DE69402772T2 - Vorrichtung zum Zentrieren und Anbringen von Siegelkapseln auf Flaschen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Zentrieren und Anbringen von Siegelkapseln an Flaschen, die Wein, Spirituosen bzw. allgemein Getränke enthalten.
• Bekanntlich werden nach dem Abfüllen Siegelkapseln am Flaschenhals angebracht, die den Verschluß bedecken und ein Siegel zur Sicherung des Flascheninhaltes bilden.
• Typischerweise bestehen derartige Kapseln aus einem wärmeschrumpfbaren Polymermaterial oder aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen und werden an der Flasche so angebracht, daß sie sich eng an den Flaschenhals anschmiegen. Bei Kapseln aus Polymermaterial nutzt man die Wärmeschrumpfeigenschaften des Materials, um die Kapseln durch Hitzeeinwirkung auf die Flaschen aufzuschrumpfen. Bei Metallkapseln wird die Kapsel am Flaschenhals angebracht, indem man Längsfalze an der Kapsel bildet, die dann an den Flaschenhals angedrückt bzw. an diesem flachgedrückt werden.
• Da derartige Kapseln im allgemeinen eine Beschriftung und/oder Abbildungen und dergleichen tragen, müssen im letzteren Fall die Falze in den Zwischenräumen zwischen aufeinanderfolgenden Beschriftungen bzw. Abbildungen angebracht werden, um diese nicht zu überdecken. Die Flasche mit der auf den Hals aufgesetzten Kapsel wird daher zunächst bezüglich einer auf die Kapsel aufgedruckten farbigen Markierung, auch als "Markierungspunkt" bezeichnet, ausgerichtet und dann zu den Stationen weitergeleitet, in denen die Falze gebildet und flachgedrückt werden.
• Bei herkömmlichen Kapselanbringungsvorrichtungen werden die Kapseln gegenwärtig mittels einer Vorrichtung ausgerichtet und angebracht, die eine Karussellscheibe mit einer Vielzahl motorgetriebener, drehbarer Platten zum Tragen der Flaschen und eine Reihe von oberhalb der Flaschen angeordneten Bearbeitungsköpfen zum Bilden und Flachdrücken der Falze hat. Während der Drehung der Karussellscheibe gelangt jede der Flaschen mit der darauf aufgesetzten anzubringenden Kapsel in das Sichtfeld einer optischen Leseeinrichtung, typischerweise einer Fotozelle, und die entsprechende die Flasche tragende Platte wird solange gedreht, bis die Leseeinrichtung den auf die Kapsel aufgedruckten Markierungspunkt erfaßt und die Platte anhält, so daß die Flasche ausgerichtet ist und an die nachfolgenden Arbeitsstationen zum Bilden und Flachdrücken der Falze weitergeleitet werden kann.
• Aus der EP-A-0 052 045 ist eine Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum automatischen Verschließen und Etikettieren von Flaschen bekannt. Diese Maschine hat ein Magazin zum Zuführen der Verschlüsse, eine Endlosförderkette zum Führen der Flaschen, eine archimedische Schraube zum Steuern der Geschwindigkeit und eine Endlosförderkette zum Abtransport der Flaschen. Die Maschine hat ferner eine Eingangs- und eine Ausgangskreuzung, ein Karussell, an dem ein Träger angeordnet ist, sowie oberhalb des Trägers Verschlußköpfe, in denen eine mit einer Unterdruckquelle verbundene Düse koaxial zu den Verschlußköpfen vertikal bewegbar montiert ist, eine Etikettiervorrichtung, eine Gegen-Etikettiervorrichtung und Walzen zum Glattstreichen der Etiketten. Zwischen der Eingangs- und der Ausgangskreuzung ist eine Ausrichtvorrichtung angeordnet, die eine Plattform umfaßt, welche an einem feststehenden Zapfen drehbar gelagert ist und fünf Gruppen von Ausrichtelementen trägt. Jedes Ausrichtelement enthält einen Verschlußträger, eine Kupplungsbremsanordnung und eine Fotozelle. Die Plattform dreht sich über einer feststehenden Säule und wird von demselben Motor angetrieben wie das Karussell und die Etikettiervorrichtung. Die Kupplungsbremse hat einen Zapfen mit einem daran angeordneten Zahnrad, das mit einem großen, mit der feststehenden Säule fest verbundenen Zahnrad in Eingriff steht. An dem Zapfen sind zwei Elektromagnete angeordnet, mittels derer ein Zahnkranz zur Drehung angetrieben oder abgebremst und angehalten werden kann. Der eine Elektromagnet sorgt für den Antrieb des Zahnrades und wird von einem Induktionsaufnehmer gesteuert, der die Anwesenheit eines Verschlusses auf dem Träger erfaßt, während der andere Elektromagnet für das Abbremsen des Zahnrades zuständig ist und von der Fotozelle gesteuert wird. An der Basis des Trägers ist ein Zahnkranz angeordnet, der mit dem Zahnkranz der Kupplungsbremsanordnung in Eingriff steht.
• Diese herkömmlichen Vorrichtungen zum Ausrichten und Anbringen von Kapseln haben eine Reihe von Nachteilen, nämlich vor allem die geringe Geschwindigkeit des Arbeitszyklus, den relativ komplizierten Aufbau aufgrund der verschiedenen Motoren zum Betätigen der Trägerplatten, sowie die geringe Zuverlässigkeit bei der Zentrierung aufgrund der begrenzten Zeit, die der optischen Leseeinrichtung zum Ablesen zur Verfügung steht, und aufgrund der Trägheit der Flasche, welche ein sofortiges Anhalten der Platte und somit eine korrekte Ausrichtung der Flasche bezüglich der Achse der Leseeinrichtung verhindert.
• Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen darin, diese und weitere Nachteile zu beseitigen. Innerhalb dieser allgemeinen Aufgabenstellung ist es ein wichtiges Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung des genannten Typs zum Zentrieren und Anbringen von Siegelkapseln aus Metall anzugeben, die im Aufbau wesentlich vereinfacht ist, hohe Produktionszyklusgeschwindigkeiten ermöglicht, bei der Zentrierung der Kapseln äußerst zuverlässig arbeitet und niedrige Herstellungs- und Betriebskosten hat.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Hinblick auf diese Aufgabe und diese und weitere Ziele eine Vorrichtung zum Zentrieren und Anbringen von Siegelkapseln zur Verfügung gestellt, die die in den beigefügten Ansprüchen angegebenen Merkmale aufweist.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt im wesentlichen eine Karussellscheibe, die sich mit konstanter Geschwindigkeit dreht und eine Vielzahl von mit einem vorbestimmten Teilungswinkel voneinander beabstandeten Platten hat, die frei drehbar sind und jeweils eine zu bearbeitende Flasche tragen. Oberhalb der Karussellscheibe sind Bearbeitungsköpfe angeordnet, die zum Ausrichten der Kapseln, zum Bilden der Falze bzw. zum Flachdrücken der Falze dienen und denselben Winkelabstand voneinander haben wie die Platten. Die Bearbeitungsköpfe sind an einem Träger angeordnet, der translatorische Vor- und Zurück-Schwenkbewegungen ausführt, wobei der Schwenkweg gleich dem Winkelabstand der Platten ist, sowie vertikale Auf- und Abbewegungen durchführt, um die Köpfe aus einer Bereitschaftsposition in eine aktive Position zu bewegen und umgekehrt. In der abgesenkten aktiven Position führen die Bearbeitungsköpfe während der Vorwärtsschwenkbewegung des Trägers ihren Arbeitszyklus aus, indem sie sich mit derselben Winkelgeschwindigkeit bewegen wie die Karussellscheibe, und werden am Ende dieser Vorwärtsbewegung angehoben, um die Rückschwenkbewegung auszuführen.
• Der Ausrichtkopf bzw. die Ausrichtköpfe sind motorgetrieben und haben jeweils eine drehbare Andruckscheibe, die in der aktiven Position die darunter angeordnete, mit der Andruckscheibe in Eingriff stehende Flasche dreht. Mit dem Ausrichtkopf bzw. den Ausrichtköpfen wirkt jeweils eine optische Leseeinrichtung zusammen, die jeder Flasche entlang der gesamten Vorwärtsdrehbewegung der Karussellscheibe folgt und die Drehung der Andruckscheibe des Kopfes steuert, wobei sie diese anhält, wenn die Bezugsmarkierung an der Kapsel mit der jeweiligen optischen Leseeinrichtung in Ausrichtung ist.
• Weitere Merkmale, Nutzen und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, wobei lediglich Beispiele gegeben werden sollen, die nicht beschränkend zu verstehen sind. Es zeigen:
• Figur 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• Figur 1a eine vergrößerte Ansicht eines Details aus Figur 1,
• Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Figur 1,
• Figur 3 einen vergrößerten schematischen Schnitt in der Ebene III-III gemäß Figur 1.
• In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein die Vorrichtung zum Zentrieren und Anbringen von Kapseln an Flaschen B, die aus stromaufwärts gelegenen Abfüllstationen kommen und jeweils mit einer Kapsel C versehen sind, die lose auf dem Flaschenhals aufsitzt.
• Die Vorrichtung 10 enthält im wesentlichen eine Karussellscheibe 11, die sich mit konstanter Geschwindigkeit dreht und von einer ersten vertikalen Hohlwelle 11a angetrieben wird, die ihrerseits von einem Getriebemotor angetrieben wird, der im Fuß (nicht dargestellt) der Kapselanbringungsvorrichtung angeordnet ist. Die Karussellscheibe 11 hat eine Vielzahl von Platten 12, die mit einem vorbestimmten Teilungswinkel "p" voneinander beabstandet sind. Jede der Platten ist über Lager 13 frei drehbar an einem Träger 13a montiert, der starr mit der Karussellscheibe 11 verbunden ist, und wird von einem Bremsring mit Reibungskupplung leicht abgebremst. Eine zweite massive vertikale Welle 14 ist koaxial zur Hohlwelle 11a angeordnet und wird abwechselnd in die eine und dann in die andere Richtung gedreht, um eine Vorwärtsdrehung bzw. eine Rückwärtsdrehung auszuführen, deren winkelmäßige Ausdehnung gleich dem Winkelabstand "p" der Platten 12 oder gleich einem Vielfachen davon ist.
• Die Welle 14 führt darüber hinaus auch axiale Bewegungen aus, um jeweils am Ende einer Vorwärts- und einer Rückwärtsdrehung eine Anhebungs- bzw. eine Absenkbewegung auszuführen. Die Welle 14 wird über eine an sich bekannte Nockenvorrichtung (nicht dargestellt) zur Drehung und zur axialen Bewegung angetrieben. An einem Gewindeabschnitt 14a der Welle 14 ist ein beweglicher Träger 15 angeordnet, der mittels eines Handhebels 15a vertikal verstellbar ist. Am beweglichen Träger 15 ist mindestens eine Gruppe von drei Bearbeitungsköpfen 16, 17, 18 angeordnet. Diese führen translatorische Vor- und Zurück-Schwenkbewegungen sowie vertikale auf- und absteigende Bewegungen aus, die den Drehbewegungen und axialen Bewegungen der Welle 14 entsprechen. Die vertikale Achse der Köpfe schneidet die von den Mittelpunkten der Platten 12 durchlaufene Kreisbahn.
• Die Bearbeitungsköpfe sind ebenfalls mit einem Teilungswinkel "p" voneinander beabstandet, der gleich dem Winkelabstand der Platten 12 ist, und führen nacheinander jeweils die Bearbeitungsschritte zum Ausrichten der Kapseln, zum Bilden von Falzen bzw. zum Flachdrücken der Falze aus. Vorzugsweise sind die Köpfe 16, 17 und 18 paarweise angeordnet, um gleichzeitig zwei Flaschen zu bearbeiten. Demgemäß hat der Träger 15 drei Bearbeitungskopfpaare, wobei jeweils zwei Köpfe identisch sind und dem Ausrichten, dem Bilden von Falzen bzw. dem Flachdrücken der Falze dienen, und der Träger 15 führt eine translatorische Vorwärtsbewegung aus, deren winkelmäßige Ausdehnung "P" dem zweifachen Winkelabstand "p" der Platten 12 entspricht.
• Jeder Bearbeitungskopf 16 zum Ausrichten der Kapseln hat eine Andruckplatte 19, die vorzugsweise mit einem Elastomermaterial beschichtet und am Ende einer Nutenwelle 20 angeordnet ist, auf die ein Gewicht 21 einwirkt. Die Welle 20 ist axial in einer Antriebsbuchse 22 (Figur 1a) verschiebbar, mit dieser jedoch drehmomentübertragend gekoppelt. Die Antriebsbuchse 22 ist mittels entsprechender Lager frei drehbar in einem Träger 23 aufgenommen und hat eine Riemenscheibe 24, die über einen Transmissionsriemen 25 von einem Schrittmotor 26 angetrieben wird. Die Riemenscheibe 24 und der Riemen 25 sind vorzugsweise gezahnt.
• Die Bearbeitungsköpfe 17, 18 zum Bilden bzw. zum Flachdrücken der Falze sind vom bekannten druckluftbetätigten und kuppelförmigen Typ und haben einen kuppelförmigen Träger 27, in dem eine Elastomerhülle 28 aufgenommen ist, auf die ein Druckfluid einwirkt und deren Innenseite abhängig von dem vom jeweiligen Bearbeitungskopf 17 oder 18 ausgeführten Bearbeitungsschritt so geformt ist, daß sie Falze an der Kapsel C ausbildet oder diese flachdrückt.
• Die Bearbeitungsköpfe 17 und 18 haben ferner jeweils einen Andrücker 190, der jedoch nicht von einem Motor angetrieben wird und auf den lediglich ein Gewicht 210 einwirkt.
• Bearbeitungsköpfe wie die mit 17 und 18 bezeichneten zum Bilden und Flachdrücken der Falze sind in dem älteren italienischen Patent Nr. 1 160 564 und dem älteren italienischen Gebrauchsmuster 197 131 der Anmelderin beschrieben.
• Mit den Bearbeitungsköpfen 16 wirkt jeweils eine bewegliche optische Leseeinrichtung 29-30 zusammen, die starr mit der Scheibe 15 der Bearbeitungsköpfe vor- und zurückgeschwenkt wird, wobei sie jeder Flasche entlang der gesamten Vorwärtsschwenkbewegung folgt. Jede der Leseeinrichtungen 29-30 enthält eine Fotozelle, die die Drehung des Motors 26 steuert, welcher die Andruckscheibe 19 des jeweiligen Kopfes 16 antreibt, und die den Motor anhält, wenn eine auf die Kapsel C aufgedruckte Bezugsmarkierung T in Ausrichtung mit der jeweiligen optischen Leseeinrichtung ist. Die oben erwähnte leichte Bremswirkung auf die Platten 12 ermöglicht ein Abstoppen der Drehung der Flasche B in genauer Ausrichtung mit der optischen Leseeinrichtung.
• Wie in Figur 3 deutlich zu erkennen ist, sind die Leseeinrichtungen 29-30 jeweils starr, jedoch verstellbar, mit dem Ende eines radialen Trägerarmes 31-32 verbunden. Mit dem anderen Ende sind die Arme jeweils starr an einer Strebe 33 befestigt, die ihrerseits mittels eines Bolzens 34 starr mit einer vertikalen Haltestange 35 verbunden ist. Die Stange 35 ist starr mit einem Reif 36 verbunden, der frei drehbar an der Hohlwelle 11a angeordnet ist. Der Reif 36 hat einen radialen Fortsatz 36a mit einem Loch 37, durch das eine Stange 38 geführt ist, die relativ zum Reif 36 gleitend verschiebbar ist und diesen zur Drehung antreibt.
• Wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, ist das obere Ende der Betätigungsstange 38 starr mit einem horizontalen Schwenkarm 39 verbunden, der starr mit der Welle 14 verbunden ist und deshalb dieselben Drehbewegungen ausführt wie die Welle, wobei er die optischen Leseeinrichtungen 29-30 während des Vor- und Zurückschwenkens starr mit dem Träger 15 verbindet. Die vertikalen Bewegungen der Welle 14 sind dabei nicht relevant, da die Zugstange 38 relativ zum Reif 36 gleitend verschiebbar ist.
• Selbstverständlich können, ohne dabei die Grundidee der Erfindung zu verändern, technische Einzelheiten und Ausführungsformen gegenüber den hier beschriebenen und dargestellten, nicht beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen erheblich abgeändert werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen lediglich der besseren Verständlichkeit.
• Sofern technische Merkmale in einem Anspruch mit einem Bezugszeichen versehen sind, dient dies ausschließlich dem Zweck, das Verständnis der Ansprüche erleichtern. Die Bezugszeichen schränken demnach den Umfang eines solchen lediglich beispielhaft mit einem Bezugszeichen bezeichneten Elementes nicht ein.

Claims (9)

1. Vorrichtung (10) zum Zentrieren und Anbringen von Siegelkapseln (C) auf Wein oder allgemein Getränke enthaltenden Flaschen (B), mit einer Karussellscheibe (11), die mit konstanter Geschwindigkeit drehbar ist und eine Vielzahl von Platten (12) zum Tragen der zu bearbeitenden Flaschen hat, wobei die Platten mit einem vorbestimmten Teilungswinkel (p) entlang des Randes der Scheibe voneinander beabstandet sind, mit mindestens einer Gruppe von Bearbeitungsköpfen (17-18), die an einem Träger (15) angeordnet sind, welcher vertikale Bewegungen und translatorische Vor- und Zurück-Schwenkbewegungen ausführt, wobei der Schwenkweg gleich dem Winkelabstand der Platten oder ein Vielfaches davon ist, und wobei zwei der Köpfe für das Bilden von Falzen an den Kapseln bzw. für das Flachdrücken der Falze vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatten frei drehbar sind, daß die bzw. eine jede Gruppe von Bearbeitungsköpfen einen dritten Bearbeitungskopf (16) zum Ausrichten der Kapseln vor dem Bilden und Flachdrücken der Falze hat, und daß Antriebsmittel (19-26) mit dem Ausrichtkopf bzw. den Ausrichtköpfen verbunden sind, um die jeweilige, auf der Platte (12) angeordnete Flasche mit ihrer Kapsel zu drehen, nachdem der Ausrichtkopf auf die Flasche aufgesetzt wurde, wobei die Antriebsmittel einen Elektromotor für jeden Ausrichtkopf umfassen, und daß eine optische Leseeinrichtung (29-30) vorgesehen ist, die sich starr mit dem Bearbeitungskopf-Träger (15) bewegt, wobei die Leseeinrichtung dazu ausgebildet ist, den Motor der jeweiligen Ausrichtköpfe (16) anzuhalten, wenn eine auf die Kapsel aufgedruckte Bezugsmarkierung (T) sich in Ausrichtung mit ihr befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Gruppe von drei Bearbeitungskopfpaaren (16, 17, 18) hat, wobei jeweils zwei Köpfe identisch sind, und daß jedes Kopfpaar nacheinander die jeweiligen Arbeitsschritte zum Ausrichten der Kapseln, zum Bilden der Falze und zum Flachdrücken der Falze gleichzeitig an zwei Flaschen ausführt, wobei der Bearbeitungskopf-Träger (15) translatorische Vor- und Zurückbewegungen ausführt, deren winkelmäßige Ausdehnung (P) zweimal so groß ist wie der Teilungswinkel (p), mit dem die Platten (12) beabstandet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsköpfe (16, 17, 18) mit einem Teilungswinkel (p) voneinander beabstandet sind, der gleich dem Teilungswinkel ist, mit dem die Platten (12) voneinander beabstandet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtungs-Bearbeitungsköpfe eine Andruckscheibe (19) haben, die am Ende einer Nutenwelle (20) angeordnet ist, auf die ein Gewicht (21) einwirkt und die mittels einer Betätigungsbuchse (22), die von einem Schrittmotor (26) über einen Transmissionsriemen (25) angetrieben wird, drehbar ist, wobei die Welle (20) in axialer Richtung relativ zur Betätigungsbuchse (22) gleitend verschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (15) für die Bearbeitungsköpfe (16, 17, 18) vertikal bewegbar ist, um die Köpfe aus einer angehobenen Rückstellposition in eine abgesenkte Position für eine aktive translatorische Bewegung und wieder zurück zu verstellen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karussellscheibe (11) von einer Hohlwelle (11a) angetrieben ist, in der eine massive Welle (14) frei gleitend und drehbar aufgenommen ist, die den beweglichen Träger (15) für die Bearbeitungsköpfe (16, 17, 18) trägt und bewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Leseeinrichtung (29, 30) Fotozellen enthält, die jeweils verstellbar an radialen Trägerarmen (31, 32) gelagert sind, die sich starr mit dem Träger (15) für die Bearbeitungsköpfe (16, 17, 18) bewegen und dabei entsprechende Vor- und Zurückbewegungen ausführen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (31, 32), an denen die optische Leseeinrichtung (29, 30) angeordnet ist, starr mit einem Reif (36) verbunden sind, der frei drehbar an der Welle (11a) zum Bewegen der Karussellscheibe (11) gelagert ist, und daß der Reif (36) mittels einer Betätigungsstange (38), die sich durch einen Fortsatz am Reif erstreckt, von einem horizontalen Schwenkarm (39) gedreht wird, der drehfest mit der Welle (14) verbunden ist, die den Träger (15) für die Bearbeitungsköpfe (16, 17, 18) trägt und bewegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungsköpfe (17, 18) zum Bilden und Flachdrücken der Falze der Kapseln vom druckluftbetätigten Typ sind und einen kuppelförmigen Träger (27) haben, in dem eine Elastomerhülle (28) aufgenommen ist, auf die ein Druckfluid einwirkt.