Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Verschliessen von Flaschen mit Hebelverschlüssen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen Verschliessen von Flaschen mit Hebelverschlüssen, insbesondere von Mineralwasser-, Limonaden-, Saftflaschen und dergleichen, vorzugsweise in Rundläufermaschinen.
Gegenüber Bügelverschlüssen unterscheiden sich die bekannten Hebelverschlüsse durch diagonal zu beiden Seiten des Flaschenhalses angebrachte Hebel teile, wobei ein aus Porzellan bestehender Jochbügel auf die Mündung aufklappbar und durch Niederdrük- ken eines Spannhebels mit Hilfe eines ösenbügels festspannbar ist.
Der Verschluss weist vier lose Teile auf, nämlich den Jochbügel und den Gelenkbügel, die im geöffne ten Zustand lose auf der einen Seite der Flasche herunterhängen, und den ösenbügel und den Spann hebel, die lose auf der anderen Seite der Flasche herunterhängen.
Das maschinelle Verschliessen solcher Verschlüsse mit den zahlreichen beweglichen Gliedern bereitet erhebliche Schwierigkeiten.
Zwar ist es bereits bekannt, Flaschen mit Bü gelverschlüssen maschinell zu verschliessen. Solche Maschinen sind jedoch zum Verschliessen von Hebel verschlüssen völlig ungeeignet. Bügelverschlüsse sind zudem am Flaschenmundstück auch im geöffneten Zustand nicht um die Mittelachse der Flasche ver- drehbar, weil die Bügelverschlüsse in lochartigen Vertiefungen des Flaschenmundstückes unverdreh- bar gelagert sind. Hebelverschlüsse sind dagegen mit ihrem Lagerring nur in die Lagerrille des Flaschen mundstückes meist lose eingelegt, so dass die Hebel verschlüsse im geöffneten Zustand meist leicht um die Flaschenachse drehbar sind; dadurch wird das Ausrichten erschwert.
Die Kräfte zum Verschliessen der Flaschen bzw. zum Aufsetzen und Niederdrük- ken der Verschlussteile sind unterschiedlich gross; und ebenso wie die Flaschen gewisse Grössenunter schiede aufweisen, ist dies auch bei den Verschlüssen der Fall. Die Verschlüsse werden auch häufig nicht exakt montiert oder beim Montieren oder beim oft maligen Gebrauch an der Flasche verbogen, wo durch das maschinelle Verschliessen weiter erschwert wird. Das Verfahren nach der Erfindung bezweckt, diese Schwierigkeiten beim maschinellen Verschlie ssen von Hebelverschlussflaschen zu beheben und das mühsame Verschliessen von Hand zu umgehen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass jeweils die am Flaschenhals lose herunterhängenden Verschlussteile, nämlich einer seits der ösenbügel und der Spannhebel, anderseits der Jochbügel mit dem Dichtgummi, beim Drehen der Flasche um ihre eigene Achse durch ein auf die Flasche abgesenktes, nach beendetem Ausrichten wieder angehobenes Verschliesswerkzeug ausgerichtet, anschliessend durch beiderseits der Flaschenbahn an geordnete, zwischen den Hals der Flasche und die Verschlussteile eingreifende,
räumlich gekrümmte Gleitbahnen nacheinander zunächst bis zur Waag rechten und dann weiter bis in die Senkrechte aufge hoben und nacheinander gegen die Mündung der Flasche umgeklappt werden, worauf durch das er neut abgesenkte Verschliesswerkzeug der Spannhebel des Verschlusses nach aussen geschwenkt und durch weiteres Absenken des Verschliesswerkzeuges ge spannt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durch führung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch über den Flaschenteller an Flaschengreifern mitgeführte, heb- und senkbare Werkzeuge zum Blockieren der Flasche am Jochbügel zwecks Ausrichtens und zum späteren Spannen des Verschlusses und durch auf beiden Seiten der Flaschenbahn sich erstreckende,
bis hinter die an den Flaschenhälsen lose herunter hängenden Verschlussteile greifende und bis über die Flaschenmündung allmählich aufgewölbte Verschluss- gleitbahnen. Das Verfahren kann sowohl auf einer Maschine mit gerader Flaschentransportbahn als auch auf einer Rundläufermaschine verwirklicht werden. Für grössere Stundenleistungen ist die Rundläufer maschine jedoch besser geeignet.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung sowohl das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise er läutert, als auch ein Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemässen Vorrichtung beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Flasche in der Ausrichtestation. Fig. 2 zeigt die ausgerichtete Flasche vor dem Einlauf in die Verschlussgleitbahnen.
Fig. 3 zeigt die Flasche während der Phase des Anhebens der Verschlussteile in die Waagrechte.
Fig. 4 zeigt die Flasche mit aufgesetzten Ver- schlussteilen vor dem Spreizen des Spannhebels.
Fig. 5 und 6 zeigen nacheinander den Vorgang des Spreizens und Spannens der Verschlussteile.
Fig. 7 zeigt die Betätigungsvorrichtung für das Verschliesswerkzeug.
Fig. 8 zeigt das Verschliesswerkzeug in grösserem Massstab, teilweise geschnitten.
Fig. 9 zeigt die Vorrichtung zum Aufheben und Aufsetzen der Verschlussteile im Grundriss.
Fig. 10 zeigt die Vorrichtung zum Aufheben und Aufsetzen der Verschlussteile im Aufriss.
Fig. 11 zeigt die einzelnen Arbeitszonen als Winkelbereiche einer Rundläufermaschine, und Fig. 12 zeigt einen Radialschnitt durch eine Rundläufermaschine.
Die Flasche 2 steht auf dem Flaschenteller 16 und wird von Flaschengreifern 15 gehalten. Der Flaschenteller 16 ist mit dem Drehtisch 47 (Fig. 12) fest verbunden, der über ein Getriebe 48 gegenüber dem feststehenden Maschinengehäuse über die Lager stelle 50 um die Maschinenachse 25 angetrieben wird. Auf dem Drehtisch 47 sind die Flaschengreifer 15 angeordnet und werden mit Hilfe einer Kurven scheibe 51 geöffnet bzw. geschlossen.
Oberhalb des aus dem Gehäuse 59 und dem Drehtisch 47 beste henden Maschinenunterteils ist das Maschinenober teil, das aus dem Steuertisch 54, der Steuerkurve 58, dem Stempelgehäuse 55 sowie den Mitnehmer- stäben 53 und den Ankerstäben 61 besteht, höhen verstellbar, damit Flaschen verschiedener Grösse ver arbeitet werden können. Die Rotationsbewegung des Maschinenoberteils um die Lagerstelle 50' wird über die Mitnehmerhülsen 52 des Maschinenunterteils be wirkt, in denen die Mitnehmerstäbe 53 des Maschi nenoberteils axial verschieblich angeordnet sind.
Die Höhenverstellung erfolgt über einen Spindelantrieb 85. Aus Fig. 12 ist zu ersehen, dass über den Flaschen 2, der das Verschliesswerkzeug 86 führende Stempel 89 über eine feststehende Kurvenbahn 90, gemäss Pfeilen 91, mit Hilfe der Steuerrolle 103 auf und ab bewegbar ist. Auf dem Steuertisch 54 ist ein mit Hilfe einer in der Steuerkurve 58 geführten Rolle 64 radial hin und her bewegbarer Blockierhebel 23 mit Kopfstück 23' vorgesehen, der sich gegen die ausgerichteten Drahthebelteile 11, 14 legt, damit das selbsttätige Verdrehen der ausgerichteten Ver- schlussteile verhindert wird.
In der Ausrichtestation (Fig. 1), entsprechend dem Sektor R in Fig. 11, sind die Flaschengreifer 15 geöffnet, und die Flasche 2 wird an den Geländer polstern 17 abgewälzt, so dass sie sich um ihre eigene Mittelachse 18 dreht. Die beiderseits an der Mündung der Flasche 2 herunterhängenden Ver- schlussteile, nämlich der Jochbügel 7, der Spann hebel 11 und der ösenbügel 14, rotieren dabei eben falls um die Flaschenachse 18, und der Jochbügel 7 gelangt dabei gegen den Arretierstab 22'. Dadurch wird die Rotationsbewegung der Flasche 2 gestoppt, und die Flasche ist ausgerichtet.
Durch den diametral zum Arretierstab 22' bei der Flaschenmündung ge haltenen Druckstab 88 des Werkzeuges 86 werden weder der Spannhebel 11 und der ösenbügel 14 noch der Jochbügel 7 arretiert, denn dieser Druckstab 88, der dem späteren Spannen (Fig. 5) des Verschlusses dient, ist entsprechend kürzer als der Arretierstab 22'.
Das Spannwerkzeug 86 (Fig. 8) wird an dem Stempel 89 jeweils über dem zugehörigen Flaschen teller 16 koaxial senkrecht auf und ab geführt. Eine Führungsstange 110' ist in dem Stempel 89 gegen Federdruck versenkbar.
Sobald das Ausrichten der Flaschen gemäss Fig. 1 beendet ist, wird der Stempel 89 nach oben angeho ben, und die Flasche 2 gelangt in die in Fig. 2 an gegebene Position. Das Geländer 17' weist keine Polster mehr auf. Die Flaschengreifer 15 haben die Flasche 2 fest erfasst, und der Blockierhebel 23' ist gegen die herunterhängenden Drahthebelteile, nämlich den Ösenbügel 1.4 und den Spannhebel 11, vorgeschoben und verhindert das selbsttätige Ver drehen der ausgerichteten Verschlüsse vor dem Ein lauf der Flasche in die Verschlussgleitbahnen 104, 105 (Fig. 3), die bis über die Mündung 1 der Flasche 2 aufgewölbt sind.
Der Jochbügel 7, der Spannhebel 11 und der Ösenbügel 14 sind in Fig. 3 bereits vom Hals der Flasche etwas nach aussen gegen die Waagrechte ausgeschwenkt und sind von der Gleitbahn 104 für den Jochbügel 7 und der Gleitbahn 105 für den Spannhebel 11 und den ösenbügel 14 hintergriffen. Die Gleitbahnen 104 und 105 sind ebenso wie das Geländer 17' am Maschinenumfang fest angeordnet, wozu der Träger 44 über die Flaschenbahn hin weggreift und die Gleitbahn 105 innerhalb des Dreh kreises der Rotationsmaschine hält.
Sobald die Ver- schlussteile 7, 11 und 14 auf die Mündung der Flasche 2 aufgesetzt sind (Fig. 4), sorgen die Halte feder 107 und die Niederdrückfeder 106 als Ver längerungen der Gleitbahnen 104 bzw. 105 dafür, dass die gemäss Fig. 4 aufgesetzten Verschlussteile 7, 11, 14 nicht vorzeitig zurückfallen und der Beginn der Spreizung des Spannhebels 11 und des Ösen bügels 14 noch unter Einwirkung von Spann- und Haltemitteln erfolgt. Das Mittelstück 100 berührt in Fig. 4 bereits den nach oben weisenden ösen- bügel 14.
Der Arretierstab 22' und der Druckstab 88 sind gegenüber der Hülse 102 noch in oberer Posi tion und stehen nur wenig über das aus der Hülse 102 herausragende Mittelstück 100 vor. Das Spann werkzeug 86 wird weiter nach unten geführt, so dass die Teile 11 und 14, d. h. der Spannhebel und der Ösenbügel, schliesslich gespreizt und in die in Fig. 5 gezeigte Stellung gelangen. Das Mittelstück 100 setzt sich auf den Jochbügel 7 und auch die Hülse 102 setzt sich kurz danach über das Mittelstück auf die Verschlussteile auf.
Beim weiteren Absenken des Stempels 89 (Fig. 6) gelangen der Arretierstab 22' und der Druckstab 88 jedoch weiter und weiter nach unten, und der Druckstab 88 kippt dabei den Spannhebel 11 in seine untere in Fig. 6 gezeigte Position. Anschliessend wird der Stempel wieder nach oben abgehoben, die Flasche 2 ist verschlossen, und das Werkzeug 86 kann zum Zwecke des Ausrichtens einer neu einlaufenden Flasche im entsprechenden Winkelbereich Q (Fig. 11) wieder nach unten abge senkt werden, entsprechend Fig. 1.
Die Hülse 102 bewirkt beim Ausrichtevorgang das Herunterdrücken sperrender Verschlussteile, so dass jeweils der Jochbügel 7, der Spannhebel 11 und der ösenbügel 14 beiderseits glatt am Flaschenhals 1 herunterhängen.
Der Antrieb des Stempels 89 und des mit ihm verbundenen Werkzeuges 86 einschliesslich des Arre- tierstabes 22' und des Druckstabes 88 ist in Fig. 7 dargestellt. Der Stempel 89 gleitet in dem mit dem Drehtisch 47 mitbewegten Stempelgehäuse 55, wäh rend die Steuerkurve 90 innerhalb eines feststehen den Ringes 90' am Umfang der Rundläufermaschine fest angeordnet ist. Die Steuerrolle 103 rollt in der Steuerkurve 90 und vermittelt so die Hubbewegung des Stempels 89.
Gemäss Fig. 8 ist die Steuerrolle 103 seitlich oben an dem Stempel 89 angeordnet, der gleichzeitig als Gehäuse für die Druckfeder 101 ausgebildet ist. Diese Druckfeder 101 drückt auf die Führungsstange 110', die mit dem blockartigen Mittelstück 100 ver bunden ist und lose durch die Hülse 102 geführt ist. Der untere Teil des Mittelstückes 100 kann ein Kugellager 111" aufweisen und kann sich um die Mittelachse 18 drehen. Die Hülse 102 gleitet un- verdrehbar aber axialverschieblich über bzw. auf dem Arretierstab 22' einerseits und dem Druckstab 88 anderseits.
Nach unten ist die Bewegung der Hülse durch Haltestifte 109' begrenzt. Beim Aus richten der Flasche kommt die Flaschenmündung gegen das blockartige Mittelstück 100. Die etwa seitlich abstehenden Verschlussteile werden von der Hülse 102 nach unten geklappt. Die Hülse 102 und das Mittelstück 100 sitzen dann auf der Flaschen- mündung auf, und die beiden Stäbe 22' und 88 gelangen beiderseits am Flaschenhals nach unten, wobei der Arretierstab 22' die Rotationsbewegung der Flasche 2 um die Mittelachse 18 in einer ge wünschten Stellung stoppt.
Infolge der Hülse 102, die die Flaschenmündung von aussen umfasst, und infolge des kugelgelagerten Mittelstückes 100, das in dieser Hülse verschiebbar ist, kann auch auf die Anordnung eines Zentrierdornes, der in die Flaschen mündung hineingreift, verzichtet werden. Mit dem gleichen Ausrichtwerkzeug 86 (Fig. 8) können gemäss Fig. 4 die aufgerichteten Verschlussteile gespreizt und in einer nachfolgenden Senkbewegung gespannt werden (Fig. 5).
Nach Fig. 9 und 10 weisen die Gleitbahnen 104, 105 zum Aufsetzen der Verschlüsse räumlich mehrfach gekrümmte Teile auf, die nachein ander das Hintergreifen der Verschlussteile, ihr Auf richten und Aufklappen bewirken. Die Gleitbahn 104 zum Umklappen des Jochbügels 7 muss dabei steiler ansteigen als die Gleitbahn 105 für den Spannhebel 11 und den ösenbügel 14, damit das Aufsetzen des Jochbügels 7 dem Aufrichten des Spannhebels 11 und des ösenbügels 14 zeitlich vorangeht.
Die Gleitbahn 104 zum Aufsetzen des Joch- bügels 7 ist gemäss den Fig. 9 und 10 jeweils in eine erste Teilbahn 104' und in eine zweite Teil bahn 104" unterteilt. Beide Teilbahnen 104' und 104" sind unabhängig voneinander gelenkig gela gert, wobei die Teilbahn 104' horizontal bewegbar und die Teilbahn 104" im wesentlichen vertikal be wegbar gelagert ist. Die Lagerstellen für die Teil bahn 104' sind die Gelenke 108. Ausserdem ist für diese Teilbahn eine Federung 109 vorgesehen.
Die Bewegung der Teilbahn 104' beim Einlauf einer Flasche in Richtung des Pfeils 110 ist im wesentli chen quer zu dieser Pfeilrichtung. Ein gutes An liegen der Gleitbahnen am Flaschenhals wird durch diese Ausbildung und Federung gewährleistet.
Die Bewegung der Teilbahn 104" wird über die Gelenke 111, 111' vermittelt. Diese Bewegung der Teilbahn 104" dient der Sicherung der aufgesetzten Verschlussteile, unabhängig von etwaigen Flaschen grössen und Differenzen. Die Gleitbahn 105 für den Spannhebel 11 und den ösenbügel 14 ist an dem Träger 44 angeordnet, der seinerseits am Geländer teil 17' am Aussenumfang der Maschine fest angeord net ist. Die Haltefeder 107, ebenso die Niederdrück- feder 106 dienen, wie auch in Fig. 4 dargestellt, der Sicherung der Verschlussteile bei der beginnenden Spreizung.
Die Teilbahn 104" wird schliesslich noch, wie aus Fig. 10 ersichtlich, durch die Belastungsfeder 112 gegen das Ende der Bahn zu etwas nach unten gedrückt, damit auch die Verschlussteile von Flaschen mit etwas zu geringer Höhe durch die Niederhalte feder 106 erreicht werden können. Bei Flaschen, die etwas höher als normal sind, vermittelt die Be lastungsfeder 112 den Ausgleich. Im übrigen sind die Gleitkurvenbahnen 104 und 105 zweckmässiger- weise gemäss den Fig. 9, 10 und 3 ausgebildet. Je nach Erfordernis kann dieser Kurvenverlauf auch abgeändert sein.
Von besonderer Bedeutung ist je doch die Teilung der Verschlussgleitbahnen, denn noch während eine Flasche die zweite Teilbahn 104" passiert, kann bereits eine neue Flasche in die Teil bahn 104' einlaufen, ohne dass Funktionsstörungen auftreten. Rückwirkungen sind infolge der Trennung und der besonderen Lagerungen nicht möglich. Dich tere Flaschenfolge und Leistungssteigerungen wer den dadurch erzielt. Grundsätzlich könnte auch die Gleitbahn 105 entsprechend der Gleitbahn 104 ge teilt sein, oder es könnten auch jeweils mehr als zwei Teilungen vorgesehen sein, dies aber nur, so weit besondere Umstände dies erfordern sollten.
Die einzelnen Phasen des Verschliessvorganges verteilen sich auf die Umlaufbahn 43 einer Rund laufmaschine gemäss Fig. 11. Auf die eingelaufene Flasche 2 wird das Verschliesswerkzeug im Sektor Q heruntergesenkt. Im Sektor R erfolgt das Ausrichten der Flasche gemäss Fig. 1. Im Sektor S erfolgt das Einführen der ausgerichteten Flasche in die Ver- schlussgleitbahnen gemäss den Fig. 2 und 3.
Im Sek tor T wird der aufgerichtete Verschluss gemäss Fig. 4 und 5 gespreizt, anschliessend in Sektor U gemäss Fig. 6 gespannt, worauf sich im Sektor V das Spannwerkzeug 86 wieder nach oben bewegt und die nunmehr verschlossene Flasche aus der Maschine in bekannter Weise herausgelangt.
Danach kann der Zyklus von neuem beginnen.