WO2022171279A1

WO2022171279A1 - Falzwellenvorrichtung für einen verschliesser und verfahren zum befestigen eines dosendeckels an einem dosenkörper

Info

Publication number: WO2022171279A1
Application number: PCT/EP2021/053274
Authority: WO
Inventors: Marco Siegrist
Original assignee: Ferrum Packaging Ag
Priority date: 2021-02-11
Filing date: 2021-02-11
Publication date: 2022-08-18
Also published as: CA3210907A1; EP4291343A1; US20240082903A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Falzwellenvorrichtung für einen Verschliesser (1000) zum Befestigen eines Dosendeckels (101) an einem Dosenkörper (100) umfassend eine um eine Falzachse (X) rotierbare Falzwelle (3, 3A); ein an einem Ende der Falzwelle (3, 3A) angeordnetes Falzmittel (2, 10); sowie einen Sensor (4, 40, 41) zur Überwachung eines Falzvorganges bei der Befestigung des Dosendeckels (101) an dem Dosenkörper (100). Hierbei ist der Sensor (4, 40, 41) derart an der Falzwelle (3, 3A) angeordnet, dass der Falzvorgang über eine Messung einer Auslenkung der Falzwelle (3, 3A) relativ zur Falzachse (X) und / oder über eine Messung einer Torsion der Falzwelle (3, 3A) durch den Sensor (4, 40, 41) überwachbar ist.

Description

FALZWELLENVORRICHTUNG FÜR EINEN VERSCHLIESSER UND VERFAHREN ZUM BEFESTIGEN EINES DOSENDECKELS AN EINEM DOSENKÖRPER

Die Erfindung betrifft eine Falzwellenvorrichtung für einen Verschliesser und einen Sensor für die erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung. Die Erfindung betrifft weiter einen Verschliesser und eine Falzstation mit einer erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung, sowie ein Verfahren zum Befestigen eines Dosendeckels an einem Dosenkörper.

Bei der Abfüllung von Getränkedosen oder Lebensmitteldosen durchlaufen Dosen nach der Befüllung mit einem Getränk oder einem Lebensmittel einen Dosenverschliesser, wobei die befüllten Dosenkörper über einen Zuführweg einlaufen und über einen weiteren Zuführweg Dosendeckel (auch Deckel) einlaufen. Der Dosenverschliesser weist üblicherweise mehrere karussellförmig angeordnete, gleichartige Stationen (im folgenden auch Karussell) auf, in denen jeweils ein Dosenkörper mit einem Dosendeckel verschlossen wird. Die Dosendeckel werden dabei auf die Dosenkörper geführt und mit einem an einem Falzkopf angeordneten Ausstosskopf auf dem Dosenkörper gehalten. Dieses Halten durch den Ausstosskopf erfolgt nur während eines Aufstiegs der Dose (Verbund aus Dosenkörper und Dosendeckel). Danach ist die Dose zum Verschliessen im Falzkopf eingespannt. In dem Dosenverschliesser werden dabei die Dosenkörper mit dem Dosendeckel randseitig über eine Falzrolle gefalzt und somit verschlossen. In der Regel wird der Dosenkörper mit dem Dosendeckel dabei durch den Falzkopf zusätzlich um die eigene Symmetrieachse rotiert. Zur Rotation sind die Falzrollen und Falzköpfe an einer jeweiligen Falzwelle angeordnet. Ein gattungsgemässer Dosenverschliesser ist in der DE 749636 und der DE4234115 A1 beschrieben. Der Dosenverschliesser umfasst eine Einspannvorrichtung zur Aufnahme einer zu verschliessenden Dose. Im Betriebszustand ist die zu verschliessende Dose in die Einspannvorrichtung eingebracht und durch diese in axialer Richtung und an einem oberen Ende radial (durch den Falzkopf) gesichert. Ebenso ist ein Dosendeckel über der Dosenöffnung des zu verschliessenden Dosenkörpers zentriert eingebracht. Der Dosenkörper weist im Bereich der Dosenöffnung einen umlaufenden Dosenflansch und der Dosendeckel einen umlaufenden Dosendeckelflansch auf. Zum Verschliessen der Dosenöffnung durch den Dosendeckel umfasst der Dosenverschliesser zusätzlich zwei um jeweils eine Achse drehbar gelagerte Falzrollen, die den Dosenflansch und den Dosendeckelflansch mittels einer im Wesentlichen radial wirkenden Kraft miteinander verpressen, wobei die Verpressung durch ein kontinuierliches Abrollen in Umfangsrichtung der Dosenöffnung erfolgt.

Im Stand der Technik sind an einem Umfang des Karussells Einheiten aus Falzkopf und in der Regel zwei Falzrollen angeordnet. Üblicherweise umfasst der Verschliesser dabei eine Vielzahl dieser Einheiten. Beim Umlaufen des Karussells wird der Dosendeckel auf den Dosenkörper gelegt, der befüllte Dosenkörper mit dem Deckel gegen den Falzkopf angehoben und verschlossen. Danach wird die verschlossene Dose wieder abgesenkt und von dem Falzkopf entfernt.

Während des gesamten Verschliessvorgangs der Dosen können dabei Fehler aufgrund von Einstellungen, abgenutzten Falzmitteln oder Defekten an der Dose auftreten. Jedoch hat eine hohe Falzqualität der abgefüllten Dosen sehr hohe Priorität. Ein «schlechter Falz» kann dabei unter anderem Fehler aufweisen, wie Kratzer am Dosendeckel, eine Makroleckage, eine Mikroleckage oder zerschnittene Dosenteile im Produkt. Diese Fehler können nicht nur in mangelhaften Produkten resultieren, sondern zum Ausfall der Maschine führen.

Um derartige Fehler zu erkennen, werden im Stand der Technik durch die Überwachung des Falzprozesses Informationen gesammelt und analysiert, um Maschinenausfallzeiten oder übermässigen Ausschuss zu verhindern.

Aus der WO 2006/125680 A1 ist dabei eine Vorrichtung zur Überwachung eines Doppelfalzverschliessprozesses bekannt. Die Vorrichtung umfasst dabei einen Flebemechanismus zum Anheben des Dosenkörpers, ein Verschliesswerkzeug für einen ersten und einen zweiten Arbeitsgang. Durch Sensoren zum Erfassen einer Dehnung und/oder einer Kraft, die auf einen Flebemechanismus für die Dose ausgeübt wird, kann dabei der Verschliessprozess überwacht werden, indem eine Änderung der Grundlast und Verschiebungen der gemessenen Kraft analysiert werden. H ierfür sind die Sensoren an einem Teil einer Flebekurve des Flebemechanismus montiert.

Durch die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen können jedoch ausschliesslich gröbere Defekte wie sogenannte «Skidders» detektiert werden, welche insbesondere zu Makroleckagen führen. Ausserdem analysieren die Verfahren des Standes der Technik den Falzprozess ausschliesslich bei der letzten Dosenrotationen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Falzwellenvorrichtung für einen Verschliesser und eine Falzstation, insbesondere ein Verfahren bereitzustellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten nachteiligen Wirkungen vermeiden. Insbesondere soll eine Falzwellenvorrichtung bereitgestellt werden, welche eine genauere Überwachung des Falzprozesses ermöglicht. Im speziellen sollen Falzkräfte während des Falzvorgangs kontinuierlich und in Echtzeit erfasst werden können. Insbesondere soll es auch ermöglicht werden den gesamten Falzprozess mit allen Falzoperationen zu analysieren.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung, einen Verschliesser, sowie eine Falzstation mit der erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung und durch das erfindungsgemässe Verfahren gelöst.

Erfindungsgemäss wird eine Falzwellenvorrichtung für einen Verschliesser zum Befestigen eines Dosendeckels an einem Dosenkörper umfassend eine um eine Falzachse rotierbare Falzwelle, ein an einem Ende der Falzwelle angeordnetes Falzmittel, sowie einen Sensor zur Überwachung eines Falzvorganges bei der Befestigung des Dosendeckels an dem Dosenkörper (beziehungsweise bei dem Verschliessen des Dosendeckels mit dem Dosenkörper), vorgeschlagen. Die erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor derart an der Falzwelle angeordnet ist, dass der Falzvorgang über eine Messung einer Auslenkung der Falzwelle relativ zur Falzachse und / oder über eine Messung einer Torsion der Falzwelle durch den Sensor überwachbar ist.

Während des Falzvorgangs kommt es zu Stauchung und Beugung der Falzwelle. Durch die wirkenden Kräfte wird das Falzmittel von dem Falz weggedrückt, woraus eine Stauchung / Beugung der Falzwelle resultiert.

Diese Kräfte können durch den erfindungsgemäss an der Falzwelle angeordneten Sensor als Auslenkung der Falzwelle relativ zur Falzachse oder als Torsion der Falzwelle erfasst werden. Flierdurch können Fehler beim Verschliessen durch Abweichungen von Stauchung und Beugung beziehungsweise der gemessenen Kräfte und folglich durch Abweichungen der Auslenkung und / oder Torsion erkannt werden (Defekte weisen in der Regel eine grössere Auslenkung / Torsion auf, da das Falzmittel weiter von dem Falz weggedrückt wird). Die Torsion ist die Verdrehung der Falzwelle senkrecht zur Falzachse. Zur Messung der Torsion ist der Sensor bevorzugt in Umfangsrichtung der Falzwelle beziehungsweise des Falzmittels angeordnet. Zur Messung der Auslenkung ist der Sensor bevorzugt entlang der Falzwelle angeordnet.

Somit wird gegenüber der WO 2006/125680 A1 und den anderen Vorrichtungen des Standes der Technik, eine bessere Erkennung von Fehlern ermöglicht, da direkt an der Falzwelle gemessen wird und nicht indirekt an einer Kurve, welche erst über mehrere Teile und Flebel am Falzvorgang beteiligt ist. Die so auftretenden Verzögerungen, Dämpfungen und Übersetzungen zwischen Maschinenteilen können folglich durch die erfindungsgemässe Vorrichtung vermieden werden. Ausserdem wir nicht nur ein Ende einer letzten Falzoperation betrachtet, sondern der ganze Falzprozess kann analysiert werden.

Durch die Erfindung können somit Falzkräfte in Echtzeit erfasst werden, was insbesondere durch eine Kraftmessung und / oder Dehnungsmessung an der Falzwelle erfolgen kann. Falzdefekte (wie «Skidder», etwas im Falz eingeklemmt, fehlender Deckel, ...) führen zu einem «auffälligen» Kraftverlauf und / oder Dehnungsverlauf beim Falzen und können anhand dessen detektiert werden. Ausserdem können nicht nur Falzdefekte überwacht werden, sondern insbesondere kann auch eine Abnutzung der Falzmittel überwacht werden (z.B. über eine mit der Zeit abnehmende Kraft / Stauchung und somit Auslenkung).

In Ausführung der Erfindung kann der Sensor zur Messung der Auslenkung und / oder der Torsion der Falzwelle an einem Mantel der Falzwelle angeordnet sein. Ausserdem kann der Sensor an einer inneren Mantelfläche der Falzwelle und / oder an einer äusseren Mantelfläche der Falzwelle angeordnet sein. Ist der Sensor an der äusseren Mantelfläche angeordnet, insbesondere auf der äusseren Mantelfläche und somit auf der Oberfläche der Falzwellenvorrichtung, kann die Auslenkung und / oder die Torsion über eine Oberflächendehnung der Falzwelle bestimmt werden. Ausserdem kann der Sensor an dem Falzmittel angeordnet sein, sodass der Sensor über das Falzmittel an der Falzwelle angeordnet ist. Hierbei kann der Sensor auch im Falzmittel angeordnet sei, beziehungsweise auf dem Falzmittel angeordnet sein (z.B. auf das Falzmittel gedruckt sein).

Das Falzmittel ist vorzugsweise abnehmbar an einem Ende der Falzwelle angeordnet, kann also über einen Befestigungsmechanismus an der Falzwelle befestigt sein und somit ausgetauscht werden (z.B. für einen Werkzeugwechsel).

Die Falzwelle kann als eine Falzkopfwelle und das Falzmittel als ein Falzkopf zum Fixieren des Dosendeckels auf dem Dosenkörper ausgestaltet sein. Die Falzachse ist dann die Achse um welche die Falzkopfwelle beziehungsweise der Falzkopf im Betriebszustand rotieren.

Alternativ oder zusätzlich kann die Falzwelle als eine Falzrollenwelle und das Falzmittel als eine Falzrolle zum Falzen des Dosendeckels an den Dosenkörper ausgestaltet sein. Die Falzachse ist dann (alternativ oder zusätzlich) die Achse um welche die Falzrollenwelle beziehungsweise die Falzrolle im Betriebszustand rotieren.

In der Praxis kann die erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung eine Ausstossvorrichtung mit einer Ausstossstange, einem Gleitprofil und einem Ausstosskopf umfassen, wobei die Ausstossstange beweglich in der Falzkopfwelle angeordnet ist und der Ausstosskopf derart an einem zweiten Ende der Ausstossstange angeordnet ist, dass der Ausstosskopf zur Bewegung entlang des Gleitprofils zwischen Falzkopfwelle und Gleitprofil angeordnet ist. Derartige Ausstossvorrichtungen mit Falzkurve sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Besonders bevorzugt ist der Sensor ein Kraftsensor und / oder ein Dehnungssensor, sodass die Auslenkung und / oder die Torsion der Falzwelle über eine Kraftmessung und / oder eine Dehnungsmessung an der Falzwelle bestimmbar ist (und somit als Kraftverlauf und / oder Dehnungsverlauf). Hierbei kann der Sensor ein Dehnungsmessstreifen und / oder ein Piezokraftsensor sein. Ausserdem können derartige Sensoren über Druck von Nanoinks direkt aufgebracht werden.

Der Dehnungsmessstreifen ist dabei zur Erfassung von dehnenden und stauchenden Verformungen der Falzwelle geeignet. Der Dehnungsmessstreifen verändert schon bei geringen Verformungen seinen elektrischen Widerstand und kann so die Auslenkung beziehungsweise Torsion der Falzwelle erfassen. Prinzipiell kann der Dehnungsmessstreifen auf der Oberfläche der Falzwelle angeordnet werden (z.B. mit Spezialkleber). Der Dehnungsmessstreifen kann zum Beispiel ein Folien-, Draht-, und Halbleiter- Dehnungsmessstreifen sowie ein Mehrfach- Dehnungsmessstreifen sein.

Der Piezokraftsensor umfasst einen piezoelektrischen Kristall (wie z.B.

Quarz). Wirkt eine Kraft auf den piezoelektrischen Kristall zieht dies eine Ladungsänderung nach sich. Die Ladung ist dabei proportional zu der Kraft die einwirkt. Über einen Ladungsverstärker wird die Ladung in ein Volt-Signal umgewandelt, über welches die Auslenkung und / oder Torsion der Falzwelle, insbesondere als Dehnungsverlauf oder Kraftverlauf, erfasst werden kann.

Selbstverständlich können auch andere Kraft- und Dehnungssensor oder auch andere Sensortypen wie z.B. Abstandssensoren verwendet werden, um die Auslenkung und / oder Torsion der Falzwelle zu erfassen.

Der Sensor kann ausserdem einen ersten Sensor, einen zweiten Sensor und einen dritten Sensor umfassen. Hierbei können der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor an verschiedenen Stellen entlang eines Umfangs der Falzwelle angeordnet sein und auch, insbesondere auf einer Höhe der Falzachse angeordnet sein. Sie können in einem gleichmässigen Abstand zueinander angeordnet sein, insbesondere im Abstand von 120° voneinander angebracht sein. Prinzipiell kann eine beliebige Anzahl von Sensoren verwendet werden, welche vorzugsweise gleichmässig entlang des Umfangs der Falzwelle verteilt sind.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Falzkopfwelle drei Dehnungsmesstreifen als Sensoren, welche im Abstand von 120° voneinander entlang des Umfangs der Falzkopfwelle auf gleicher Höhe angebracht sind. Es können aber auf mehr Sensoren, zum Beispiel vier oder fünf Sensoren verwendet werden. So kann ein Ausfall eines Sensors kompensiert werden, beziehungsweise Messergebnisse eines Sensors können überprüft werden.

Hierdurch kann ein Messen der Dehnung, als Funktion der Kraft, sehr nahe «am Ort des Geschehens» erfolgen, ein Kraftverlauf über den gesamten Falzprozess gemessen werden und es wird eine Kraftaufnahme in drei Raumrichtungen ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird weiter eine Falzstation mit einer erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung vorgeschlagen, wobei die Falzstation ein Hubelement umfasst und der Dosenkörper mit dem Dosendeckel während des Falzvorgangs zwischen dem Hubelement und dem Falzkopf als erstes Falzmittel angeordnet ist.

Die Falzstation umfasst als Falzmittel vorzugsweise weiter eine erste Falzrolle und insbesondere eine zweite Falzrolle zum Befestigen des Dosendeckels an dem Dosenkörper.

Erfindungsgemäss wird weiter ein Verschliesser, umfassend ein Karussell mit einer Vielzahl von erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtungen (oder einer Vielzahl erfindungsgemässer Falzstationen) vorgeschlagen. Der Verschliesser ist also bevorzugt ein Dosenverschliesser. Hierbei kann der erfindungsgemässe Verschliesser weiter einen ersten Zulauf für Dosenkörper, insbesondere mit einem Produkt gefüllte Dosenkörper, zu dem Karussell und einen zweiten Zulauf für Dosendeckel zu dem Karussell umfassen.

Ausserdem kann der Verschliesser einen Auslauf für gefalzte Dosen von dem Karussell umfassen.

Der Dosenverschliesser (beziehungsweise die Falzwellenvorrichtung) umfasst zum Verschliessen der Dose bevorzugt eine oder mehrere Falzrollen (wie aus dem Stand der Technik bekannt). Im Betriebszustand werden die Falzrollen mit ihrem jeweiligen Falzprofil in Kontakt mit dem Dosendeckelflansch des Dosendeckels und dem Dosenflansch des Dosenkörpers gebracht. Durch Rotation der Dose wird dann die Falzrolle in Umfangsrichtung der Dose rotiert, wobei der Dosenflansch mit dem Dosendeckelflansch verfalzt wird. Zur Rotation der Dose wird die Dose bevorzugt zwischen dem Falzkopf und einer Stütze (insbesondere dem Hubelement) eingespannt, wobei der Falzkopf mit der Falzwelle um die Falzachse rotiert wird. Im Fall von zwei oder mehreren symmetrisch einwirkenden Falzrollen sind die Kräfteverhältnisse anders als bei einer einzigen Falzrolle, da stets eine gegenüberliegende Falzrolle den Falzkopf stützt.

Im Rahmen der Erfindung kann unter der Dose ein Behälter verstanden werden, welcher mittels des Dosenverschliessers und der zugehörigen Falzrolle verschlossen wird. Eine Dose kann vorzugsweise Kunststoff, Karton oder ein Metall, insbesondere Aluminium oder Stahl umfassen.

Prinzipiell kann der erfindungsgemässe Verschliesser analog zu den bereits aus dem Stand der Technik bekannten Dosenverschliessern sein, unterscheidet sich jedoch in der Falzwellenvorrichtung beziehungsweise durch die Sensoren (insbesondere deren Anordnung). Hierbei ergibt sich der Vorteil das bekannte Dosenverschliesser / Verschliesser mit der erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung modifiziert werden können, um so die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Prinzipiell kann der Verschliesser (beziehungsweise die Falzwellenvorrichtung) bevorzugt mindestens zwei Falzrollen mit vorzugsweise unterschiedlichen Falzprofilen umfassen, sodass Dosen nach einem Doppelfalzprinzip verschlossen werden können, bei welchem die Dosen in der Regel in zwei Stufen verschlossen werden. Je eine Falzrolle ist dabei für eine Stufe zuständig.

Erfindungsgemäss wird weiter ein Verfahren zum Befestigen eines Dosendeckels an einem Dosenkörper vorgeschlagen. Hierbei wird eine erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung bereitgestellt. Dosendeckel und Dosenkörpers werden an die Falzwellenvorrichtung zugeführt. Der Dosendeckel wird auf dem Dosenkörper positioniert und der Dosenkörper wird auf dem Flubelement positioniert. Anschliessend wird der Dosendeckel mit dem Dosenkörper verfalzt, insbesondere mittels wenigstens einer Falzrolle, im speziellen mit zwei Falzrollen und dem Falzkopf. Insbesondere wird dann beim Falzprozess mittels der Sensoren die Auslenkung und / oder die Torsion der Falzwelle erfasst, um so die Befestigung des Dosendeckels an dem Dosenkörper zu überwachen und Fehler zu erkennen. Dadurch kann zum Beispiel auch ein Aussortieren fehlerhafter Dosen ermöglicht werden.

Wird das erfindungsgemässe Verfahren mit einem erfindungsgemässen Verschliesser durchgeführt, können Dosendeckel und Dosenkörper vor dem eigentlichen Falzprozess an einem definierten Punkt zusammengeführt werden. Das Zuführen der Dosendeckel erfolgt vorzugsweise durch einen Begasungsrotor, auf welchem die Dosendeckel aufliegen. Die Dosenkörper werden durch eine Behälterzuführung zugeführt. Die Dosenkörper gelangen von der Behälterzuführung auf eines der jeweiligen Flubelemente (welche in das Karussell integriert sind). Auf einer Umdrehung des Karussells führen die Flubelement vorzugsweise eine kurvengesteuerte Flubbewegung aus, um die Dosenkörper von unten an die Dosendeckel und später den Falzkopf einzufahren.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Verschliessers;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Falzstation;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemässen

Falzwellenvorrichtung;

Fig. 4A einen Ausschnitt einer erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung ohne Falzmittel;

Fig. 4B einen Ausschnitt einer weiteren erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung ohne Falzmittel;

Fig. 5 einen Ausstosskopf für eine erfindungsgemässen

Falzwellenvorrichtung; Fig. 6 eine erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung mit Ausstosskopf.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines erfindungsgemässen Verschliessers 1000.

Der Verschliesser 1000 zum Verschliessen einer Dose umfasst eine Deckelzuführung 11 zur Zufuhr eines Dosendeckels 101 zu einem Dosenkörper 100, einen Begasungsrotor 15 zur Zuführung von Gas zum Dosenkörper 100 und eine Falzstation 14 zum Verschliessen des Dosenkörpers 100 mit dem Dosendeckel 101. Im Betriebszustand wird der Dosendeckel 101 entlang des Pfeiles C durch die Deckelzuführung 11 in den Verschliesser 1000 eingebracht. Hierbei werden die Dosendeckel 101 auf dem Begasungsrotor 15 angeordnet. Durch Rotation des Begasungsrotors 15 werden die Dosendeckel 101 weiter transportiert. Dann werden die Dosenkörper 100 durch die Behälterzuführung 12 in die Behälteraufnahmen 17 des Begasungsrotors 15 eingebracht. Dort wird der Dosenkörper 100 im Bereich D mit einem Gas wie Kohlenstoffdioxid oder Stickstoff begast und mit dem Dosendeckel 101 bei 110 vereint.

Die Begasung erfolgt entlang des Pfeiles B mit der Gaszufuhr 16. Nach der Begasung wird der Dosenkörper 100 mit dem Deckel 101 durch die Behälterabführung 13 vom Begasungsrotor 15 zur Falzstation 14 weitergeführt und dort verschlossen.

Vor dem eigentlichen Falzprozess werden Dosendeckel 101 und Dosenkörper 100 wie vorangehend beschrieben vereint. Die Dosenkörper 100 werden über die Behälterzuführung 12 linear zugeführt. Die Dosenkörper gelangen von der Behälterzuführung 12 auf eine der jeweiligen Hubelemente 22 der Falzstation 14, welche als ein Karussell ausgestaltet ist (vorzugsweise in Form einer Königswelle angeordnet). Auf einer Umdrehung des Karussells führen die Hubelemente 22 eine kurvengesteuerte Hubbewegung aus, wobei die Dosenkörper 100 von unten an die Dosendeckel 101 geführt werden. Nach einer bestimmten Hubstrecke berühren sich der Dosenkörper 100 und der Dosendeckel 101 und können anschliessend verschlossen werden.

Durch eine erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung in der Falzstation 14 kann ein Falzvorgang beim Verschliessen des Dosenkörpers mit dem Dosendeckel überwacht und Fehler erkannt werden.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Falzstation 14 mit einem zu verschliessenden Dosenkörper 100 und einem Dosendeckel 101. Gemäss Fig. 2 umfasst die Falzstation 14 eine Einspannvorrichtung, welche das Flubelement 22 und einen Falzkopf 2 umfasst, wobei der Falzkopf 2 über die Falzkopfwelle 3 befestigt ist. Ausserdem umfasst die Falzstation 14 mindestens eine Falzrolle 10 mit einem Falzrollenprofil 111, welche über eine Falzrollenwelle 3A drehbar gelagert ist. Über der Öffnung des Dosenkörpers 100 ist der Dosendeckel 101 zentriert angeordnet. Der Dosenkörper 100 weist im Bereich der Dosenöffnung einen umlaufenden Dosenflansch und der Dosendeckel 101 einen umlaufenden Dosendeckelflansch auf.

Während des Verschliessvorgangs wird die Falzrolle 10 über das Falzrollenprofil 111 in Kontakt mit dem Dosenflansch und dem Dosendeckelflansch gebracht. Hierbei werden der Dosenflansch und der Dosendeckelflansch mittels einer im Wesentlichen radial wirkenden Kraft über die Falzrolle 10 miteinander verpresst. Die Verpressung erfolgt dabei durch ein kontinuierliches Abrollen der Falzrolle 10 in Umfangsrichtung entlang des Umfangs der Dosenöffnung.

Zum Verschliessen wird der Dosenkörper 100 dabei durch die Einspannvorrichtung rotiert, indem der Falzkopf 2 mit der Falzkopfwelle 3 um die Falzachse X (entspricht einer axialen Richtung) rotiert wird.

Ein erfindungsgemässer Sensor zur Überwachung des Falzvorgangs über eine Messung einer Auslenkung und / oder einer Torsion der Falzwelle, kann an der Falzrollenwelle 3A und / oder der Falzkopfwelle 3 angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist der Sensor zumindest an der Falzkopfwelle 3 angeordnet.

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung 1. Die Falzwellenvorrichtung 1 umfasst die um Falzachse X rotierbare Falzkopfwelle 3, ein an einem Ende der Falzkopfwelle 3 angeordneten Falzkopf 2 und Sensoren 4 zur Überwachung des Falzvorganges.

Die Sensoren 4 sind derart an dem Mantel 31 der Falzkopfwelle 3 angeordnet, dass der Falzvorgang über eine Messung der Auslenkung der Falzkopfwelle 3 relativ zur Falzachse X durch die Sensoren 4 überwacht werden kann.

Im Betriebszustand wird hierbei durch die Sensoren 4, vorzugsweise kontinuierlich, die Auslenkung der Falzkopfwelle 3 erfasst. Die Sensoren 4 sind dabei vorzugsweise Kraftsensoren und / oder Dehnungssensoren, welche die Auslenkung der Falzkopfwelle über eine Kraftmessung und / oder Dehnungsmessung bestimmen. Vorzugsweise sind dabei mindestens drei Sensoren entlang eines Umfangs der Falzkopfwelle auf einer Flöhe der Falzachse X angeordnet.

Fig. 4A zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung 1. Drei Dehnungssensoren 4 in Form von Dehnungsmesstreifen 4 sind gleichmässig entlang des Umfangs der Falzkopfwelle 3 verteilt und über einer Befestigungsstelle für den nicht dargestellten Falzkopf angeordnet. Die Auslenkung kann als Dehnung der Falzkopfwelle 3 erfasst werden.

Fig. 4B zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemässen Falzwellenvorrichtung 1. Hier sind mindestens zwei Dehnungssensoren in Form von Dehnungsmesstreifen 40, 41 entlang des Umfangs der Falzkopfwelle 3 verteilt und an / über der Befestigungsstelle für den nicht dargestellten Falzkopf angeordnet. In der Praxis können die Sensoren aber an einer beliebigen Stelle an der Falzkopfwelle angeordnet sein, wie zum Beispiel auch unter und / oder im Falzkopf. Der Sensor 40 ist in Richtung der Falzachse angeordnet, sodass die Auslenkung der Falzkopfwelle 3 relativ zur Falzachse erfasst werden kann. Der Sensor 41 ist hingegen in Umfangsrichtung der Falzkopfwelle 3 angeordnet, sodass die Torsion der Falzkopfwelle 3 relativ zur Falzachse erfasst werden kann.

Es kann also die Torsion und die Auslenkung bestimmt werden. Die Torsion kann jedoch unabhängig von der Auslenkung mittels des Sensors 41 bestimmt werden. Selbstverständlich kann auch eine Vielzahl von Sensoren 40 und / oder 41 verwendet werden.

Fig. 5 zeigt einen Ausstosskopf 18 für eine erfindungsgemässe Falzwellenvorrichtung im Betrieb. Ein derartige Ausstosskopf 18 ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt.

Der Ausstosskopf 18 gleitet entlang eines Gleitprofils einer Falzkurve 6. Um die beiden Funktionen des Behälterniederhaltens und des Behälteraustossens zu erzielen, weist das Gleitprofil 6 zwei Abschnitte mit erhöhtem Niveau auf. Dabei entspricht der eine Abschnitt mit erhöhtem Niveau des Gleitprofils 6 der Funktion des Behälterniederhaltens, bei welcher der zu verschliessende Behälter für den Verschliessvorgang mittels der Ausstossvorrichtung gehalten und für den Deckelverschluss zentriert wird, und der andere Abschnitt mit erhöhtem Niveau des Gleitprofils 6 der Funktion des Behälteraustossens, bei welcher der verschlossene Behälter mittels der Ausstossvorrichtung aus der Verschliessmaschine ausgestossen wird. Während des Behälterniederhaltens und des Behälteraustossens wird der Ausstosskopf 18 entlang des Gleitprofils 6 bewegt und kann dabei auch um die Achse X rotieren.

Fig. 6 zeigt die Falzwellenvorrichtung 1 mit dem Ausstosskopf 18 und einer Ausstossstange 9, mit welcher der Ausstosskopf 18 abnehmbar verbunden ist. Die Ausstossstange 9 ist beweglich in der Falzkopfwelle 3 angeordnet und der Ausstosskopf 18 ist derart an einem zweiten Ende der Ausstossstange 9 angeordnet, dass der Ausstosskopf 18 zur Bewegung entlang des Gleitprofils (hier nicht gezeigt) zwischen Falzkopfwelle 3 und Gleitprofil angeordnet ist. Über den Ausstosskopf 18 kann im Betrieb eine Kraft auf die Ausstossstange 9 und somit auf die Dose übertragen werden.

Claims

Patentansprüche

1. Falzwellenvorrichtung für einen Verschliesser (1000) zum Befestigen eines Dosendeckels (101) an einem Dosenkörper (100) umfassend: eine um eine Falzachse (X) rotierbare Falzwelle (3, 3A); ein an einem Ende der Falzwelle (3, 3A) angeordnetes Falzmittel (2,

10); sowie einen Sensor (4, 40, 41) zur Überwachung eines Falzvorganges bei der Befestigung des Dosendeckels (101) an dem Dosenkörper (100); dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (4, 40, 41) derart an der Falzwelle (3, 3A) angeordnet ist, dass der Falzvorgang über eine Messung einer Auslenkung der Falzwelle (3, 3A) relativ zur Falzachse (X) und / oder über eine Messung einer Torsion der Falzwelle (3, 3A) durch den Sensor (4, 40, 41) überwachbar ist.

2. Falzwellenvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei der Sensor (4, 40, 41) zur Messung der Auslenkung und / oder der Torison der Falzwelle (3, 3A) an einem Mantel (31) der Falzwelle (3, 3A) angeordnet ist.

3. Falzwellenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Falzmittel (2,

10) abnehmbar an einem Ende der Falzwelle (3, 3A) angeordnet ist.

4. Falzwellenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4, 40, 41) an einer inneren Mantelfläche der Falzwelle (3, 3A) angeordnet ist.

5. Falzwellenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4, 40, 41) an einer äusseren Mantelfläche (31) der Falzwelle (3, 3A) angeordnet ist.

6. Falzwellenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Falzwelle (3, 3A) eine Falzkopfwelle (3) und das Falzmittel (2, 10) ein Falzkopf (2) zum Fixieren des Dosendeckels (101) auf dem Dosenkörper (100) ist.

7. Falzwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Falzwelle (3, 3A) eine Falzrollenwelle (3A) und das Falzmittel (2, 10) eine Falzrolle (2) zum Falzen des Dosendeckels (101) an den Dosenkörper (100) ist.

8. Falzwellenvorrichtung nach Anspruch 6, umfassend eine Ausstossvorrichtung mit einer Ausstossstange (9), einem Gleitprofil (6) und einem Ausstosskopf (18), wobei die Ausstossstange (9) beweglich in der Falzkopfwelle (3) angeordnet ist und der Ausstosskopf (18) derart an einem zweiten Ende der Ausstossstange (9) angeordnet ist, dass der Ausstosskopf (18) zur Bewegung entlang des Gleitprofils (6) zwischen Falzkopfwelle (3) und Gleitprofil (6) angeordnet ist.

9. Falzwellenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4, 40, 41 ) ein Kraftsensor (4, 40, 41 ) und / oder

Dehnungssensor (4, 40, 41 ) ist, sodass die Auslenkung und / oder die Torsion der Falzwelle (3, 3A) über eine Kraftmessung und / oder Dehnungsmessung an der Falzwelle (3, 3A) bestimmbar ist.

10. Falzwellenvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Sensor (4, 40, 41) ein Dehnungsmessstreifen (4, 40, 41) und / oder ein Piezokraftsensor (4, 40, 41) ist.

11. Falzwellenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4, 40, 41) einen ersten Sensor, einen zweiten

Sensor und einen dritten Sensor umfasst.

12. Falzwellenvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der erste Sensor, der zweite Sensor und der dritte Sensor an verschiedenen Stellen entlang eines Umfangs der Falzwelle (3, 3A), insbesondere auf einer Flöhe der Falzachse (X) angeordnet sind.

13. Falzwellenvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4, 40, 41) an dem Falzmittel (2, 10) angeordnet ist.

14. Falzstation umfassend eine Falzwellenvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche und ein Flubelement (22), wobei der Dosenkörper (101) mit dem Dosendeckel (100) während eines Falzvorgangs zwischen dem Flubelement (22) und einem Falzkopf (2) angeordnet ist.

15. Falzstation nach Anspruch 14 umfassend eine erste Falzrolle (10) und insbesondere eine zweite Falzrolle zum Befestigen des Dosendeckels (101) an dem Dosenkörper (100)

16. Verschliesser, umfassend: ein Karussell mit einer Vielzahl von Falzwellenvorrichtungen (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13; einen ersten Zulauf (12) für Dosenkörper (100), insbesondere mit einem Produkt gefüllte Dosenkörper, zu dem Karussell; einen zweiten Zulauf (11 ) für Dosendeckel (101 ) zu dem Karussell; und einen Auslauf für gefalzte Dosen von dem Karussell.

17. Verfahren zum Befestigen eines Dosendeckels (101) an einem Dosenkörper (100), umfassend: Bereitstellen einer Falzwellenvorrichtung (1) nach einem der

Ansprüche 1 bis 13; Zuführen des Dosendeckels (101) und des Dosenkörpers (100) an die Falzwellenvorrichtung (1);

Positionieren des Dosendeckels (101) auf den Dosenkörper (100); Positionieren des Dosenkörpers (100) auf einem Hubelement (22); Falzen des Dosendeckels (101) an den Dosenkörpers (100), insbesondere mittels wenigstens einer Falzrolle (10), im speziellen mit zwei Falzrollen und dem Falzkopf (2).

18. Sensor für eine Falzwellenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.