DE2852150A1

DE2852150A1 - Vorrichtung und verfahren zum aufschrauben einer schraubkappe

Info

Publication number: DE2852150A1
Application number: DE19782852150
Authority: DE
Inventors: Albert Obrist
Original assignee: Albert Obrist AG
Current assignee: Albert Obrist AG
Priority date: 1978-05-17
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2426013A1; US4254603A; GB2021081A; JPS555390A

Description

aV 1- Dezember 1978

Vorrichtung und Verfahren zum Aufschrauben einer Schraubkappe

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufschrauben einer Schraubkappe auf eine FTaschenmündung bestehend aus einer mit der Verschlusskappe in Eingriff bringbaren Hülse und aus einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Kopfteils, welches mit einer das übertragbare Drehmoment begrenzenden Kupplung mit der Hülse verbindbar ist, sowie weiter bestehend aus einer Einrichtung zum Absenken von Kopfteil und Hülse auf die Schraubkappe zur Durchführung des Aufschraubvorgangs.

Derartige Vorrichtungen finden in erster Linie in der Getränke-Industrie Anwendung, wo es darum geht, beim Abfüller innerhalb kurzer Zeit und auf möglichst rationelle Art und Weise die Getränkeflaschen zu verschliessen Bei diesem Verschliessvorgang ist es besonders wichtig, dass die Verschlusskappe nur mit einem begrenzten Drehmoment aufgeschraubt wird da der Konsument sonst die Verschlusskappe nicht mehr von Hand öffnen kann. Ausserdem besteht bei zu grossen Drehmomenten die Gefahr, dass die Verschlusskappe bereits beim Aufschrauben beschädigt wird, was zur Folge hat, dass der Verschluss nicht dicht ist.

Die Erfindung betrifft auch eint Verfahren zum Aufschrauben einer Schraubkappe auf eine FTaschenmündung mit einer mit der Verschlusskappe irr Eingriff bringbaren Hülse und einer Antriebsvorrichtung. Bei diesem Verfahren werden die fertig abgefüllten Flaschen auf einer taktweise arbeitenden Förderstrasse auf die Achse der Aufschraufrvorrichtung gebracht. Die Verschlusskappen sind dabei bereits lose auf die FlascrtenmirndEmgert aufgelegt, frer Aufschraubkopf der Aufschraubvörrlch-turrg wird auf die Flasche abgesenkt und nach Beendigung des Aufschraubvorgartges zum Einbringen einer neuen FIascfre wieder hoehgezogen.

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Es sind bereits Aufschraubvorrichtungen in zahlreichen Varianten bekannt, bei denen der eigentliche Aufschraubkopf mittels einer Rutschkupplung kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtung verbunden ist. So beschreibt beispielsweise das deutsche Gebrauchsmuster 71 48 902.6 einen Aufschraubkopf, bei dem beim Erreichen eines vorbestimmten maximalen Drehmoments der mit der Schraubkappe in Eingriff stehende untere Teil des Aufschraubkopfes stehen bleibt. Die Rutschkupplung besteht dabei aus Kugeln welche mittels Federkraft in korrespondierende Vertiefungen am Kupplungsgegenstück eingepresst werden Beim Erreichen des maximalen Drehmoments rasten die Kugeln aus den Vertiefungen aus, sodass das Kupplungsgegenstück stehen bleibt.

Ein grosser Nachteil derartiger Vorrichtungen besteht darin, dass beim Absenken des Aufschraubkopfes die Verschlusskappe bei voller Drehzahl der ganzen Vorrichtung berührt wird. Dies ist besonders bei derartigen Verschlusskappen von grossem Nachteil welche eine in die Behältermündung hinein ragende Innendichtung aufweisen. Diese Innendichtungen werden zum Erzielen einer besonders vorteilhaften Dichtwirkung zum Teil während des Aufsetzvorgangs nach rückwärts umgestülpt. Dies erfordert ein besonders präzises Anpressen der Schraubkappe auf die Flaschenmündung und einen sorgfältigen Start des eigentlichen Aufschraubvorgangs. Mit den bekannten Vorrichtungen ist dies ersichtlicherweise nicht möglich, da beim sofortigen Start des Aufschraubvorgangs mit voller Drehzahl die Verschlusskappen leicht verkanten, womit keine optimale Dichtwirkung mehr garantiert ist Ausserdem können an der Oberseite der Verschlusskappe durch den in voller Drehzahl aufgesetzten Aufsetzkopf Abnützungserscheinungen auftreten, welche sich besonders bei bedruckten Kappenoberflächen nachteilig auswirken.

Ein weiterer Nachteil der meisten bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass der untere Teil des Aufsetzkopfes eine relativ grosse Masse aufweist Durch das mit der Drehbewegung erzeugte Massenträgheitsmoment können dadurch auch nach Auskuppeln der Rutschkupplung unerwünschte Drehmomente auf die Verschlusskappe einwirken, welche zu den oben beschriebenen Nachteilen führen.

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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden und insbesondere eine Vorrichtungen zum Aufschrauben einer Schraubkappe auf eine Flaschenmündung zu schaffen, welche einen präzisen und schonenden Start des Aufschraubvorganges gewährleistet und bei der nach Beendigung des Aufschraubvorganges keine unerwünschten zusätzlichen Drehmomente mehr auftreten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Kupplung in an sich bekannter Weise wenigstens einen Kupplungsbelag aufweist, welcher stirnseitig am Kopfteil, der Rückseite der Hülse zugewandt, angeordnet ist, dass die Hülse frei drehbar mit vertikalem Spiel derart am Kopfteil befestigt ist, dass durch Anpressen der Hülse an den Kupplungsbelag beim Absenken des Kopfteils auf eine mit einer Schraubkappe versehene Flasche die Hülse gegen den Kupplungsbelag pressbar und durch diesen antreibbar ist.

Ersichtlicherweise ist es mit dieser Anordnung möglich, die Hülse, welche die Schraubkappe umgreift, am Anfang des Aufsetzvorganges praktisch ohne Drehmoment mit der Schraubkappe in Eingriff zu bringen. Erst beim weiteren Absenken der Aufsetzvorrichtung wird die Hülse kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtungen gekuppelt.

Besonders einfach lässt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung realisieren, wenn das auf die Schraubkappe übertragbare Drehmoment mit Hilfe einer auf die Rutschkupplung einwirkenden Feder begrenzbar ist. Da unterschiedliche Verschlusskappen oder Flaschenmündungen auch unterschiedlich kraftmässige Anforderungen an die Aufschraubvorrichtung stellen, kann das auf die Schraubkappe übertragbare Drehmoment mit Hilfe der Feder bestimmt werden. Dies geschieht auf besonders einfache Weise durch die Wahl einer entsprechenden Federcharakteristik oder durch Vorspannung der Feder.

Um zu ermöglichen, dass die Hülse vor dem Einkuppeln der Vorrichtung nicht kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtung verbunden ist, greift die Hülse wenigstens teilweise formschlüssig und entsprechend dem Kupplungsweg in axialer Richtung verschiebbar in den

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kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtung verbundenen Teil der Kupplung ein, wobei Mittel vorgeshen sind welche die axiale Bewegung der Konushülse relativ zur Kupplung begrenzen.

Dies lässt sich auf besonders einfache Weise realisieren, wenn ein in die Kupplung eingreifendes Teil der Konushülse etwa zylindrisch ausgebildet ist und mit einer umlaufenden Nut versehen ist, wenn die Kupplung eine mit dem zylindrischen Teil der Hülse korrespondierende Oeffnung aufweist und wenn an der Seitenwand der Oeffnung Bolzen befestigt sind, welche zum Begrenzen der axialen Bewegung in die umlaufende Nut der Hülse eingreifen.

Die auf diese Weise an der Unterseite der Antriebsvorrichtung befestigte Hülse wird durch Schwerkraft nach unten gezogen, sodass die Kupplung nicht kraftschlüssig in Eingriff ist und die Hülse nur lose in den Bolzen des angetriebenen Kupplungsteils hängt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Hülse eine sehr geringe Masse aufweist, womit störende Massenträgheitsmomente nach dem Auskuppeln ausgeschaltet sind. Ausserdem lässt sich die Hülse jederzeit leicht auswechseln, ohne dass die gesamte Vorrichtung zerlegt werden muss.

Das Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zuerst ein im Zentrum der Hülse angeordneter vertikal verschiebbarer Stempel die Verschlusskappe auf die Flaschenmündung presst, dass anschliessend die noch nicht kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtung verbundene Hülse mit der auf der Flaschenmündung aufliegenden Verschlusskappe in Eingriff gebracht wird und dass sodann mittels einer einrückbaren das übertragbare Drehmoment begrenzender Kupplung die Hülse mit der Antriebsvorrichtung verbunden wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass die Schraubkappe zuerst mit einem relativ geringen vertikalen Druck an die Flaschenmündung angepresst wird. Die anschliessend aufgesetzte Hülse kann die Schraubkappe nicht verkanten oder beschädigen da die Hülse noch nicht kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtung verbunden ist.

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Das eigentliche Drehmoment, welches den Aufschraubvorgang auslöst, setzt erst ein wenn die Hülse die Verschlusskappe bereits fest umgreift. Dadurch wird ein für die Verschlusskappe besonders schonender Start des Aufschraubvorgangs ermöglicht, wobei die Verschlusskappe zuerst in exakt horizontaler Lage in die Flaschenmündung eingepresst wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend beschrieben. Es zeigen.

Fig. 1 Einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung vor dem Aufschraubvorgang,

Fig. 2 einen etwas vereinfacht dargestellten Querschnitt während des Aufschraubens der Schraubkappe und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Schnittebene A-A gemäss Fig. 2.

Gemäss Fig. 1 ist der Aufsetzkopf 26 der erfindungsgemässen Vorrichtung fest mit einer Antriebsvorrichtung 25 verschraubt. Der Aufsetzkopf 26 besteht im wesentlichen aus einer Gewindehülse 3 und aus dem Kopfteil 2 das an seinem unteren Ende mit einem Kupplungsring 16 versehen ist. Das Kopfteil 2 greift konzentrisch in die Gewindehülse 3 ein und ist gegenüber dieser axial verschiebbar. Die Hubbewegung des Kopfteil es in der Gewindehülse 3 wird durch einen Mitnehmer 9 begrenzt, der sich in einem Schlitz 27 der Gewindehülse 3 bewegen kann. Der Mitnehmer 9 ist mit einem Splint 17 fest mit dem Kopfteil verbunden und hat gleichzeitig die Aufgabe, das Kopfteil 2 in Drehrichtung kraftschlüssig mit der Gewindehülse 3 zu verbinden. Im Inneren des Kopfteils 2 ist eine Stempelhülse 8 gelagert, welche gegenüber dem Kopfteil 2 nicht nur axial, sondern auch in Drehrichtung verschiebbar angeordnet ist. Die Stempel hülse 8 wird von einer Feder 12 mit relativ geringer Kraft nach unten gespannt. Beim Hochschieben der Stempelhülse 8 gegen die Kraft der Feder 12 berührt die Stempelhülse 8 einen Hubbegrenzer 1 der seinerseits gegen die Kraft einer zusätzlichen Feder 11 nach oben geschoben werden kann. Die Hubhöhe, bei der die Stempelhülse 8 den Hubbegrenzer 1 berührt, kann mit zwei Muttern 10 am oberen Ende des Hubbegrenzers 1 eingestellt werden.

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Die Stempelhülse 8 ist an ihrem unteren Ende mit einem Stempel 4 versehen, der seinerseits ein pilzförmiges Berührungsstück 28 trägt, das mit einem Sicherungsring 15 in den Stempel 4 eingespannt wird. Zwischen dem Stempel 4 und der Stempel hülse 8 ist eine Unterlagsscheibe 18 vorgesehen.

Das Kopfteil 2 ist auf der Oberseite mit einer Schraubbüchse 7 abgeschlossen, welche gleichzeitig die Feder 12 zentriert. An der unteren Stirnseite des Kupplungsringes 16 ist der Kupplungsbelag 21 befestigt. Die Hülse 22, welche dazu bestimmt ist, die Verschlusskappe zu umgreifen, greift konzentrisch in das Kopfteil 2 ein und ist ebenfalls in axialer Richtung verschiebbar. Die Hubbewegung der Hülse 22 gegenüber dem Kupplungsring 16 wird durch Stifte 23 begrenzt, welche tangential an der Innenwandung des Kupplungsringes 16 befestigt sind Die Stifte 23 greifen in eine umlaufende Ringnut 29 an der Hülse 22 ein. Die Ringnut 29 ist in ihrer Höhe so dimensioniert, dass die Hülse 22 wenigstens um den Kupplungsweg K axial gegenüber dem Kupplungsring 16 verschoben werden kann.

Um eine Verunreinigung der Kupplungsflächen zu vermeiden, greift ein Nylonring 20 über den Kupplungsring 16, sowie über den Kupplungsbelag 21 und teilweise noch über die Hülse 22. Um zu vermeiden, dass den Wänden des Aufsetzkopfes 26 entlang rinnendes Schmieröl zwischen die Kupplungsflächen gelangen kann, ist der Nylonring 20 gegenüber dem Kupplungsring 16 mit einem Dichtungsring 24 abgedichtet.

Die Befestigung der Hülse 22 im Kopfteil 2 ist besonders deutlich aus Fig. 3 ersichtlich. Die Stifte 23 werden in Bohrungen 30 eingesetzt welche tangential an der Innenwandung des Kupplungsringes 16 vorbeiführen. Vor dem Einsetzen des Aufschraubvorganges liegt die Hülse 22 nur lose auf der Oberseite der Stifte 23 und wird lediglich durch die Reibung zwischen den Stiften und der Innenseite der Ringnut 29 etwas mitbewegt.

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Zum Aufsetzen der Verschlusskappe 31 auf die Flasche 32 wird letztere zuerst konzentrisch unter den Aufsetzkopf 26 gebracht. Die Verschlusskappe 31 ist dabei bereits lose auf die Flaschenmündung aufgelegt. Anschliessend wird der gesamte rotierende Aufsetzkopf 26 nach unten bewegt, wobei zuerst das Berührungsstück 28 die Oberseite der Verschlusskappe berührt. Beim weiteren Absenken des Aufsetzkopfes 26 wird die Stempelhülse 8 gegen die Kraft der Feder 12 nach oben verschoben In diesem Stadium des Aufsetzvorganges wird die Verschlusskappe 31 in genau horizontaler Lage an die Flaschenmündung gepresst· Beim weiteren Absenken des Aufsetzkopfes 26 umgreift auch die Hülse 22 die Verschlusskappe 31. Es wird jedoch vorerst noch kein Drehmoment auf die Verschlusskappe 31 ausgeübt, da die Hülse 22 noch nicht kraftschlüssig mit dem mit voller Drehzahl rotierenden Aufsetzkopf 26 verbunden ist. Erst beim vollständigen Absenken des Aufsetzkopfes 26 berührt der Kupplungsbelag 21, wie in Fig. 2 dargestellt, die Hülse 22, womit die Uebertragung des Drehmomentes auf die Verschlusskappe 31 beginnt.

Beim Erreichen der Endlage der Schraubkappe 31 auf der Flasche 32 setzt die Schraubkappe den an ihrer Aussenwand angreifenden Drehkräften einen Widerstand entgegen, womit das Drehmoment ansteigt. Um ein Ueberdrehen der Verschlusskappe 31 zu vermeiden, kann das mit der Kupplung maximal übertragbare Drehmoment mit Hilfe einer Spannfeder 14 eingestellt werden. Das mit der Kupplung übertragbare Drehmoment wird durch den Reibungskoeffizienten am Kupplungsbelag und durch die auf die Kupplung einwirkende Kraft bestimmt.

Diese Kraft kann durch die Spannfeder 14 durch Verschieben des Begrenzungsringes 5 beliebig eingestellt werden. Der Begrenzungsring 5 kann entlang der Aus sensei te der Gewindehülse 3 verstellt und mit einer Madenschraube 19 im Gewindeloch 13 gesichert werden.

Sobald das durch die Spannfeder 14 festgelegte maximale Drehmoment an der Rutschkupplung erreicht wird, beginnt die Kupplung zu schleifen und die Hülse 22 steht still Da die Hülse 22 selbst eine sehr geringe Masse aufweist, besteht nicht die Gefahr, dass nach dem Auskuppeln der Kupplung durch das Massenträgheitsmoment der Hülse 22 ein unerwünschtes zusätzliches Drehmoment auf die Verschlusskappe 31 übertragen wird.

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Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemässe Wirkung auch mit anderen äquivalenten Mitteln erreichen, ohne dass dabei der Gegenstand der Erfindung verlassen würde. So wäre es beispielsweise denkbar, dass anstelle der Rutschkupplung eine elektromagnetische Kupplung Verwendung findet, welche erst nach dem Aufsetzen der Hülse 22 auf die Verschlusskappe 31 aktiviert wird. Auch die Art der beweglichen Befestigung zwischen der Hülse 22 und dem unteren Teil der Kupplung kann beliebig variiert werden.

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Aufsetzköpfe zum Aufschrauben von Flaschenverschlüssen werden in der Regel bei voller Drehzahl auf die Verschlusskappe (31) aufgesetzt. Dies verursacht jedoch ein Verkanten und eine Beschädigung der Verschlusskappe. Die Erfindung überwindet diesen Nachteil dadurch, dass eine Hülse (22) an der Unterseite des Aufsetzkopfes (26) zuerst ohne Drehmoment auf die Verschlusskappe (31) aufgesetzt wird und dass erst beim weiteren Absenken des Aufsetzkopfes (26) und dem Zurücklegen des Kupplungsweges (K) die Hülse (22) kraftschlüssig mit dem rotierenden Aufsetzkopf (26) in Eingriff gebracht wird. Nach Erreichen des maximal übertragbaren Drehmomen-IeS_x, welches mittels einer Spannfeder (14) eingestellt werden kann, beginnt die Kupplung zu schleifen und die Hülse (22) steht still. Wegen der geringen Masse der Hülse (22) werden nach dem Auskuppeln keine zusätzlichen Drehmomente mehr auf die Verschlusskappe (31) übertragen.

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Claims

Ung. Udo-Skuhra ^{PG195 H}

Ptfi ' 1. Dezember 1978

o
Patentansprüche Z ö 5 2 J 5 Q

I) Vorrichtung zum Aufschrauben einer Schraubkappe auf eine Flaschenmündung, bestehend aus einer mit der Verschlusskappe in Eingriff bringbaren Hülse und aus einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Kopfteiles, welches mit einer das übertragbare Drehmoment begrenzenden Rutschkupplung mit der Hülse verbindbar ist, sowie weiter bestehend aus einer Einrichtung zum Absenken von Kopfteil und Hülse auf die Schraubkappe zur Durchführung des Aufschraubvorgangs, dadurch gekennzeich-η e.t, dass die Kupplung in an sich bekannter Weise wenigstens einen Kupplungsbelag aufweist, welcher stirnseitig am Kopfteil, der Rückseite der Hülse zugewandt angeordnet ist, dass die Hülse frei drehbar mit vertikalem Spiel derart am Kopfteil befestigt ist, dass durch Anpressen der Hülse an den Kupplungsbelag beim Absenken des Kopfteils auf eine mit einer Schraubkappe versehene Flasche die Hülse gegen den Kupplungsbelag pressbar und durch diesen antreibbar ist.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeich η e t , d a s s das auf die Schraubkappe übertragbare Drehmoment mit Hilfe einer auf die Rutschkupplung einwirkenden Feder begrenzbar ist.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2 mit einem teleskopartig gegen die Kraft einer Vorspann-Feder zusammenpressbaren Kopfteil, dadurch g e k e η η ζ e i .c h η e t , d a s s die Vorspann-Feder gleichzeitig die das übertragbare Drehmoment begrenzende Feder ist.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennz ei c h η e t , d a s s ein in die Kupplung eingreifendes Teil der Hül se etwa zylindrisch ausgebildet ist und mit einer umlaufenden Nut versehen ist. dass die Kupplung eine mit dem zylindrischen Teil der Hülse korrespondierende Oeffnung aufweist, und dass an der Seitenwand der Oeffnung Bolzen befestigt sind, welche zum Begrenzen der axialen Bewegung in die umlaufende Nut der Hülse eingreifen,

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5. Verfahren zum Aufschrauben einer Schraubkappe auf eine Flaschenmündung mit einer mit der Verschlusskappe in Eingriff bringbaren Hülse und einer Antriebsvorrichtung, dadurch
gekennzei ch η et, dass zuerst ein im Zentrum der Hülse angeordneter vertikal verschiebbarer Stempel die Verschlusskappe auf die Flaschenmündung presst dass anschliessend die noch nicht kraftschlüssig mit der Antriebsvorrichtung verbundene Hülse mit der auf der Flaschenmündung aufliegenden Verschlusskappe in Eingriff gebracht wird und dass sodann mittels einer einrückbaren.- das .übertragbare Drehmoment begrenzender Kupplung die Hülse mit der Antriebsvorrichtung verbunden wird.

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