DE69400853T2 - Machine for applying capsules to bottles with rubber stoppers - Google Patents
Machine for applying capsules to bottles with rubber stoppersInfo
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Description
Erfindung betrifft das technische Gebiet der Konstruktion von automatischen Maschinen zum Verpacken von Produkten in Behältern wie zum Beispiel Flaschen.The invention relates to the technical field of the construction of automatic machines for packaging products in containers such as bottles.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Maschine, mit der Metallkapseln aufgesetzt werden, d.h. mit der Verschlußkapseln an einer Flasche durch Umfalten des Randes des Kapselsaums, der sich über den Wulst der Flasche erstreckt, verriegelt werden.The invention relates in particular to a machine for fitting metal capsules, i.e. for locking closure capsules to a bottle by folding over the edge of the capsule skirt which extends over the bead of the bottle.
Zur Durchführung dieses Vorgangs sind verschiedene Maschinen bekannt, die nach unterschiedlichen Verfahren arbeiten, und die üblicherweise ein Karussell aufweisen, das gedreht wird und eine Anzahl von Aufnahmen aufweist, die zur Aufnahme und zum Transport einzelner, bereits befüllter Behälter vorgesehen sind.To carry out this process, various machines are known which work according to different methods and which usually have a carousel which is rotated and has a number of receptacles which are intended for the reception and transport of individual, already filled containers.
Die Behälter werden dem Karussell mit Trenn- bzw. Vereinzelungseinrichtungen, z.B. archimedi schen Schrauben mit horizontaler Achse, zugeführt und am Ende des Zyklus von einer anderen Einrichtung übernommen. Die bereits befüllten Flaschen werden dann zu anderen Teilen der Maschine oder zu anderen Maschinen geführt, um das Verpacken abzuschließen.The containers are fed to the carousel with separating or singling devices, e.g. Archimedean screws with a horizontal axis, and are taken over by another device at the end of the cycle. The already filled bottles are then fed to other parts of the machine or to other machines to complete the packaging.
Im ersten Teil des Karussells oder unmittelbar stromaufwärts gegenüber diesem wird ein Stopfen aus Gummi sowie eine Kapsel, die im allgemeinen aus Aluminium ist, auf die bereits befüllte Flasche aufgesetzt.In the first part of the carousel or immediately upstream of it, a rubber stopper and a capsule, generally made of aluminium, are placed on the already filled bottle.
Während des Laufes entlang des Umfangsteils des Karussells werden die Kapsel und der Stopfen auf die Flasche gedrückt und der Rand der Kapsel, der sich nach unten über den Wulst der Flasche erstreckt, umgefaltet, so daß die Kapsel an der Flasche befestigt ist.As it travels along the peripheral part of the carousel, the capsule and stopper are pressed onto the bottle and the edge of the capsule, which extends downwards over the bead of the bottle, is folded over so that the capsule is secured to the bottle.
Aufgrund der nach oben gerichteten elastischen Reaktion des Gummistopfens wird der umgefaltete Rand gegen den Wulst gedrückt und die Kapsel somit blockiert.Due to the upward elastic reaction of the rubber stopper, the folded edge is pressed against the bead and the capsule is thus blocked.
Üblicherweise wird der Rand der Kapsel mit einer Klinge mit geeigneter Form, die sich z.B. über einen kreisförmigen Sektor erstreckt, oder mit einer sich drehenden Scheibe, die zusammen mit einer Rotationsachse innerhalb des von den Flaschen bedeckten Umfangs angeordnet ist, umgefaltet.Typically, the edge of the capsule is folded over with a blade of suitable shape, for example extending over a circular sector, or with a rotating disc arranged together with a rotation axis within the perimeter covered by the bottles.
Die Unterseite des Flaschenwulstes wird von der Kante der Klinge oder der Scheibe erfaßt, so daß der Rand der Kapsel umgefaltet und die Kapsel verriegelt wird.The bottom of the bottle bead is caught by the edge of the blade or disc, so that the edge of the capsule is folded over and the capsule is locked.
Es bestehen jedoch trotzdem verschiedene Probleme, die sowohl die genaue Positionierung der Flasche, als auch die Befestigung der Kapsel betreffen.However, there are still several problems concerning both the exact positioning of the bottle and the attachment of the capsule.
Die Höhe jeder Flasche weicht tatsächlich etwas von der mittleren Höhe, auf die die Maschine eingestellt ist, ab. In ähnlicher Weise variieren auch die Höhen der Gummistopfen und der Kapseln.The height of each bottle actually differs slightly from the average height the machine is set to. Similarly, the heights of the rubber stoppers and capsules also vary.
Darüberhinaus verändert sich auch die Härte der Stopfens, so daß unterschiedliche elastische Reaktionen zu unterschiedlichen Stärken der Verriegelungskraft der Kapsel an der Flasche führen.In addition, the hardness of the stopper also changes, so that different elastic reactions lead to different strengths of the locking force of the capsule on the bottle.
Da im Idealfall eine gleiche Verriegelungskraft bei allen Flaschen erzielt werden soll, ist es notwendig, Einrichtungen vorzusehen, die mit einer geringfügigen Verschiebung auf eine größere Stopfenhärte reagieren, wenn die Kapsel mit konstanter Kraft zusammengedrückt wird, so daß die Verriegelungskraft innerhalb eines voreingestellten Bereiches bleibt.Since ideally an equal locking force should be achieved on all bottles, it is necessary to provide devices that react with a slight displacement to an increase in stopper hardness when the capsule is compressed with a constant force, so that the locking force remains within a preset range.
Flaschen, deren Kapseln mit einer Kraft verriegelt werden, die nicht in dem voreingestellten Bereich liegt, werden nachfolgend aussortiert.Bottles whose capsules are locked with a force that is not within the preset range are subsequently sorted out.
Eine solche Maschine wird in der DE-A-3.908.582 beschrieben. Diese Maschine ist mit einer Einrichtung versehen, die zum Erfassen der Kapseln dient und der elastischen Wirkung einer Feder ausgesetzt ist, so daß mögliche Unterschiede der Höhen der Flaschen kompensiert werden.Such a machine is described in DE-A-3.908.582. This machine is equipped with a device that serves to grip the capsules and is subjected to the elastic effect of a spring so that possible differences in the heights of the bottles are compensated.
Die die Flaschen tragenden Platten werden während der Drehung des Karussells angehoben und abgesenkt, und zwar mit einem kreisförmigen Nocken, der konzentrisch zu der Achse des Karussells liegt und auf Rollen einwirkt, die jeweils drehbar an der Innenseite einer Lagerbuchse befestigt sind, die integral mit einem Metallrohr ausgebildet ist, in dem der Schaft der Platte läuft.The plates supporting the bottles are raised and lowered as the carousel rotates, using a circular cam that rotates concentrically to the axis of the carousel and acts on rollers each rotatably mounted on the inside of a bearing bush formed integrally with a metal tube in which the shaft of the plate runs.
Die obere Kante des Rohres überträgt den Schub auf die Platte.The upper edge of the tube transfers the thrust to the plate.
Eine Feder, die zur Kompensation von geringfügigen Schwankungen der Härte des Gummis, aus dem der Stopfen hergestellt ist, dient, ist mit der Platten-Rohreinheit verbunden.A spring, which serves to compensate for slight variations in the hardness of the rubber from which the plug is made, is connected to the plate-tube unit.
Diejenigen Flaschen, die nach dem Verriegeln der Kapseln aufgrund von Schwankungen der Abmessungen oder der Zusammensetzung der für den Stopfen und die Kapsel verwendeten Materialien oder aufgrund einer Fehlfunktion der Maschine Eigenschaften haben, die nicht innerhalb der voreingestellten Bereiche liegen, werden aussortiert.Those bottles that, after locking the capsules, have characteristics that are not within the preset ranges due to variations in the dimensions or composition of the materials used for the stopper and capsule or due to a malfunction of the machine, are rejected.
Die Flaschen werden während der Rotation des Karussells mit einem System von Riemen gedreht, die mit Rollen eingreifen, die an dem Boden der Platten-Welle befestigt sind.The bottles are rotated during the rotation of the carousel by a system of belts that engage with rollers attached to the bottom of the platen shaft.
In anderen Fällen werden die Flaschen mit einem oberen Verriegelungselement gedreht, das über ein Räderwerk mit einem Gewinderad verbunden ist, das an die feste Karussellachse angepaßt ist.In other cases, the bottles are rotated by an upper locking element connected via a gear train to a threaded wheel adapted to the fixed carousel axis.
Da sich das Karussell dreht, bewirkt die relative Bewegung zwischen dem Zahnrad und dem ersten Rad, das damit eingreift, eine Drehung des letzteren und somit auch des an das Verriegelungselement der Flasche angepaßten Rades, so daß diese gedreht wird.As the carousel rotates, the relative motion between the gear and the first wheel that engages it causes the latter to rotate and thus also the wheel adapted to the locking element of the bottle, so that it is rotated.
Die Drehgeschwindigkeit der Flaschen ist direkt proportional zu der Drehgeschwindigkeit des Karussells. In dem in der DE-A-3.908.582 beschriebenen Fall läuft die innere Greifscheibe auf der Karussellachse leer, so daß sich die Drehgeschwindigkeit der Scheibe auch dann jedesmal anpaßt, wenn sich die Abmessungen der Flaschen ändern.The speed of rotation of the bottles is directly proportional to the speed of rotation of the carousel. In the case described in DE-A-3.908.582, the inner gripping disc runs idle on the carousel axis, so that the speed of rotation of the disc adapts every time the dimensions of the bottles change.
Wenn stattdessen eine feste Klinge mit Kreisabschnittsform verwendet wird, muß jedesmal dann, wenn sich die Abmessung einer Flasche ändert, auch die Drehgeschwindigkeit der Flasche geändert werden, um ein Verrutschen des Randes der Kapsel an der Klinge zu vermeiden, was Kratzer und Metallstaub verursachen kann.If a fixed blade with a circular segment shape is used instead, every time the dimension of a bottle changes, the speed of rotation of the bottle must also be changed to avoid the edge of the capsule slipping on the blade, which can cause scratches and metal dust.
Bei den bekannten Systemen wird die Drehgeschwindigkeit durch Austausch von zwei oder mehr (Zahn-) Rädem in dem das Flaschen-Verriegelungselement antreibenden Räderwerk geändert, oder es ist ein System zur Änderung kleiner Geschwindigkeiten vorgesehen.In the known systems, the rotational speed is changed by exchanging two or more (gear) wheels in the gear train driving the bottle locking element, or a system for changing small speeds is provided.
Es ist klar, daß in beiden Fällen die Anzahl von Flaschengrößen, die verarbeitet werden können, von der begrenzten Anzahl von Drehgeschwindigkeiten abhängt, die erzielbar sind, wobei die Handhabung der Flaschen mit verschiedenen Abmessungen zeitaufwendige und schwierige Einstellvorgänge an der Maschine erfordert.It is clear that in both cases the number of bottle sizes that can be processed depends on the limited number of rotation speeds that can be achieved, the handling of bottles of different dimensions requiring time-consuming and difficult adjustment operations on the machine.
Ein weiteres Problem, das sich mit der Verwendung der bekannten Kapsel-Befestigungsmaschinen ergibt, rührt von der unterschiedlichen vertikalen Positionierung der Flaschenwulste, sowie der des umzufaltenden Randes, in bezug auf die Faltklinge her, was gemäß obiger Beschreibung eine Folge der unterschiedlichen Nominalwerte ist.Another problem that arises with the use of the known capsule fastening machines stems from the different vertical positioning of the bottle beads, as well as that of the edge to be folded, with respect to the folding blade, which according to the above Description is a consequence of the different nominal values.
Neben funktionellen Nachteile führt dieses Problem auch zu Unterschieden zwischen den Flaschen im Hinblick auf unterschiedliche Kräfte, die durch die Faltklinge auf den umzufaltenden Rand ausgeübt werden. Dies führt zu unterschiedlichen Kräften, mit denen die Flaschenkapseln verriegelt werden.In addition to functional disadvantages, this problem also leads to differences between bottles in terms of different forces exerted by the folding blade on the edge to be folded. This leads to different forces with which the bottle caps are locked.
Die bei dem Entwurf der bekannten Maschinen verfolgte Philosophie bestand im allgemeinen darin, eine möglichst hohe Anzahl von Produkten herzustellen und dann eine Selektion durchzuführen, um dadurch diejenigen Produkte auszusortieren, die nicht in den Bereichen lagen, die den verschiedenen Parametern zugeordnet waren.The philosophy followed in the design of the known machines was generally to produce as many products as possible and then to carry out a selection in order to eliminate those products that did not fall within the ranges assigned to the various parameters.
Gegenwärtig wird durch den Entwurf und die Konstruktion dieser Maschinen versucht, eine Arbeitsweise mit konstanter Produktqualität zu erzielen, auch wenn dadurch nur geringere Produktionsraten erreicht werden. Insbesondere wird in vielen Fällen die Herausgabe eines Zertifikats verlangt, in dem alle Anforderungen für alle mit der Maschine hergestellten Produkte garantiert werden.Currently, the design and construction of these machines is aimed at achieving a working method with consistent product quality, even if this means lower production rates. In particular, in many cases the issuance of a certificate guaranteeing all the requirements for all products manufactured with the machine is required.
Der Trend geht z.Zt. dahin, gesteuerte und geprüfte Verfahren zu schaffen, die die Ausstellung solcher Zertifikate ermöglichen, wobei gleichzeitig vermieden wird, daß Produkte aussortiert werden müssen.The current trend is to create controlled and tested procedures that enable the issuing of such certificates, while at the same time avoiding the need to sort out products.
Unter diesem Gesichtspunkt enthalten die gegenwärtig hergestellten Maschinen Einrichtungen, die in zunehmendem Maße vielseitig sind und die entsprechend der verschiedenen Anforderungen eingestellt werden können.From this point of view, the machines currently manufactured contain devices which are increasingly versatile and which can be adjusted according to different requirements.
Insbesondere verwirklichen die gegenwärtig gewählten Systeme eine Koordination der Verfahrensschritte, z.B. der Vorgänge des Befüllens und Verschließens, wobei diese Vorgänge mit einer mikroprozessorgesteuerten Einheit umfassend gesteuert werden.In particular, the currently selected systems coordinate the process steps, e.g. the filling and closing processes, whereby these processes are comprehensively controlled by a microprocessor-controlled unit.
Die Mikroprozessor-Steuereinheit hat die Aufgabe, die variablen Eigenschaften der Produkte zu prüfen und unmittelbar eine Tendenz zu korrigieren, durch die diese von den Standardwerten abweichen.The microprocessor control unit is responsible for checking the variable characteristics of the products and immediately correcting any tendency that causes them to deviate from the standard values.
Auf diese Weise wird die Herstellung von Artikeln mit unakzeptablen Eigenschaften vermieden, so daß ein Aussortieren von Produkten in einer folgenden Stufe nicht mehr notwendig ist.In this way, the production of articles with unacceptable properties is avoided, so that sorting out products in a subsequent stage is no longer necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Aufbringen von Kapseln zu schaffen, die, soweit es ihre funktionellen Merkmale betrifft, diesem jüngsten Trend folgt und somit alle Probleme und Nachteile, die mit den bekannten, oben erläuterten Maschinen verbunden sind, vermeidet.The object of the invention is to provide a machine for applying capsules which, as far as its functional characteristics are concerned, follows this recent trend and thus avoids all the problems and disadvantages associated with the known machines explained above.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der oben genannten Art mit Einrichtungen zu schaffen, die eine grundsätzlich einfache Arbeitsweise haben, d.h. die soweit wie möglich unabhängig von der Flaschen- und der zugehörigen Stopfengröße sowie von jeglichen Schwankungen der Abmessungen oder Konstruktionen sind, so daß für alle Flaschen eine im wesentlichen gleichförmige Verriegelungskraft oder zumindest eine Verriegelungskraft erzielt wird, die innerhalb eines sehr kleinen Wertebereiches liegt. Es kann somit ein Zertifikat ausgestellt werden, mit dem garantiert wird, daß alle Produkte die aufgestellten Anforderungen erfüllen, ohne daß einzelne Produkte aussortiert werden müssen.The invention is also based on the object of providing a machine of the above-mentioned type with devices which have a fundamentally simple mode of operation, ie which are as independent as possible of the bottle and the associated stopper size and of any variations in dimensions or construction, so that a substantially uniform locking force is achieved for all bottles or at least a locking force which lies within a very small range of values. A certificate can thus be issued guaranteeing that all products meet the established requirements without having to sort out individual products.
Alle an der Maschine montierten Einrichtungen sind so konstruiert und koordiniert, daß sie mit einer Mikroprozessor-Steuereinheit gesteuert und einfach, kontinuierlich und schnell entsprechend den Schwankungen der Abmessungen und des Zustandes der Artikel eingestellt werden können.All the devices mounted on the machine are designed and coordinated so that they can be controlled by a microprocessor control unit and adjusted easily, continuously and quickly according to the variations in the dimensions and condition of the articles.
Die oben genannten Aufgaben werden mit einer Maschine gemäß Anspruch 1 gelöst.The above-mentioned objects are achieved with a machine according to claim 1.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen. Es zeigt:Further details and features of the invention will become apparent from the following description with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1 eine schematische Teilansicht der erfindungsgemäßen Maschine undFig. 1 is a schematic partial view of the machine according to the invention and
Fig. 2 ein Detail der Maschine in vergrößertem Maßstab, das aus Darstellungsgründen in Figur 1 nicht gezeigt ist.Fig. 2 shows a detail of the machine on an enlarged scale, which is not shown in Figure 1 for reasons of illustration.
Mit der Bezugsziffer 100 ist in den Figuren allgemein eine Maschine zum Aufbringen einer Verschlußkapsel auf eine Flasche bezeichnet, wobei die Maschine Gegenstand der Erfindung ist.In the figures, reference number 100 generally designates a machine for applying a closure cap to a bottle, the machine being the subject of the invention.
Die Maschine 100 ist so gestaltet, daß sie eine umfassende Qualitätsprüfung durchführt und insbesondere - soweit es das Aufsetzen der Verschlußkapseln betrifft - sicherstellen kann, daß alle Kapseln 11, die auf die Flaschen 10 aufgesetzt sind, mit einer konstanten Einwirkungskraft gesichert werden, so daß der untere Saum jeder Kapsel, der unter den Halsrand 13 der Flaschen 10 greift, mit der gleichen Kraft auf die untere Fläche dieses Wulstes 13 drückt.The machine 100 is designed to carry out a comprehensive quality control and, in particular, as far as the fitting of the closure caps is concerned, to ensure that all the caps 11 fitted onto the bottles 10 are secured with a constant force of action so that the lower edge of each cap which extends below the neck edge 13 of the bottles 10, presses with the same force on the lower surface of this bead 13.
Mit Bezug auf Figur 1 und gemäß einer bekannten Konfiguration, die hier nur als beispielhaft anzusehen ist, umfaßt die Maschine 100 im wesentlichen ein sich drehendes Karussell 1, das von einer vertikalen Achse 2 getragen wird, die mit einer nicht gezeigten Antriebseinrichtung angetrieben wird, so daß sich die Achse dreht.With reference to Figure 1 and according to a known configuration, which is to be considered here only as an example, the machine 100 essentially comprises a rotating carousel 1 supported by a vertical axis 2 which is driven by a drive device not shown so that the axis rotates.
Das Karussell 1 umfaßt eine Scheibe 3 auf einer geringeren Höhe, sowie einen Drehtisch 4, der sich über der Scheibe 3 befindet. Die Scheibe 3 ist mit einer Mehrzahl von Trageeinrichtungen 20 für Flaschen 10 versehen, die entlang und in der Nähe des Umfangs der Scheibe mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sind.The carousel 1 comprises a disc 3 at a lower level and a turntable 4 located above the disc 3. The disc 3 is provided with a plurality of supports 20 for bottles 10, which are arranged along and near the periphery of the disc at equal distances from one another.
Der Drehtisch 4 trägt eine Mehrzahl von Flaschen-Klemmeinrichtungen 40, die entlang und in der Nähe des Umfangs dieses Drehtisches 4 mit gleichen Abständen zueinander angeordnet sind. Die Klemmeinrichtungen werden vertikal in entgegengesetzte Richtungen S und G mit Hubbewegungen mit konstanter Länge bewegt, die in zeitlicher Relation zu der Drehung des Karussells 1 ausgeführt werden.The turntable 4 carries a plurality of bottle clamps 40 arranged at equal distances from one another along and near the periphery of this turntable 4. The clamps are moved vertically in opposite directions S and G with strokes of constant length which are carried out in temporal relation to the rotation of the carousel 1.
Die Trageeinrichtungen 20 bilden zusammen mit den Klemmeinrichtungen 40 eine Mehrzahl von Sitzen, in die die Flaschen 10 eingestellt werden. Die Flaschen werden dem Karussell 1 mit einer Zuführung, z.B. einem Schraubenförderer zugeführt, der die Aufgabe hat, die Flaschen voneinander zu trennen.The support devices 20 together with the clamping devices 40 form a plurality of seats into which the bottles 10 are placed. The bottles are fed to the carousel 1 with a feeder, e.g. a screw conveyor, which has the task of separating the bottles from one another.
Die Flaschen 10 werden mit Stopfen und aufgesetzter Kapsel am Auslaß des Karussells einer Transporteinrichtung, z.B. einem Schraubenförderer zugeführt, der die Aufgabe hat, diese zu weiteren Teilen der Maschine oder alternativ dazu zu anderen Maschinen zu transportieren, um den Verpackungsvorgang abzuschließen.The bottles 10, with stoppers and capsules attached, are fed to a transport device, e.g. a screw conveyor, at the outlet of the carousel, which has the task of transporting them to other parts of the machine or, alternatively, to other machines in order to complete the packaging process.
Die Zuführung sowie die Transporteinrichtung sind in den Zeichnungen nicht dargestellt, da sie allgemein bekannt sind.The feed and transport devices are not shown in the drawings as they are generally known.
Falteinrichtungen 60 dienen zum Falten des unteren Randes der Verschlußkapsel 11, der sich nach unten über den Wulst 13 der Flasche 10 erstreckt.Folding devices 60 serve to fold the lower edge of the closure capsule 11, which extends downwards over the bead 13 of the bottle 10.
Die oben genannten Einrichtungen 20, 40 und 60 sollen im folgenden im Detail beschrieben werden.The above-mentioned devices 20, 40 and 60 will be described in detail below.
Um eine umfassende Qualitätsprüfung in optimaler Weise durchführen zu können, ist die Maschine 100 zum Aufbringen von Verschlußkapseln ferner mit pneumatischen Einrichtungen 30, die zur Definierung der vertikalen Position der Trageeinrichtung 20 mit einer konstanten elastischen Reaktionskraft dienen, mit unabhängigen Antriebseinrichtungen 50 zum Antrieb der Verriegelungseinrichtungen 40 mit einer veränderlichen Geschwindigkeit, sowie mit pneumatischen Einrichtungen 70 versehen, die zum Betrieb der Falteinrichtungen 60 mit einer konstanten elastischen Reaktionskraft dienen.In order to be able to carry out a comprehensive quality check in an optimal manner, the machine 100 for applying closure capsules is further provided with pneumatic devices 30 which serve to define the vertical position of the support device 20 with a constant elastic reaction force, with independent drive devices 50 for driving the locking devices 40 at a variable speed, and with pneumatic devices 70 which serve to operate the folding devices 60 with a constant elastic reaction force.
Die eben genannten Einrichtungen 30, 50 und 70, die die Erfindung ebenfalls charakterisieren, sollen im folgenden im Detail beschrieben werden.The aforementioned devices 30, 50 and 70, which also characterize the invention, will be described in detail below.
Die Klemmeinrichtungen 40, die die Flaschen bekannter Art an ihrem oberen Teil festhalten, umfassen eine Stange 41, die in jeder Position lokalisierbar ist. Jede Stange ist gleitend in ein Durchgangsloch 5 eingesetzt, das sich in dem oberen Drehtisch 4 befindet und trägt an ihrem unteren Ende ein schalenförmiges Kissen 27, das zum Drücken und Erfassen einer Kapsel 11 einer Flasche dient, die sich in der entsprechenden Position befindet.The clamping means 40, which hold the bottles of known type at their upper part, comprise a rod 41 which can be located in any position. Each rod is slidably inserted in a through hole 5 located in the upper turntable 4 and carries at its lower end a cup-shaped cushion 27 which serves to press and grip a capsule 11 of a bottle located in the corresponding position.
Am oberen Ende der Stange 41 befindet sich ein Kragen 42, der koaxial an den Fuß angepaßt ist und eine entlang des Umfangs verlaufende Nut 43 aufweist. Ein Schwenkarm 44 ist an dem oberen Drehteller 4 mit Zapfen gelagert, so daß sich der Drehpunkt in einem Zwischenbereich des Schwenkarms befindet. Ein Ende 44a des Schwenkarms 44 läuft in einer Nockennut 45, die in einem an die vertikale Achse 2 angepaßten Rad 46 ausgeformt ist, während das andere Ende 44b des Schwenkarms wie eine Gabel mit zwei einander gegenüberliegenden Vorsprüngen 47 geformt ist, die in der Nut 43 laufen. Auf diese Weise wird eine vertikale Schwingung der Stange 41 bewirkt, wenn als Folge der Drehung des Karussells 1 der Schwenkarm 44 vertikal schwingt.At the upper end of the rod 41 there is a collar 42 which is coaxially fitted to the base and has a groove 43 running along the circumference. A pivot arm 44 is journalled to the upper turntable 4 so that the pivot point is located in an intermediate region of the pivot arm. One end 44a of the pivot arm 44 runs in a cam groove 45 formed in a wheel 46 fitted to the vertical axis 2, while the other end 44b of the pivot arm is shaped like a fork with two opposing projections 47 which run in the groove 43. In this way, a vertical oscillation of the rod 41 is caused when the pivot arm 44 oscillates vertically as a result of the rotation of the carousel 1.
Die Antriebseinrichtung 40 weist zum unabhängigen Antrieb der Einrichtung 40 mit veränderlicher Geschwindigkeit ein erstes Getrieberad 51 mit einer vertikalen Achse auf, die integral mit der Stange 41 ausgebildet ist. Das erste Getrieberad 51 greift mit einem gezahnten Rad 53 ein, das freilaufend an der vertikalen Achse 2 befestigt ist.The drive device 40 has a first gear wheel 51 with a vertical axis, which is formed integrally with the rod 41, for independently driving the variable speed device 40. The first gear wheel 51 engages with a toothed wheel 53 which is freely mounted on the vertical axis 2.
Das erste Getrieberad ist vertikal verschiebbar, ohne daß es den Eingriff mit dem gezahnten Rad 53 verliert.The first gear wheel is vertically displaceable without losing engagement with the toothed wheel 53.
Ein zweites Getrieberad 52 wird mit vertikal liegender Achse von einem Rahmen 54 getragen, der der Maschine 100 zugeordnet ist, und zwar in einer Position in der Nähe des gezahnten Rades 53, so daß es ständig mit diesem eingreift.A second gear wheel 52 is supported with its axis vertically by a frame 54 associated with the machine 100, in a position close to the toothed wheel 53 so as to be in constant engagement with it.
Die Achse 55 des zweiten Getrieberades 52 wird drehbar von dem Rahmen 54 getragen und ist mit einer Dreh-Antriebseinrichtung 56, 57, 58, 59, 49, 48 verbunden, die im wesentlichen zwei Riemenscheiben 56 und 57 umfaßt, die über einen Riemen 58 miteinander verbunden sind, sowie eine vertikale Welle aufweist, die axial verlängerbar ist. Die Welle umfaßt einen ersten Abschnitt 59, an dessen oberes Ende die zweite Riemenscheibe 57 angepaßt ist, sowie einen zweiten Abschnitt 49, der mit seinem unteren Ende mit einem Motor 48 verbunden ist.The axle 55 of the second gear wheel 52 is rotatably supported by the frame 54 and is connected to a rotary drive device 56, 57, 58, 59, 49, 48 which essentially comprises two pulleys 56 and 57 connected to one another by a belt 58, and a vertical shaft which is axially extendable. The shaft comprises a first section 59, to the upper end of which the second pulley 57 is fitted, and a second section 49, which is connected at its lower end to a motor 48.
Der Motor 48 ist elektronisch gesteuert, so daß seine Rotationsgeschwindigkeit entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Karussells 1 sowie der Größe der Flaschen 10 verändert werden kann.The motor 48 is electronically controlled so that its rotation speed can be changed according to the rotation speed of the carousel 1 and the size of the bottles 10.
Die Steuereinrichtung für den Motor 48 ist nicht dargestellt, da sie allgemein bekannt ist. Sie ist mit einer elektronischen Steuereinheit 101 verbunden, wie sie schematisch in Figur 1 dargestellt ist.The control device for the motor 48 is not shown, since it is generally known. It is connected to an electronic control unit 101, as shown schematically in Figure 1.
In Figur 1 ist auch die Trageeinrichtung 20 für die Flaschen 10 gezeigt, die für jede an dem Karussell definierte Position eine rotierende Scheibe 21 mit einer zylindrischen Welle 22 aufweist, die integral mit dieser ausgebildet ist und sich nach unten ersteckt.Figure 1 also shows the support device 20 for the bottles 10, which comprises, for each position defined on the carousel, a rotating disk 21 with a cylindrical shaft 22 formed integrally therewith and extending downwards.
Die pneumatische Einrichtung 30 zur Bestimmung der vertikalen Position der Trageeinrichtung 20 umfaßt eine pneumatische Betätigungseinrichtung 23 mit einem becherförmigen Kolben 24, in den die zylindrische Welle 22 drehbar eingesetzt ist.The pneumatic device 30 for determining the vertical position of the support device 20 comprises a pneumatic actuating device 23 with a cup-shaped piston 24 into which the cylindrical shaft 22 is rotatably inserted.
Die pneumatische Betätigungseinrichtung 23 ist über ein Reglerventil 25 mit einer Druckluftquelle verbunden, wobei das Ventil dazu dient, den innerhalb der pneumatischen Betätigungseinrichtung 23 vorhandenen Luftdruck konstant zu halten, so daß sich die auf den Boden jeder Flasche 10 ausgeübte Kraft nicht aufgrund einer Änderung der Abmessungen und der Zustandseigenschaften der Artikel ändert, so daß auch die auf den entsprechenden Gummistopfen 12 ausgeübte Kraft konstant bleibt.The pneumatic actuator 23 is connected to a source of compressed air via a regulator valve 25, the valve serving to keep the air pressure present within the pneumatic actuator 23 constant so that the force exerted on the bottom of each bottle 10 does not change due to a change in the dimensions and the physical properties of the articles, so that the force exerted on the corresponding rubber stopper 12 also remains constant.
Auf diese Weise ist die elastische Reaktion der Gummistopfen 12 bei allen Flaschen 10 die gleiche, was dazu führt, daß die Stopfen mit einer bei allen Flaschen gleichen Kraft oder einer Kraft, die in einem sehr engen Bereich variiert, verriegelt werden.In this way, the elastic reaction of the rubber stoppers 12 is the same for all bottles 10, which results in the stoppers being locked with a force that is the same for all bottles or a force that varies within a very narrow range.
Ferner ist ein Sensor 26 vorgesehen, der mit der elektronischen Steuereinheit 101 verbunden ist und die Aufgabe hat, die nach unten gerichtete Verschiebung der Platte 21 zu erfassen, um das Vorhandensein, Fehlen oder Beschädigen bzw. Zerbrechen einer Flasche 10 auf der Platte 21 festzustellen.Furthermore, a sensor 26 is provided which is connected to the electronic control unit 101 and has the task of detecting the downward displacement of the plate 21 in order to determine the presence, absence or damage or breakage of a bottle 10 on the plate 21.
Mit dem Sensor kann aufgrund einer anderen Verschiebung der Platte 21 auch das Fehlen einer Kapsel 11 oder eines Stopfens 12 erfaßt werden. Der Sensor 26 weist eine Fotozelle oder einen Näherungssensor auf.The sensor can also detect the absence of a capsule 11 or a stopper 12 due to another displacement of the plate 21. The sensor 26 has a photocell or a proximity sensor.
Die Falteinrichtung 60 zum Falten des unteren Randes der Verschlußkapsel umfaßt eine kreisförmige sektorähnliche Klinge 61, wobei die umzufaltende untere Kante der Verschlußkapsel 11 infolge der Rotation des Karussells 1 gegen die Klinge 61 gebracht wird.The folding device 60 for folding the lower edge of the closure capsule comprises a circular sector-like blade 61, wherein the lower edge to be folded the closure capsule 11 is brought against the blade 61 as a result of the rotation of the carousel 1.
Da die Flasche 10 gedreht wird, wird der gesamte Rand der Kapsel 11 durch die Klinge 61 in Verlängerung des Umfangsbogens, der von der Flasche 10 bedeckt wird und der der Länge der Klinge 61 entspricht, umgefaltet.As the bottle 10 is rotated, the entire edge of the capsule 11 is folded over by the blade 61 in extension of the circumferential arc covered by the bottle 10 and corresponding to the length of the blade 61.
Die Einrichtung 70 umfaßt zur Betätigung der Falteinrichtung mit einer konstanten elastischen Reaktion ein Haltegestell 64, das mit der Kapsel-Aufsetzmaschine 100 verbunden ist, sowie ein Schwingelement 62, dessen Drehpunkt an einem an dem Haltegestell 64 befestigten Stift 63 liegt. Die Klinge 61 ist an einem Ende 62a des Schwingelement 62 befestigt.The device 70 comprises a holding frame 64 connected to the capsule placing machine 100 for actuating the folding device with a constant elastic reaction, as well as an oscillating element 62 whose pivot point is on a pin 63 fastened to the holding frame 64. The blade 61 is fastened to one end 62a of the oscillating element 62.
Eine pneumatische Betätigungseinrichtung 65, die von dem Haltegestell 64 getragen wird, stößt über ihre Stange 66 auf das andere Ende 62b des Schwingelementes 62. Die pneumatische Betätigungseinrichtung 65 ist über ein Reglerventil 69 mit einer Druckluftquelle verbunden, so daß die Luft innerhalb der Betätigungseinrichtung auf einem konstanten Druck gehalten wird.A pneumatic actuator 65, which is carried by the support frame 64, abuts the other end 62b of the oscillating element 62 via its rod 66. The pneumatic actuator 65 is connected to a compressed air source via a regulator valve 69 so that the air within the actuator is maintained at a constant pressure.
Auf diese Weise wirkt die Klinge mit konstanter Kraft auf den unteren Rand der Kapsel 11 ein.In this way, the blade acts with constant force on the lower edge of the capsule 11.
Ferner ist ein Schwanzstück 67 vorgesehen, das sich von dem Schwingelement 62 wegerstreckt und durch das Wirkungsfeld einer Sensoreinrichtung 68 läuft, wenn das Schwingelement 62 schwingt, so daß die von der Klinge 61 auf die Kapsel 11 einer Flasche 10 ausgeübte Wirkung erfaßt werden kann. Die Sensoreinrichtung 68 ist mit der elektronischen Steuereinheit 101 verbunden.Furthermore, a tail piece 67 is provided which extends away from the oscillating element 62 and runs through the field of action of a sensor device 68 when the oscillating element 62 oscillates, so that the effect exerted by the blade 61 on the capsule 11 of a bottle 10 can be detected. The sensor device 68 is connected to the electronic control unit 101.
Es ist selbstverständlich, daß in dem Fall, in dem die Sensoreinrichtung 68 keine Verschiebung des Schwanzstückes 67 erfaßt, d.h. wenn die Klinge 61 nicht auf die Kapsel 11 der Flasche 10 einwirkt, die elektronische Steuereinheit 101 einen Befehl zum Auswerfen des in der betreffenden Position vorhandenen Gegenstandes erzeugt, d.h. der Flasche, die nicht fehlerfrei ist, oder die keinen Stopfen oder keine Kapsel aufweist.It is obvious that in the case where the sensor device 68 does not detect any displacement of the tail piece 67, i.e. when the blade 61 does not act on the capsule 11 of the bottle 10, the electronic control unit 101 generates a command to eject the object present in the position in question, i.e. the bottle which is not faultless or which does not have a stopper or a capsule.
In dem Fall, in dem eine Flasche fehlt, stellt die elektronische Steuereinheit ferner alle stromabwärts liegenden Einrichtungen auf das Fehlen einer Flasche ein.In the event that a bottle is missing, the electronic control unit also adjusts all downstream devices to the absence of a bottle.
Die Arbeitsweise der Vorrichtungen läuft auf einfache und koordinierte Weise ab.The devices work in a simple and coordinated manner.
Der Motor 48 wird mit der elektronischen Steuereinheit 101 elektronisch gesteuert. Erforderliche Informationen, die die Größen der Flaschen und Kapseln betreffen, werden mit einem geeignet angepaßten Schlüsselwort in die Steuereinheit eingegeben, so daß die Motorgeschwindigkeit automatisch in Übereinstimmung mit den Größen variiert wird.The motor 48 is electronically controlled by the electronic control unit 101. Required information concerning the sizes of the bottles and capsules is entered into the control unit with a suitably adapted keyword so that the motor speed is automatically varied in accordance with the sizes.
Darüberhinaus steuert die Einheit 101 automatisch die Geschwindigkeit des Motors 48 mit einer Rate, die proportional zu der Drehgeschwindigkeit des Karussells 1 ist.Furthermore, the unit 101 automatically controls the speed of the motor 48 at a rate that is proportional to the rotational speed of the carousel 1.
Das Lösen der Betriebsgeschwindigkeit des Motors von der Drehgeschwindigkeit des Karussells ist eines der wesentlichen Prinzipien, nach denen die erfindungsgemäße Maschine arbeitet.The separation of the operating speed of the motor from the rotational speed of the carousel is one of the essential principles according to which the machine according to the invention works.
Eine einzelne Flasche 10 wird mit aufgesetztem Stopfen und aufgesetzter Kapsel zunächst auf einer Platte 21 der Scheibe 3 positioniert.A single bottle 10 with a stopper and a capsule attached is first positioned on a plate 21 of the disk 3.
Das Ende 44a des Schwingelementes 44, das in geeigneter Weise mit einem Lager befestigt ist, greift mit der Nockennut 45 ein. Aufgrund der relativen Gleitbewegung zwischen dem Ende des Schwingelementes und der Nockennut, die während der Drehung des Karussells 1 auftritt, bewegen sich das Ende 44b des Schwingelementes sowie die Stange 41 nach unten, so daß das becherförmige Kissen 27 auf die Kapsel 11 der Flasche 10 stößt.The end 44a of the oscillating element 44, which is suitably secured with a bearing, engages with the cam groove 45. Due to the relative sliding movement between the end of the oscillating element and the cam groove, which occurs during rotation of the carousel 1, the end 44b of the oscillating element and the rod 41 move downwards so that the cup-shaped cushion 27 abuts the capsule 11 of the bottle 10.
Das Absenken der Flasche, das in gleichem Maße wie die Verschiebung des Nockennut-Weges nach oben erfolgt, bewirkt zusammen mit der durch die pneumatische Betätigungseinrichtung 23 ausgeübten, nach oben gerichteten Kraft ein Zusammendrücken des Stopfens 12.The lowering of the bottle, which occurs to the same extent as the upward displacement of the cam groove path, together with the upward force exerted by the pneumatic actuating device 23, causes the stopper 12 to be compressed.
Die Übernahme der pneumatischen Betätigungseinrichtung 23, die mit dem Reglerventil 25 verbunden ist, ermöglicht die Erzeugung einer konstanten Kraft, die in keiner Verbindung mit der nach unten gerichteten Verschiebung der Platte 21 steht, und die unabhängig von der tatsächlichen Höhe der Flasche 10, der Kapsel 11 und des Gummistopfens 12, sowie der Härte des zur Herstellung des Stopfens 12 verwendeten Materials ist.The adoption of the pneumatic actuator 23, which is connected to the regulator valve 25, enables the generation of a constant force which is not related to the downward displacement of the plate 21 and which is independent of the actual height of the bottle 10, the capsule 11 and the rubber stopper 12, as well as the hardness of the material used to make the stopper 12.
Mit dem Sensor 26 wird geprüft, ob die Platte 21 abgesenkt ist und ob somit die Flasche 10 auf der Platte vorhanden ist, sowie ferner, ob die Flasche 10 eine Kapsel 11 und einen Stopfen 12 aufweist und fehlerfrei ist.The sensor 26 checks whether the plate 21 is lowered and thus whether the bottle 10 is present on the plate, and also whether the bottle 10 has a capsule 11 and a stopper 12 and is free of defects.
Anstelle des Sensors 26 kann auch eine andere Detektoreinrichtung oder ein Detektorsystem verwendet werden, die/das allgemein im Stand der Technik bekannt ist. Es reicht aus, wenn diese dem Zweck dienen, eine nach unten gerichtete Verschiebung der Platte zu erfassen, bei der es sich um eine für die Arbeitsweise der Maschine in Übereinstimmung mit dem angepaßten Arbeitsverfahren fundamentale Bewegung handelt.Instead of the sensor 26, another detector device or a detector system can be used, which is generally known in the art. It is sufficient if they serve the purpose of detecting a downward displacement of the plate, which is a fundamental movement for the operation of the machine in accordance with the working method adopted.
Aufgrund der Drehung des Karussells 1 wird die Flasche 10 in Richtung auf die Klinge 61 verschoben, die auf den unteren Rand der Kapsel 11 trifft und diesen unter den Wulst 13 der Flasche faltet.Due to the rotation of the carousel 1, the bottle 10 is displaced towards the blade 61, which strikes the lower edge of the capsule 11 and folds it under the bead 13 of the bottle.
Die axiale Rotation der Flasche ermöglicht eine Einwirkung der Klinge entlang des gesamten Umfangs des Kapselrandes.The axial rotation of the bottle allows the blade to act along the entire circumference of the capsule rim.
Die Kraft, mit der die Klinge 61 den Rand nach oben drückt, hängt von der durch die pneumatische Betätigungsrichtung 65 auf das Schwingelement 62 ausgeübten Wirkung ab. Die Montage der pneumatischen Betätigungseinrichtung 65, die mit dem Reglerventil 69 verbunden ist, ermöglicht die Erzielung einer konstanten, auf die Klinge 61 einwirkenden Kraft, die unabhängig von der tatsächlichen Position der unteren Fläche des Wulstes 13 ist.The force with which the blade 61 pushes the edge upwards depends on the action exerted on the oscillating element 62 by the pneumatic actuation device 65. The assembly of the pneumatic actuation device 65 connected to the regulator valve 69 makes it possible to obtain a constant force acting on the blade 61 which is independent of the actual position of the lower surface of the bead 13.
Auf diese Weise hängt die Stärke der auf den Kapselrand einwirkenden Kraft weder von der Höhe des Wulstes, noch von den Unterschieden der Höhe der unteren Fläche des Wulstes ab, die infolge von unterschiedlichen Härten des Materials, mit dem die Stopfen 12 hergestellt werden, auftreten.In this way, the strength of the force acting on the edge of the capsule does not depend on the height of the bead, nor on the differences in the height of the lower surface of the bead, which occur as a result of different hardnesses of the material from which the plugs 12 are made.
Das Schwanzstück 67 dient zusammen mit dem Sensor 68 zur Überprüfung, ob die Klinge 61 durch die Kapsel 11 der Flasche 10 berührt wurde und sendet folglich ein Signal zu der elektronischen Steuereinheit 101.The tail piece 67 serves together with the sensor 68 to check whether the blade 61 passes through the capsule 11 the bottle 10 has been touched and consequently sends a signal to the electronic control unit 101.
In dem Fall, in dem das Signal anzeigt, daß die Klinge nicht durch die Kapsel berührt wurde, wird die Flasche 10 aussortiert, da sie nicht der Norm entspricht oder eine Kapsel 11 fehlt.In the case where the signal indicates that the blade has not been touched by the capsule, the bottle 10 is rejected because it does not conform to the standard or a capsule 11 is missing.
Auch in diesem Fall kann der Sensor 68 sowie das Schwanzstück 67 durch andere geeignete Einrichtungen oder Systeme, die im Stand der Technik bekannt sind, ersetzt werden. Die wesentliche Bedingung ist, daß diese den Zweck erfüllen, eine nach unten gerichtete Verschiebung der Klinge 61 zu erfassen, was bedeutet, daß die Klinge auf die Kapsel auftrifft. Diese Tatsache ist ebenfalls von fundamentaler Bedeutung für die angepaßte Arbeitsweise der Maschine.In this case too, the sensor 68 and the tail piece 67 can be replaced by other suitable devices or systems known in the art. The essential condition is that they fulfill the purpose of detecting a downward displacement of the blade 61, which means that the blade hits the capsule. This fact is also of fundamental importance for the adapted operation of the machine.
Es soll betont werden, daß bei dem hier beschriebenen Beispiel die Bewegung, die das Einklemmen bzw. Erfassen der Flasche 10 bewirkt, durch die Stange 41, d.h. durch eine Bewegung von oben nach unten erreicht wird. Die erfindungsgemäße Kapsel-Aufsetzmaschine 100 arbeitet jedoch in gleicher Weise auch dann, wenn die Klemmbewegung durch die pneumatische Betätigungseinrichtung 23, d.h. von unten nach oben bewirkt wird. Es ist jedoch erforderlich, zur Begrenzung der nach oben gerichteten Verschiebung der Flaschen 10 eine feste Schulter vorzusehen.It should be emphasized that in the example described here, the movement which causes the bottle 10 to be clamped or gripped is achieved by the rod 41, i.e. by a movement from top to bottom. However, the capsule-applying machine 100 according to the invention also works in the same way when the clamping movement is caused by the pneumatic actuating device 23, i.e. from bottom to top. However, it is necessary to provide a fixed shoulder to limit the upward displacement of the bottles 10.
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