutter löst. Die vorliegende Erfindung zielt dabei vornehmlich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Aufbringen sogenannter Kurzverschlüsse ab, die im Verhältnis zum Durchmesser eine geringe axiale Höhe haben, wie es zum Beispiel durch das sogenannte Aspektverhältnis (Verhältnis von maximaler zu minimaler Ausdehnung bzw. von Durchmesser zu axialer Höhe) ausgedrückt werden kann. Dieses Aspektverhältnis liegt bei herkömmlichen Verschlüssen, wie zum Beispiel bei Schraubkappen für Wasserflaschen oder andere Getränkeflaschen, unter 2 und zum Beispiel bei etwa 1 ,5 bis 1 ,8, bei den Kurzverschlüssen jedoch oberhalb von 2 und bei nahezu 3 (Äußerer Durchmesser 28 bis 31 mm bei einer axialen Höhe von z. B. 9 bis 12 mm). Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Anwendung auf solche Kurzverschlüsse beschränkt. Mit aktuellen Techniken können von einer Verschließmaschine auf die oben beschriebene Weise pro Minute beispielsweise um die 1000 Schraubkappen auf die Flaschenhalsgewinde aufgebracht, bzw. Verschraubvorgänge durchgeführt werden, wobei man aus Gründen der Produktivität bemüht ist, diese Verschließgeschwindigkeit weiter zu steigern. Eine hohe Verschließgeschwindigkeit birgt jedoch auch das Risiko von Fehlschließungen in sich. Zu Gunsten einer ho- hen Verschließgeschwindigkeit nimmt man jedoch gelegentliche Fehlschließungen in Kauf, wobei eine Fehlschließung pro 10000 Verschraubungen in der Regel als noch akzeptabel angesehen wird. Fehlschließungen sind in erster Linie verkantet auf die Flaschen aufgebrachte Schraubkappen, bei denen Gewindeabschnitte auf einer Seite der Schraubkappe in einem axial höheren oder tieferen Gewindegang des Flaschenhalses sitzen als Gewindeabschnitte auf der diametral gegenüber liegenden Seite.

Ursache für Fehlschließungen sind häufig nicht richtig bzw. nicht vollständig oder schief in dem Spannfutter aufgenommene Schraubkappen, die nicht oder nur einseitig und nicht umlaufend an dem axialen Anschlag anliegen. Um einen gut definierten Sitz in dem Spannfutter zu gewährleisten, ist der Hohlraum des Spannfutter bzw. dessen Wand an die im Allgemeinen zylindrische Form des Kappenmantels angepasst, d. h. das Spannfutter hat über einen Großteil seiner axialen Länge (oder Höhe), insbesondere in dem den sogenannten Mantel der Schraubkappe aufneh- menden Bereich, eine zylindrische, eventuell auch leicht konische Wand, gegebenenfalls mit einer Riffelung versehen, die der ebenfalls zylindrischen oder leicht konischen Außenkontur des Schraubkappenmantels angepasst ist und in Ihrem Durchmesser, jedenfalls über einen beträchtlichen axialen Abschnitt des Kappenmantels hinweg nur geringfügig größer ist als der Durchmesser der Schraubkappe. D. h. bis auf ein geringes Spiel zum Ausgleich von Toleranzabweichun- gen der Verschlüsse bzw. Schraubkappen und zur Vermeidung einer das Aufnehmen der Kappen behindernden Reibung stimmen die Durchmesser von Kappe und Spannfutter in dem genannten Bereich überein. Sicheren Halt erhält die Schraubkappe in dem Spannfutter unabhängig von der leichten Spielpassung mit der Wand durch federbelastete Halteelemente, zum Beispiel federnd vorgespannte Kugeln, die in Bohrungen in der Wand des Spannfutter aufgenommen sind und durch Öffnungen in dieser Wand, deren Durchmesser kleiner als der Kugeldurchmesser ist, mit einem kleinen Abschnitt in den Hohlraum des Spannfutters hineinragen und so das geringe Spiel zwischen der Wand des Hohlraumes und dem Kappenmantel überbrücken und die Kappe sicher mit einer definierten Reibungskraft in dem Spannfutter halten. Entsprechend einem allgemeinen Trend werden zunehmend Material sparende Kurzverschlüsse bzw. Schraubkappen hergestellt, wie oben bereits erwähnt wurde. Aus Gründen der Verschlusssicherheit lässt sich eine Materialersparnis an solchen Verschlüssen in der Praxis kaum noch durch Verringerung der Wandstärken, sondern nur noch durch axiale Verkürzung der früher verwendeten und derzeit noch überwiegend verbreiteten Schraubkappen erreichen.

Diese axial kurzen Schraubkappen mit einem Aspektverhältnis größer als 2 und bis zu etwa 3 werden bisher mit den im Prinzip gleichen Verschließmaschinen und Spannfuttern aufgebracht, wie herkömmliche Schraubkappen, wobei lediglich die axiale Länge des Spannfutters und dessen Hohlraum den kürzeren axialen Maßen der Schraubkappen angepasst ist. Diese Kurzver- Schlüsse bzw. axial kurzen Schraubkappen haben überdies den Vorteil, dass sie wegen ihres axial und auch in Umfangsrichtung entsprechend kurzen, entsprechend steilen und häufig mehrgängigen Gewindes, auch besonders schnell auf ein Flaschenhalsgewinde aufgeschraubt werden können. Wegen der kürzeren axialen Führung durch das Spannfutter ist es allerdings nicht überraschend, dass bei solch kurzen bzw. flachen Schraubkappen die Gefahr von Fehlschließungen durch Verkanten offenbar besonders groß ist. Mit herkömmlichen, wenn auch hinsichtlich Ihrer axialen Längsmaße angepassten Spannfuttern ist es mit den oben angesprochenen, schnellen Ver- schließmaschinen bisher offenbar nicht möglich, bei den neueren, sehr flachen Schraubkappen, die bei einem Nenndurchmesser von beispielsweise 28 mm eine axiale Länge bzw. Höhe von weniger als 12 mm haben, die Forderung nach maximal einer Fehlschließung auf 10.000 Verschließvorgänge zu erfüllen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum sicheren Aufbringen von Schraubkappen auf Behältnisse bereitzustellen, welche die Zahl der auftretenden Fehlschließungen spürbar reduzieren und/oder eine deutliche Erhöhung der Verschließgeschwindigkeit ohne eine übermäßige Anzahl von Fehlschließungen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung dadurch gelöst, dass der an den Anschlag angrenzende Wandabschnitt einen relativ kleineren Innendurchmesser hat als ein zweiter, axial an den ersten Wandabschnitt anschließender Wandabschnitt, wobei sich der erste Wandabschnitt in axialer Richtung über mehr als ein Zehntel, jedoch weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, des axialen Innenmaßes des Spannfutterhohlraumes, gemessen von dem Anschlag für die Kopfplatte der Schraubkappe, erstreckt.

Hinsichtlich des Verfahrens wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst dass die Verschlusskappe nur in ihrem an die Kopfplatte angrenzenden ersten Wandabschnitt, der oberhalb des axial äußeren teils des Schraubgewindes der Schraubkappe liegt, von einer eng an dem Kappenmantel anliegenden, unnachgiebigen Innenfläche der Spannvorrichtung er- fasst wird, während der zweite Wandabschnitt des Spannfutterhohlraumes unterhalb des ersten Wandabschnittes radial erweitert oder nachgiebig ausgebildet ist, um während des Verschließens ein radiales Aufweiten des Verschlusses mindestens in dessen axial äußerem Gewindebereich zuzulassen.

Mit anderen Worten: ein erster, eng an die Außenkontur einer zugehörigen Schraubkappe ange- passter Wandabschnitt ist auf einen nur kleinen Abschnitt am inneren Ende des Spannfutterhohlraumes begrenzt und sorgt dort für eine präzise radiale Ausrichtung und Führung der Schraub- kappe bei deren Aufnahme in den Hohlraum des Spannfutters, während ein zweiter Wandabschnitt einen größeren Durchmesser aufweist, der keine enge Anlage dieses Wandabschnittes an dem Mantel der korrekt ausgerichteten in dem Hohlraum aufgenommenen Schraubkappe zu- lässt sondern bewusst eine größeres Spiel vorsieht. Der zweite Wandabschnitt, der den Spann- futterhohlraum über den größten Teil seiner Höhe bzw. axialen Länge begrenzt, trägt also als solcher nicht zur Ausrichtung der Schraubkappe bei. Allerdings leisten in diesem Bereich vorgesehene Halteelemente einen gewissen Beitrag zur Ausrichtung und Führung der Schraubkappe. Vor allem in Höhe des unteren bzw. axial äußeren Gewindeabschnittes sollte erfindungsgemäß der Kappenmantel gegenüber dem zweiten Wandabschnitt ein Spiel in der Größenordnung von mindestens 0,25 mm haben, das ohne weiteres auch bis zu 1 mm betragen kann. Demzufolge hat der zweite Wandabschnitt über einen axialen Bereich hinweg, der mindestens einem Viertel und bis zu 90 % der axialen Länge des Spannfutterhohlraumes entsprechen kann, vorzugsweise einen im Mittel um mindestens 0,5 mm größeren Durchmesser als der erste Wandabschnitt. Ein um 0,5 mm größerer Durchmesser entspricht einem radialen Spiel von 0,25 mm auf gegenüber liegenden Seiten des Schraubkappenmantels.

Der erste Wandabschnitt ist vorzugsweise mindestens über einen Teil seiner axialen Länge hinweg zylindrisch ausgebildet, entsprechend der Außenkontur der an sich bekannten und vorgege- benen Schraubkappen in deren Mantelbereich nahe der Kopfplatte. Die Abweichung von der Zylindermantelkontur definiert dann das Ende des ersten und den Übergang zum zweiten Wandabschnitt. Wenn allerdings die Schraubkappe eher leicht konisch ausgebildet ist, so muss auch der erste Wandabschnitt eine entsprechende konische Form haben. Bei beliebigen Spannfuttern für derartige Schraubkappen ist dennoch der erste Wandabschnitt auch ohne Kenntnis der zuge- hörigen Schraubkappe von dem zweiten Wandabschnitt unterscheidbar, weil die Innenwand des Hohlraumes in dem Bereich der oberen Hälfte eine stufenförmige, konische oder konvexe (glockenförmige) Erweiterung aufweist, die bei herkömmlichen Spannfuttern nicht vorhanden ist.

Dabei kommt es im Übrigen nicht darauf an, ob der zweite Wandabschnitt teilweise zylindrisch ist oder einen variierenden Durchmesser hat, solange nur die vorstehende Bedingung einer Erweiterung des zweiten Wandabschnittes erfüllt ist. Da der erste Wandabschnitt axial relativ kurz ist, müssen entsprechende federbelastete Halteelemente, wie zum Beispiel vorgespannte Kugeln, zumindest überwiegend im Bereich des zweiten Wandabschnittes angeordnet sein und dort das vorhandene Spiel überbrücken. Es ist deshalb, da ein radiales Spiel von 0,5 mm auf beiden Sei- ten der Schraubkappe im Allgemeinen ausreichend ist, nicht unbedingt sinnvoll, den Durchmesser des zweiten Wandabschnittes um beispielsweise mehr als 2,5 mm gegenüber dem ersten Wandabschnitt zu erweitern, ohne dass jedoch größere Durchmesserunterschiede von zum Beispiel 3 oder 5 mm ausgeschlossen sein sollen, bis zu denen die Erfindung ohne weiteres praktisch leicht realisierbar ist.

Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, dass nicht etwa eine verbesserte axiale Führung und Anpassung der den Kappenmantel umschließenden Wand des Hohlraums des Spannfutters an den Kappenmantel eine Verbesserung der Ergebnisse mit sich bringt, sondern umgekehrt gerade die Verkürzung der axialen Führung und deren Beschränkung auf einen kleinen oberen Abschnitt (den ersten Wandabschnitt) des Kappenmantels in der Nähe der Kopfplatte, während in dem verleibenden Wandabschnitt (dem oben definierten zweiten Wandabschnitt) die Innenwand des Hohlraumes einen deutlich größeren lichten Abstand zu dem Kappenmantel einhält als es zum Auffangen von Toleranzabweichungen erforderlich wäre. Der zweite Wandabschnitt, der selbstverständlich noch immer eine in dem Spannfutter aufgenommene Schraubkappe bzw. deren Kappenmantel umfasst, hat also einen von dem ersten Wandabschnitt abweichenden, größeren Durchmesser, wobei es nicht darauf ankommt, ob der Übergang vom ersten zum zweiten Wandabschnitt über eine radiale Stufe oder eine konische Übergangsfläche erfolgt, und wobei der zweite Wandabschnitt auch nicht zylindrisch sein muss, sondern insgesamt konisch aufgeweitet sein oder einen anderen, variierenden Durchmesserverlauf haben kann.

Dieser überraschende Effekt wird von dem Erfinder nicht darauf zurückgeführt, dass durch den verkürzten ersten Wandabschnitt tatsächlich eine verbesserte Führung der Schraubkappe erzielt wird. Vielmehr ist wohl davon auszugehen, dass nach wie vor ein gewisser kleiner Anteil der Schraubkappen verkantet in dem Spannfutter aufgenommen wird, der mindestens dem Anteil der herkömmlichen Fehlschließungen entspricht. Durch den beim Verschließen und der Abwärtsbewegung des Spannfutters über den axialen Anschlag auf die Schraubkappe aufgebrachten axialen Druck kann jedoch offenbar die auf dem Falschenhals teilweise bzw. verkantet aufsitzende kurze Schraubkappe dennoch im Nachhinein korrekt ausgerichtet werden, wobei schief bzw. verkantet aufsitzende Gewindegänge offenbar übereinander hinweg gleiten, das Gewinde also teilweise aufgeprellt wird. Hierzu ist es allerdings offenbar notwendig, dass der Kappenmantel sich radial etwas aufweiten kann, damit die Gewindegänge bzw. ein Gewindegang der Schraubkappe sich über einen anliegenden Gewindegang des Flaschenhalses axial hinweg bewegen kann.

Diese radiale Aufweitung des Kappenmantels wird aber vermutlich durch ein eng an der Außenseite des Kappenmantels anliegendes Spannfutter eher behindert, so dass mit der herkömmlichen Technik die verkantet im Spannfutter aufgenommene Schraubkappe sich deshalb gerade nicht ausreichend aufweiten kann, um das Gewinde teilweise aufzuprallen, und die Kappe somit verkantet auf dem Flaschenhals zurückbleibt.

Durch den erfindungsgemäß radial erweiterten zweiten Wandabschnitt und das demgemäß größere Spiel zwischen Kappenmantel und Wand des Spannfutterhohlraums ist jedoch während des Verschießvorganges eine ausreichende radiale Aufweitung des Kappenmantels möglich und es wird dadurch ein großer Teil der (wenigen) zunächst verkantet im Spannfutter aufgenommenen Schraubkappen, dennoch im Ergebnis unverkantet und richtig sitzend auf dem Flaschenhals aufgebracht. Der zweite Wandabschnitt hat mindestens die gleiche, vorzugsweise die doppelte axia- le Erstreckung wie der erste Wandabschnitt und umfasst praktisch den gesamten verbleibenden Wandabschnitt bis zu der Öffnungsebene des Spannfutterhohlraumes.

Erstreckt sich der erste Abschnitt über weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drit- tel, des axialen Innenmaßes der Spannfutter, gemessen von dem Anschlag für die Kopfplatte der Schraubkappe, in Richtung des zweiten Abschnittes, so kann sowohl die Schraubkappe sicher in Spannfutter gehalten als auch eine kurzzeitige Verformung der in dem Spannfutter befindlichen Schraubkappen ermöglicht werden. Das zum Verschließen der Schraubkappen benötigte Drehmoment wird dabei vorwiegend in dem ersten Wandabschnitt des Spannfutters auf die Schraub- kappe übertragen.

In einer Ausführung ist vorgesehen, dass sich der erste Abschnitt in axialer Richtung bis zu einem Abstand von nicht mehr als 3,5 mm, vorzugsweise nicht mehr als 3 mm und insbesondere bevorzugt nicht mehr als 2,5 mm, von dem Anschlag für die Kopfplatte der Schraubkappe, und bis zu dem Übergang zu dem zweiten Abschnitt erstreckt.

Zum Halten der Schraubkappe in dem Spannfutter weist in einer Ausführungsform der zweite Abschnitt federbelastete Halteelemente auf, die in Richtung der Achse des Spannfutters vorgespannt sind und in den Innendurchmesser der Spannfutter zumindest abschnittsweise hineinra- gen.

Federbelastete Halteelemente können insbesondere in Form einer Anzahl kleiner, vorzugsweise identischer Stifte mit Halbkugelkopf vorliegen, die in radialen Bohrungen in der Wand des Spannfutters über den Umfang verteilt angeordnet sind und unter federnder Vorspannung mit ihrem Halbkugelkopf oder einem Teil hiervon durch Öffnungen in der Innenfläche des zweiten Wandabschnittes des Spannfutters in den Hohlraum des Spannfutters hineinragen. Alternativ könnten anstelle der Stifte auch Kugeln, zum Beispiel Kugellagerkugeln, verwendet werden. Es versteht sich, dass die Öffnungen zweckmäßigerweise ebenfalls kreisförmig sind, wobei ihr Durchmesser zwischen etwa 70 und 95% des Kugeldurchmessers bzw. Halbkugeldurchmessers liegt. Die Ku- gelflächen können dann um ein Maß von 30 bis 60% Ihres Radius von der Wandinnenfläche bzw. der Ebene der Öffnungen in den Hohlraum hineinragen und demzufolge ein entsprechendes großes Spiel zwischen der Wand und dem Schraubkappenmantel ausgleichen. Die Anzahl der Halteelemente sollte mindestens 6 und kann zwischen beispielsweise 8 und 30 betragen und sie sind zweckmäßigerweise in gleichen Winkelabständen entlang des Umfangs der Wand des Spannfutters vorgesehen. Gemäß eine beispielhaften Ausführungsform kann man bei einem Spannfutter, bei welchem die radial inneren Flächen bzw. Punkte der Kugeln/Halbkugeln einen Durchmesser von ca. 30 mm definieren, ohne weiteres 18 Kugeln oder Stifte mit einem Durchmesser von jeweils 4 mm entlang der Peripherie des Spannfutters bzw des zweiten Wandab- Schnittes unterbringen. Derartige Kugeln ragen zum Beispiel je nach Größe der zugehörigen Öffnung in dem zweiten Wandabschnitt des Hohlraumes um 0,5 bis etwa 1 ,4 mm radial in den Hohlraum hinein und können demzufolge ein entsprechendes Spiel zwischen dem zweiten Wandabschnitt und dem Schraubkappenmantel überbrücken.

Die Vorspannung der Haltelemente kann dabei durch einen O-Ring bewirkt werden, der auf der Außenseite des Spannfutters in einer die Halteelemente umgebenden Nut des Spannfutters liegt. Der O-Ring ist so bemessen, dass er die Halteelemente mit einer wohldefinierten, radial nach Innen wirkenden Kraft beaufschlagt. Ein solcher O-Ring hat den Vorteil, dass alle Halteelemente, sofern sie identisch ausgebildet in den gleichen radialen Positionen angeordnet sind, jeweils mit der gleichen Vorspannkraft beaufschlagt werden.

Der O-Ring ist insbesondere austauschbar in der Nut des Spannfutters angeordnet. Anstelle der vorstehend beschriebenen, federbelasteten Halteelemente könnte die Wand des Hohlraums im Bereich des zweiten Wandabschnittes auch mit einer radial nachgiebigen Be- schichtung ausgestattet sein, deren Innendurchmesser dann wiederum auch dem Innendurchmesser des ersten Wandabschnittes entsprechen könnte, wobei im Wesentlichen der gleiche Effekt erzielt wird wie mit den federbelasteten Halteelementen. Als zweiter Wandabschnitt wird dabei aber nach wie vor der die radial nachgiebige Schicht stützende, und in der Regel nicht nachgiebige Wandabschnitt des Spannfutters radial außerhalb der Beschichtung angesehen und die Beschichtung muss selbstverständlich ausreichend verformbar sein, um eine Aufweiten des Kappenmantels im Gewindebereich in einem Ausmaß von zum Beispiel 0,25 bis 0,5 mm zu ermöglichen, das auf mindestens einer Seite den oben beschriebenen Aufprellvorgang zulässt.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist darüber hinaus vorgesehen, dass der erste Abschnitt auch eine Riffelung in Form einer Mehrzahl in Umfangsrichtung beabstandeter, sich in radialer und axialer Richtung erstreckender Rippen aufweist, die im Profil einen anderen, kleineren Durchmesser definieren als der Grund der Nuten zwischen den Rippenn, weicher den ersten Wandabschnitt definiert.

Eine derartige Riffelung dient für den Eingriff mit einer analogen Riffelung an entsprechenden Schraubkappen, so dass auf diese Weise sehr effektiv Drehmomente von dem Spannfutter auf die Schraubköpfe übertragen werden können.

Zur Vereinfachung der Sprachregelung wird im Rahmen dieser Beschreibung die Rippenstruktur bei der Definition der Maße und Konturen des ersten und zweiten Wandabschnittes nicht mit berücksichtigt, während bei der zugehörigen Schraubkappe auch die Rippen den Maßen und dem Profil der Schraubkappe hinzugerechnet wird. Mit Anderen Worten das geringe oder große Spiel zwischen Wandabschnitten und Kappenmantel bezieht sich jeweils auf das Spiel zwischen dem Grund der Nuten zwischen den Rippen der Wandabschnitte und dem Rücken bzw. vorstehenden Teilen der Rippen der Schraubkappe, wobei die Definition auch ebenso gut umgekehrt erfolgen könnte.

Dabei kann das beispielsweise in einem axialen Schnitt durch das Spannfutter erkennbare innere Profil der Rippen durchaus von dem Profil des ersten Wandabschnitts abweichen, welches durch den Grund der Nuten zwischen den Rippen definiert wird und welches in seinem Profil im We- sentlichen einer typischen äußeren Kontur einer mit einer entsprechenden Riffelung versehenen Schraubkappe entspricht.

Bei derartigen Schraubkappen ist nämlich im Bereich des Übergangs von dem Kappenmantel zur Kopfplatte oftmals eine falzartige Aussparung auf der Außenseite vorgesehen, die wiederum der Materialersparnis dient. Entsprechende Rippen einer Riffelung, die sich auf der Außenseite der Schraubkappe in axialer und radialer Richtung erstrecken, sind hingegen oftmals mit einem einfachen Profil über diese Aussparung hinweggeführt, so dass das äußere Profil der Schraubkappe, bezogen auf deren vorstehende äußere Rippe im Wesentlichen dem eines Zylinders mit einem leicht gerundeten Übergang zwischen einer Stirnseite und dem Mantel des Zylinders ent- spricht. Diese Kontur wird durch den Grund der Nuten im Spannfutter in enger Spielpassung abgebildet, während die abgestufte Kontur am Übergang des Kappenmantels zur Kopfplatte, die zwischen den Rippen der Riffelung vorhanden ist, der Kontur der vorstehenden Rippen im Spannfutter entspricht. Die Rippen Bzw. Rippen können sich, analog zu den Nuten der Riffelung einer Schraubkappe, auf dem ersten und dem zweiten Wandabschnitt sowie bis zum axialen Anschlag für die Kopfplatte der Schraubkappe und ggf. auch auf diesen Anschlag erstrecken.

Bei einer solchen Ausgestaltung kann im Übrigen der Anschlag sowohl durch einen Abschnitt gebildet werden, an dem die Kopfplatte als solche anschlägt, alternativ aber auch durch einen radialen Vorsprung der Rippen des Spannfutters, der sich über die am Übergang von Kappenmantel zu Kopfplatte gebildete Stufe erstreckt, wobei man diese Stufe insoweit noch als Teil der Kopfplatte ansehen kann, die aber in axialer Richtung etwas versetzt ist. Ungeachtet dessen gelten die oben beschriebenen Bedingungen für die vom Anschlag aus gemessenen Maße auch dann, wenn als axialer Anschlag die radialen Stufen des zweiten Wandabschnittes angesehen werden, zumal diese radiale Stufe im Allgemeinen nicht mehr als 1 mm von der axialen Endposition der Kopfplatte entfernt ist. Demzufolge hat das Profil der Rippen auf dem ersten Wandabschnitt des Spannfutters einen gekrümmten Übergang zwischen dem wie oben definierten axialen Anschlag für die Kopfplatte und einen sich nahezu axial oder leicht konisch erstreckenden Teil, an den sich eine radiale Schulterfläche anschließt, die über einen zweiten Radius einen weiter axial verlaufenden Teil parallel zum ersten Wandabschnitt übergeht.

Der Grund zwischen den Rippenn weist hingegen ein Profil auf, welches einen abgerundeten Übergang von dem Anschlag für die Kopfplatte zu dem ersten Wandabschnitt hat. Bei dem erfindungsgemäßen zum Aufbringen von Schraubkappen auf ein Gewinde eines Behälterhalses wird vorzugsweise ein Spannfutter verwendet, wie es vorstehend ausführlich beschrieben wurde und wie es sich auch aus den unabhängigen und abhängigen Patentansprüchen ergibt. Dabei weist allgemein der Hohlraum des Spannfutters einen axialen Anschlag für die Schraubkappe und einen den Mantel der Schraubkappe umgreifenden Wandabschnitt mit rotationssymmetrischem Querschnitt auf, wobei der Wandabschnitt, dessen Radius den Außenradius der auf dem Behälter aufzuschraubenden Schraubkappe angepasst ist, auf einen oberen bzw. axial inneren Bereich des Spannfutters beschränkt ist, der den Kappenmantel jedenfalls nicht im Bereich der radial äußeren Gewindeabschnitte des in der Schraubkappe vorgesehenen Innengewindes umfasst, d.h. in diesem Bereich befindet sich ein zweiter Wandabschnitt, der erweitert oder nachgiebig ausgebildet ist, um während des Verschließens ein radiales Aufweiten der Schraubkappe mindestes in deren axial äußeren Gewindebereich zuzulassen. Der zweite Wandabschnitt könnte eventuell auch weitgehend oder sogar vollständig fehlen, d. h. das Spannfutter würde in die- sem Fall nur aus einem kurzen Halteabschnitt bestehen der in enger Passung den oberen Randbereich der Schraubkappe axial oberhalb des Innengewindes erfassen. In diesem Fall müsste allerdings der Reibeingriff zwischen Spannfutter und Schraubkappe in diesem kurzen Bereich des ersten (und einzigen) Wandabschnittes ausreichen, um die Schraubkappe aufzunehmen und zu halten, ohne dass sie aus dem Spannfutter heraus fällt. Auch in diesem Fall würde sich der erste (und dann einzige) Wandabschnitt axial über eine Länge erstrecken die zwischen etwa einem Zehntel und weniger als der Hälfte der axialen Länge der Schraubkappe liegt, vorzugsweise weniger als ein Drittel der axialen Länge der Schraubkappe beträgt.

Vorzugsweise ist der erste Wandabschnitt, wenn eine Schraubkappe bis zum axialen Anschlag in dem Spannfutter aufgenommen ist, auf einen Bereich beschränkt, der im Wesentlichen oberhalb des Innengewindes der Schraubkappe, mindestens aber oberhalb des axial äußeren bzw. unteren Endes dieses Innengewindes liegt, so dass der Bereich des Schraubkappenmantels, in welchem sich das Innengewinde befindet und gegebenenfalls über einen Gewindegang eines Fla- schenhalsgewindes hinweg gleiten muss, im Wesentlichen im Bereich des zweiten Wandabschnittes liegt und sich dementsprechend radial aufweiten kann.

Das Maß der radialen Aufweitung sollte auf jeden Fall ausreichend sein, so dass ein Gewinde- gang, der einseitig so hoch auf dem Schraubkappengewinde aufsitzt, axial von der Aufweitung der Schraubkappe über den entsprechenden Gewinderücken am Außengewinde eines Flaschenhalses hinweg bewegt werden kann, was man auch als„Aufprellen" bezeichnet. Im Übrigen wird die Schraubkappe und werden auch alle anderen Schraubkappen selbstverständlich durch Drehung auf das Gewinde aufgeschraubt, wobei das Aufprellen eines Gewindegangs nur aus- nahmsweise und in der Regel nur einseitig dort erfolgt, wo eine Schraubkappe nur einseitig mit Ihrer Kopfplatte den axialen Anschlag erreicht hat, während auf der gegenüberliegenden Seite die Kopfplatte der Schraubkappe nicht am Anschlag anliegt und demzufolge verkantet in dem Spannfutter sitzt. Im Allgemeinen reicht es aus, wenn das in der Summe auf beiden Seiten vorhandene radiale Spiel mindestens in etwa der halben Ganghöhe des Gewindes der Schraubkappe entspricht, da die Gewinde im Allgemeinen nicht mit ihrer vollen Ganghöhe einander übergreifen und das Aufprellen in der Regel nur einseitig erforderlich ist und außerdem das Material der Schraubkappe einschließlich deren Innengewinde noch eine gewisse elastische Verformung erfahren kann.

Dennoch entspricht in der bevorzugten Ausführungsform das radiale Spiel in der Summe auf beiden Seiten mindestens einer vollen Gewindeganghöhe des Innengewindes der Schraubkappe, wobei die Gewindeganghöhe als Differenz zwischen Gewindegrund und Gewinderücken definiert ist.

Da die Reibungskraft im Bereich des ersten Wandabschnittes in aller Regel nicht ausreicht, um die Schraubkappe sicher in dem Spannfutter zu halten, wird die Schraubkappe entlang des Um- fangs und vorzugsweise im Bereich des zweiten Wandabschnittes durch eine Reihe von Halteelementen gehalten, die federnd vorgespannt sind und durch Öffnungen in dem zweiten Wand- abschnitt radial einwärts hervorragen und so bemessen sind, dass sie auf jeden Fall mit der Wand der Schraubkappe in Eingriff treten. Diese federvorbelasteten Halteelemente reichen zwar einerseits aus, um die Schraubkappe sicher in dem Spannfutter zu halten, so dass die Schraubkappe bei sämtlichen Beschleunigungen, wie sie während des normalen Betriebs und auch unter der Wirkung der Schwerkraft auftreten, sicher in dem Spannfutter gehalten wird und nicht heraus- fällt. Gleichzeitig sind die Halteelemente aber selbstverständlich nachgiebig genug, um ein Aufweiten der Schraubkappe während eines ausnahmsweise erfolgenden Aufprellvorgangs nicht zu behindern. Dabei ist weiterhin vorgesehen, dass die Schraubkappen, die vornehmlich in ihrem oberen Bereich des Kappenmantels und auch am Übergang zur Kopfplatte und teilweise sich bis zur Kopfplatte erstreckend eine Riffelung aufweisen, und dass auch das Spannfutter, konkret der erste Wandabschnitt des Spannfutters eine entsprechende komplementäre Riffelung hat und somit formschlüssig in die Riffelung der Schraubkappe eingreift, um auf diese Weise das beim Aufschrauben der Schraubekappe auf das Gewinde eines Behälterhalses erforderliche Drehmo- ment von dem Spannfutter auf die Schraubkappe zu übertragen.

Das Spannfutter muss sich insgesamt nicht über die gesamte axiale Höhe der Schraubkappe erstrecken, zumal der untere Rand der Schraubkappe oftmals noch mit einem Sicherungsring oder Haltering versehen ist, der einen entsprechenden Ringflansch an der Außenseite eines Flaschenhalses hintergreifen soll, welcher unterhalb des Flaschenhalsgewindes angeordnet ist und beim Öffnen des Verschlusses den Sicherungsring am Flaschenhals festhält, so dass dieser von dem übrigen Teil der Schraubkappe abreißt. Üblicherweise ist das Spannfutter so bemessen, dass ein solcher unterer Sicherungsring, dessen Außendurchmesser nochmals etwas größer als der des darüber liegenden Kappenmantels ist, noch aus dem unteren offenen Ende des Spannfutters herausragt, wenn die Kopfplatte der Schraubkappe an dem axialen Anschlag anliegt.

In Zahlen ausgedrückt erstreckt sich der erste Wandabschnitt bis zu einem Abstand von maximal 3,5, vorzugsweise nur bis etwa 2,5 mm von dem axialen Anschlag, der der Position einer Kopfplatte entspricht. Dabei muss der erste Wandabschnitt nicht über diesen gesamten Bereich hin- weg zylindrisch ausgebildet sein, sondern kann insbesondere auch einem abgerundeten oder abgestuften Übergang zur Kopfplatte hin folgen, so dass der eigentliche zylindrische Teil des ersten Wandabschnittes noch kürzer ist als es dem Abstand vom axialen Anschlag bis zum Ende des zylindrischen Bereichs entspricht.

Es versteht sich, dass in einem Fall, in welchem die Schraubkappe selbst nicht zylindrisch ist, auch der erste Wandabschnitt keinen entsprechenden zylindrischen Verlauf haben muss, sondern einfach dem jeweiligen Verlauf der Schraubkappenkontur angepasst ist. Letztlich reicht es aus, wenn in irgendeiner Weise das obere Ende der Schraubkappe in radialer Richtung eindeutig fixiert ist und dort kein nennenswertes Spiel im Spannfutter aufweist, im Gegensatz zu dem Spiel innerhalb des zweiten Wandabschnittes.

Die Differenz zwischen dem Spiel zwischen Schraubkappe und erstem Wandabschnitt gegenüber dem Spiel zwischen Schraubkappenmantel und zweitem Wandabschnitt beträgt vorzugsweise mindestens 80 % der radialen Tiefe des Gewindegangs der Schraubkappe, vorzugsweise mindestens 100 % dieser radialen Tiefe, um auf diese Weise sicherzustellen, dass sich die Schraubkappe im Falle des Aufprallens eines Gewindegangs ausreichend aufweiten kann. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen: eine Schnittansicht und eine Draufsicht von oben auf ein Spannfutter, welches hinsichtlich der Wand des Hohlraums dem Stand der Technik entspricht, vergrößerte Schnittansichten des Spannfutters nach Figur 1 im Bereich von Nuten und Rippen an der Innenfläche des Spannfutters,

eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spannfutters in einem die Achse enthaltenden Schnitt (a), in einer Draufsicht von oben (b), und in einem radialen Schnitt (c) entlang der Linie D-D in Figur 3a,

zwei vergrößerte Schnittansichten des Spannfutters und einer darin aufgenommenen Verschlusskappe jeweils im Bereich einer Rippe (a) sowie einer Nut (b) zwischen zwei Rippen in dem ersten Wandabschnitt des Spannfutters entsprechend den Schnittlinien C-C bzw. D-D in Figur 3b,

eine weitere Ausführungsform in einer axialen Schnittansicht (a) in einer Draufsicht (b) und in einem radialen Schnitt (c) entsprechend der Schnittlinie D-D in Figur 5a und

zwei vergrößerte axiale Schnittansichten entsprechend den Schnittlinien B-B und C-C im Bereich einer Rippe (a) bzw. einer Nut (b) zwischen benachbarten Rippen an dem ersten Wandabschnitt. Man erkennt in Figur 1 (a) in einem Schnitt einen abgestuften Hohlzylinder, welchem der Übergang von einem größeren zu einem kleineren Durchmesser einen axialen Anschlag 3 für die Kopfplatte 31 einer Schraubkappe 30 bildet. Nur der eigentliche Kappenmantel ist in dem Hohlraum 2 des Spannfutters 1 aufgenommen, während ein unterer Sicherungsring 35 der Schraubkappe 30 noch aus der durch die untere Öffnungsebene des Hohlraums 2 definierten Aufnahme- Öffnung des Spannfutters 1 hervorsteht.

Figur 1 (b) zeigt eine Draufsicht auf das Spannfutter von oben. Man erkennt außerdem in der Schnittansicht der Figur 1 (a) noch einige Halteelemente 6, die in radialer Richtung nach innen vorgespannt sind und mit dem Mantel 32 der Schraubkappe 30 in Eingriff treten, um diese in dem Spannfutter 1 festzuhalten, nachdem das Spannfutter 1 von oben auf die entsprechend ausgerichtete Schraubkappe aufgesetzt worden ist, wobei die in den Hohlraum 2 ragenden Endabschnitte der Halteelemente 6 entsprechend radial nach außen gedrückt werden, wenn sie mit dem Schraubkappenmantel 32 in Eingriff treten. In Figur 2 erkennt man das entsprechende Spannfutter im Schnitt, und zwar im linken Teilbild (a) entsprechend einem Schnitt B-B, der durch eine Rippe 7 an der Innenseite der Wand des Hohlraums 2 verläuft, während im rechten Teilbild der Schnitt gerade durch eine Nut zwischen zwei benachbarten Rippen 7 an der Innenwand des Hohlraums 2 verläuft, so dass in diesem Bereich der Abstand zu der Kontur des ebenfalls dargestellten Schraubverschlusses scheinbar größer ist, wobei allerdings zu berücksichtigen ist, dass die Schraubkappe eine entsprechende Riffelung aufweist, deren Rippen 37 dieses Spiel überbrücken, d.h. in die Nuten zwischen benachbarten Rippen 7 der Wand des Hohlraums 2 eingreifen. Wie man sieht, erstreckt sich der zweite Wandabschnitt, gemessen von dem axialen Anschlag 3 mindestens über die Hälfte der gesamten axia- len Höhe h des Hohlraums 2 oder noch etwas darüber hinaus. Letztlich entscheidend ist, dass das Spiel zwischen dem zylindrischen Wandabschnitt (und selbst des anschließenden Wandabschnittes darunter noch) und der Kontur der Schraubkappe weiterhin über einen großen Teil der axialen Länge des Spannfutter und auch des Kappenmantels sehr gering bleibt, und zwar auch auf Höhe des Gewindes, so dass die Schraubkappe sich auch in ihrem unteren bzw. axial äuße- ren Gewindebereich in radialer Richtung praktisch nicht oder nur sehr wenig aufweiten kann. Als axial innerer Bereich des Spannfutters 1 bzw. der Schraubkappe 30 wird dabei der Teil in Richtung des axialen Anschlags 3 bzw. in Richtung der Kopfplatte 31 bezeichnet, während als axial äußerer Bereich der in den Figuren jeweils untere Bereich in Richtung der Spannfutteröffnung bzw. der Schraubkappenöffnung bezeichnet wird.

In Figur 3(a) erkennt man wiederum einen leicht vergrößerten axialen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter mit einer darin aufgenommenen Schraubkappe.

Auch hier ist die axiale Höhe h des Hohlraums 2 des Spannfutters 1 geringer als die axiale Höhe der gesamten Schraubkappe, so dass deren Sicherungsring 32 noch aus der Öffnung des Spannfutterhohlraums 2 herausragt. Figur 3b zeigt wiederum eine Ansicht auf das Spannfutter 1 von oben, welches sich von dem entsprechenden Spannfutter des Standes der Technik nicht nennenswert unterscheidet. Außerdem ist in Figur 3(c) noch ein radialer Schnitt entsprechend der Schnittlinie D-D in Figur 3(a) wiedergegeben, d.h. in der Ebene, in welcher sich die Halteelemen- te 16 befinden, die, wie man erkennt, in Form kurzer zylindrischer Stifte mit einem halbkugelförmigen Kopf ausgebildet sind und die in der bevorzugten Ausführungsform durch einen hier nicht dargestellten elastischen O-Ring in radialer Richtung nach innen vorgespannt werden, wobei der O-Ring sich entlang des äußeren Umfangs der Haltelemente in der Nut 9 des Spannfutters erstreckt. Da jede Bewegung eines der Halteelemente nach außen die Spannung in dem O-Ring erhöht, wird die Spannkraft des O-Ringes gleichmäßig auf alle Halteelemente 6 verteilt. Mit 19 bezeichnet sind radiale Führungsnuten für die Haltestifte 9 in den Wänden der Nut 9, die anson- ten schmaler als der Durchmesser der Haltestifte ausgebildet ist. Im linken Teilbild der Figur 4(a) erkennt man wieder einen Schnitt entlang der Linie B-B in Figur 3(b), wobei diese Schnittebene durch eine am ersten Wandabschnitt 4 des Spannfutters 1 bzw. des Spannfutterhohlraumes 2 verlaufende Rippe verläuft. Diese Rippe folgt der Kontur am Grund einer Nut einer entsprechenden Schraubkappe, die ebenfalls eine Riffelung an ihrer Außenseite aufweist und die, dort wo sie keine vorstehenden Rippen hat, d.h. in den Nuten zwischen den Rippen der Schraubkappe, einen abgestuften Übergang von dem näherungsweise zylindrischen Kappenmantel zu der Kopfplatte 31 aufweist. Die entsprechende Rippe 7 an dem Wandabschnitt 4 des Spannfutters 1 folgt also genau dem Verlauf des Konus der Nut zwischen zwei Rippen an einer entsprechenden Stufe am Übergang des Kappenmantels 32 zur Kopfplatte 31. Wie man im rechten Teilbild der Figur 4 erkennt, welches einen Schnitt entlang der Linie C-C in Figur 3(b) zeigt, d.h. in einem Bereich zwischen zwei Rippen 7 des Wandabschnittes 4, erkennt man einen einfachen abgerundeten Übergang von einem axialen Verlauf eines Zylindermantels zu dem horizontalen Verlauf der Kopfplatte. Dieses entspricht genau der Kontur von Rippen 37 auf der Außenseite der Schraubkappe, vornehmlich in dem oberen Bereich des Kappenmantels und am Übergang zur Kopfplatte hin.

Letztlich greifen die Riffelungen mit den Rippen 7 an dem Wandabschnitt 4 und die entsprechenden Riffelungen mit den Rippen 37 an der Kopfplatte wechselseitig ineinander, so dass die Rippen des einen Teils in die zwischen gegenüberliegenden Rippen des anderen Teils befindlichen Nuten eingreifen, so dass innerhalb dieses Wandabschnitts praktisch kein nennenswertes radiales Spiel zwischen Schraubkappe und Spannfutter vorhanden ist und damit die radiale Position der Schraubkappe eindeutig definiert ist, d.h. die Achse des Spannfutters und die Achse der Schraubkappe fallen innerhalb eines sehr engen Toleranzbereichs von typischerweise weniger als 0,2 mm zusammen.

In dem darunter liegenden Bereich, d.h. in dem Bereich des zweiten Wandabschnittes 5 erkennt man jedoch ein deutliches Spiel zwischen der Innenfläche des Wandabschnittes 5 und dem Schraubkappenmantel 33. Dieser zweite Bereich erstreckt sich in axialer Richtung im Wesentlichen über den Abschnitt der Schraubkappe hinweg, in welchen sich auf deren Innenseite das Schraubkappengewinde 34 befindet, vornehmlich über den radial äußeren Teil dieses Gewindes. Wenn ein Schraubverschluss verkantet in dem Spannfutter aufgenommen ist, beispielsweise also auf einer Seite des Spannfutters der Kopfplatte 31 noch einen deutlichen Abstand zu dem axialen Anschlag 3 hat, so wird beim Aufschrauben der Schraubkappe auf ein Flaschenhalsgewinde insbesondere bei einem mehrgängigen Gewinde in der Regel der axial am weitesten hervorstehen- de Teil des Gewindes zuerst mit dem Gewinde des Falschenhalses in Eingriff treten, bevor auf der gegenüberliegenden Seite ein entsprechender Gewindegang fassen kann. Dies führt dazu, dass kurz vor Abschluss des Aufschraubvorgangs der Verschluss verkantet auf dem Flaschenhals aufsitzt. Da aber entsprechend der programmierten Bewegung einer Verschließmaschine der Verschraubvorgang erst beendet wird, wenn das Spannfutter eine vorgegebene axiale Position erreicht und/oder ein gewisses Drehmoment erreicht ist, wird auf der gegenüberliegenden Seite, auf welcher das Gewinde später gefasst hat, in axialer Richtung noch ein erheblicher Druck auf die Schraubkappe und deren Gewinde 34 ausgeübt, so dass der entsprechende Ge- windegang der Schraubkappe über den anliegenden Gewindegang des Flaschenhalses hinweggedrückt wird und in den nächsten (passenden) Gewindegang rutscht. Dabei wird die Kopfplatte wieder senkrecht zur Achse ausgerichtet und bewegt sich auch auf der Seite, wo das Gewinde zuerst gefasst hat, weiter in Richtung des Anschlags 3 und schlägt an diesem an, bis das Aufschraubdrehmoment erreicht ist.

Dann wird das Spannfutter zusammen mit einem entsprechenden Verschließkopf einer Verschließmaschine in axialer Richtung von dem aufgeschraubten Verschluss abgezogen, wobei die Halteelemente 6 von dem Kappenmantel abgleiten und wieder ihre Ausgangsposition einnehmen.

Kern der Erfindung ist die genaue axiale Führung und radiale Positionierung der Schraubkappe in dem Spannfutter nur in einem axial relativ kurzen Bereich des ersten Wandabschnittes von weniger als der Hälfte und vorzugsweise höchstens etwa einem Drittel der axialen Höhe des Spannfutterhohlraumes, bei einem relativ großen Spiel zwischen Kappenmantel und dem zweiten Wandabschnitt des Spannfutters, das eine radiale Ausweichbewegung des Kappenmantels in ausreichendem Maße zulässt, um ein Aufprellen eines Gewindegangs in diesem Bereich zu ermöglichen. In konkreten Zahlen ausgedrückt liegt das Spiel zwischen Kappenmantel und zweitem Wandabschnitt 5 zumindest in dem entscheidenden radial äußeren Bereich des Schraubkappengewindes in der Größenordnung von 0,5 bis 1 mm, ohne dass damit irgendeine Be- schränkung verknüpft ist, da das erforderliche Spiel von verschiedenen Faktoren, wie z. B. der konkreten Gewindeganghöhe des Schraubkappengewindes und der Elastizität des Schraubkappenmaterials und den Toleranzen zwischen Flaschenhalsgewinde und Schraubkappengewinde abhängig ist. Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombi- nierbar sind, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarer Merkmalskombinationen und die Betonung der Unabhängigkeit der einzelnen Merkmale voneinander wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung wegen verzichtet.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Vorrichtung zum Verschließen von Behältern, mit einem Spannfutter (1) zum Halten einer Schraubkappe (30) und mit Einrichtungen zum Übertragen eines Drehmoments auf die Schraubkappe (30), wobei das Spannfutter einen rotationssymmetrischen Hohlraum (2) zum Aufnehmen einer Schraubkappe aufweist und ein axial inneres Ende des Hohlraums (2) mindestens teilweise begrenzt wird durch einen axialen Anschlag (3) für eine Schraubkappe, während das axial äußere (2a) Ende des Hohlraumes für die Aufnahme einer Schraubkappe offen ist, und wobei der Hohlraum (2) mindestens einen an den axialen Anschlag angrenzenden rotationssymmetrischen Wandabschnitt (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass

der an den Anschlag angrenzende Wandabschnitt (4) einen relativ kleineren Innendurchmesser (d1) hat als ein zweiter, axial an den ersten Wandabschnitt anschließender Wandabschnitt (5), wobei sich der erste, an den Anschlag angrenzende Wandabschnitt (4) in axialer Richtung über mindestens ein Zehntel, jedoch weniger als die Hälfte, vorzugsweise weniger als ein Drittel, des axialen Innenmaßes (h) des Spannfutterhohlraumes (2), gemessen von dem Anschlag (3) für die Kopfplatte (31 ) der Schraubkappe (30), erstreckt.

Das zwischen dem ersten (4) und dem zweiten Wandabschnitt (5) eine stufenförmige, konische oder konvexe Erweiterung vorgesehen ist

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste Wandabschnitt (4) in axialer Richtung sich nicht weiter als bis zu 3,5 mm, vorzugsweise nicht weiter als 3,0 mm, und besonders bevorzugt nicht weiter als 2,5 mm, gemessen von dem Anschlag (3) für die Kopfplatte (31) der Schraubkappe (30), in Richtung des zweiten Wandabschnittes (5) erstreckt.

Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandabschnitt federbelastete Halteelemente (6) aufweist, die in Richtung der Achse (20) des Spannfutters (1) vorgespannt sind und jeweils teilweise in den Hohlraum des Spannfutters hineinragen.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 6, vorzugsweise mindestens 8 in radialer Richtung federbelastete Halteelemente (6) entlang des Umfangs des Spannfutters (1) vorgesehen sind. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass maximal 30 federbelastete Halteelemente über den Umfang des Spannfutters verteilt vorgesehen sind.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des zweiten Wandabschnittes (5) eine radial nachgiebige Beschichtung aufgebracht ist, deren Innendurchmesser der Kontur des ersten Wandabschnittes entspricht, wobei die Beschichtung des zweiten Wandabschnittes bei einer radialen Aufweitung einer Schraubkappe nachgibt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandabschnitt eine Riffelung in Form einer Mehrzahl in Umfangsrichtung beabstandeter, sich in radialer und axialer Richtung erstreckender Rippen (7) aufweist, die im Profil (7a) einen anderen, kleineren Durchmesser definieren als der Grund der Nuten (8) zwischen den Rippen (7), welcher den ersten Wandabschnitt (4) definiert.

Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippen (7) auf dem ersten Wandabschnitt sich bis zum axialen Anschlag (3) für die Kopfplatte der Schraubkappe und gegebenenfalls auch auf diesen erstrecken.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (7a) der Rippen (7) auf dem ersten Wandabschnitt (4) des Spannfutters (1) einen gekrümmten Übergang zwischen dem axialen Anschlag für die Kopfplatte und einem sich geneigt erstreckenden (konischen) Teil aufweist, an den sich eine radiale Schulterfläche anschließt, die über einen zweiten Radius in einen weiteren axial verlaufenden ersten Wandabschnitt mit größerem Durchmesser übergeht.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass der Grund zwischen den Rippen ein Profil aufweist, welches einen abgerundeten Übergang von dem Anschlag für die Kopfplatte zu ersten Wandabschnitt hat.

Verfahren zum Aufbringen von Schraubkappen auf ein Gewinde eines Behälterhalses mit Hilfe eines Spannfutters das einen Hohlraum zur Aufnahme einer mit einem Innengewinde versehenen Schraubkappe aufweist, der einen axialen Anschlag für die Schraubkappe und mindestens einen den Mantel der Schraubkappe umgreifenden Wandabschnitt mit rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, dessen Radius dem Außenradius der auf den Behälterhals aufzuschraubenden Schraubkappe angepasst ist, wobei die Schraubkappe von dem Spannfutter erfasst, über dem Flaschenhals positioniert und unter Drehung auf den Falschenhals aufgebracht wird, wobei das Spannfutter auf den Behälterhals zu bewegt und drehend angetrieben wird, und die Schraubkappe mit einem einstellbaren Drehmoment auf das Gewinde des Behälterhalses aufschraubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubkappe nur in ihrem an die Kopfplatte angrenzenden ersten Wandabschnitt, der oberhalb des axial äußeren Teils des Schraubgewindes der Schraubkappe liegt, von einer mit geringem Spiel bzw. eng an dem Kappenmantel anliegenden, unnachgiebigen Innenfläche der Spannvorrichtung erfasst wird, während der zweite Wandabschnitt des Spannfutterhohlraumes unterhalb des ersten Wandabschnittes erweitert oder nachgiebig ausgebildet ist, um während des Verschließens ein radiales Aufweiten der Schraubkappe mindestens in deren axial äußeren Gewindebereich zuzulassen.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubkappe unterhalb des ersten Wandabschnittes des Spannfutters durch eine Mehrzahl von federbelasteten Halteelementen in der Spannfutter festgehalten wird.

Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Riffelung an der Außenseite der Schraubkappe und eine Riffelung an dem ersten und/oder zweiten Wandabschnitt (4, 5) mit entsprechenden, sich axiale und radial erstreckenden Rippen (7; 37) und Nuten während des Aufbringens der Schraubkappe auf einen Behälterhals komplementär ineinander greifen.

Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des zweiten Wandabschnittes des Spannfutter mindestens um die radiale Tiefe eines Gewindeganges der Schraubkappe größer oder erweiterbar ist als der Innendurchmesser des ersten Wandabschnittes (4) des Hohlraumes (2).

Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des ersten Wandabschnittes und dem Innendurchmesser des zweiten Wandabschnittes mindestens 80 % der radialen Tiefe eines Gewindeganges der Schraubkappe entspricht.

Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das axiale Maß des ersten Wandabschnitts sich axial über eine Länge erstreckt die zwischen etwa einem Zehntel und weniger als der Hälfte der axialen Länge der Schraubkappe liegt, vorzugsweise weniger als ein Drittel der axialen Länge der Schraubkappe beträgt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1.