TWI355367B - Screwing and rolling head for the application of p - Google Patents

Description

1355367, 九、發明說明： .【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用以在具有螺纹化頸部之容器上施 用預螺紋化蓋子之螺轉及轉動頭。 【先前技術】

瓶子之預螺紋化蓋子具有由可變形金屬材料（例如鋁 或與其相似者）製成之一圓柱狀壁，在將蓋子螺轉於容器 之頸部上之後，其會受到轉動工具所進行之一種冷塑性變 形作業。此種轉動作業可將蓋子之一側壁的一環形部分靠 著位於螺紋基底之容器的頸部上之一環形槽而變形。 【發明内容】 本發明係關於一種設計以同時進行螺轉.及轉動操作之 頭。由文獻編號EP-A-1 5 19 89 1已知一種組合式之螺轉及 轉動頭，其具有申請專利範圍第1項之前言中所述之特 徵。由此文獻之解決方案可知，可將蓋子螺轉於容器之頸 部上的構件係可藉由在蓋子之上表面上的摩擦力而進行。 藉由摩擦力而將握持扭矩施加於蓋子會造成損害蓋子之上 表面的風險。特別是，一種已知類型的螺轉及轉動頭可能 有造成損害蓋子之上表面上刻印之文字及圖像的風險。 本發明之目的為提出一種組合式之螺轉及轉動頭，其 可用於施加預螺紋化蓋子，並將可克服先前技藝中之缺點。 根據本發明，可利用一種具有形成申請專利範圍第1 5 1355367. 項所述之特徵的螺轉及轉動頭來達成上述目的。 【實施方式】

參照第1及2圖，以元件符號1 0表示根據本發明之一 螺轉及轉動頭。頭10係用以將預螺紋化之蓋子12施加於 具有一螺紋化頸部之容器14(在闡明之實施例中，容器14 係由瓶子組成）上。預螺紋化之蓋子12本身為已知之類 型。該蓋子12包含一平面之上表面16及一實質圓柱狀之 側表面1 8。蓋子12包含：一外緣，其係由塑性可變形之 金屬材料製成的一薄層所形成；以及一螺紋化之内部插入 件，其可和容器14之頸部上的螺紋耦合。此類型之預螺紋 化蓋子12亦可擁有一圓盤形順應襯墊，其位於上表面16 下方之金屬外緣内。該襯墊係設計而按壓於容器14之頸部 的前緣。 螺轉及轉動頭10包含一第一支撐件20，其具有一嫘 旋運動，並在第1圖中以箭頭22表示。第一支撐件20之 螺旋運動係由頭10之縱長軸26方向的一直線移動（以雙 箭頭24表示之），以及沿著縱長軸26之一旋轉移動組成。 第一支撐件20包含一管狀心軸28，其可連接至致動裝置 (圖中未示），並設計以在第一支撐件20上授與螺旋運 動。此處未揭露致動裝置，因為其不屬於本發明之範圍。 可利用設計於施加螺紋化頂蓋之封蓋機領域中任何已知方 法來獲知該致動裝置。將心轴28之底端固定至一第一凸緣 30，其可在一徑向方向而相對於心軸28向外延伸》 6 1355367.

頭10包含一第二支撐件32，其可相對於第一支撐件 20而在縱長轴26之方向中移動，並固定於相對於第一支 撐件20之旋轉中。這表示圍繞轴26旋轉移動之第二支撐 件32係相對於第一支撐件20而固定，同時其可自由地在 轴26之方向中相對於第一支撐件20產生位移。可藉由延 伸而平行於縱長轴26之複數個導捍34得到第一支撐件20 及第二支撐件32間之連接。每一導桿34具有一底端及一 頂端，底端係固定至第二支撐件32，而頂端係可接合而使 得其能夠在第一支撐件20之凸緣30中的洞内滑動。頭10 包含複數個導桿34,其在一圓周方向中彼此相隔一距離設 放置。圖式_僅可看見其中之一導桿34。舉例而言，可提 供四個導桿34,其設置於彼此相距90度之一角度距離中。 彈性壓缩裝置係配置於第一支撐件20及第二支撐件 32之間，其傾向於推動第二支撐件32而使其遠離第一支 撐件2 0。參照第2及2 A圖，該彈性壓縮裝置可以為螺旋 壓縮彈簧36、38之形式，其係相對於個別導桿34而共轴 排列。一第一系列之彈簧3 6 (第2A圖）可施加一相對低 強度之力量。一第二系列之彈簧38(第2圖）可施加一相 對高強度之力量。僅在當第二支撐件32相對於第一支撐件 20之移動大於一預設閾值之後，第二系列之彈簧38才會 開始作用並產生相對高強度之力量。當第二支撐件32相對 於第一支撐件 20在一軸向方向中之相對移動小於該閾值 時，第二支撐件32僅會接受到彈簧36所產生之力（低強 度力量）。當第二支撐件32相對於第一支撐件20之軸向移 7 1355367‘ 動超過該閾值時，第二支撐件32受到之力量為彈簧36及 38產生之彈力的總和。舉例而言，彈簧36產生之低強度 力約為15公斤，而彈簧36及38產生之高強度力約為50 公斤。第二支撐件3 2可受到低強度力而產生3 -4公釐之初 始移動，且接.著受到高強度力而產生約12公釐之移動。如 下文將詳述，第一移動可用以進行蓋子之螺轉，且第二移 動可用以進行蓋子之轉動。

第二支撐件32包含一管狀套筒40及一凸緣42,該凸 緣42係固定至管狀套筒40並以一徑向方向由後者向外突 出。導桿34係固定至第二支撐件32之凸緣42。管狀套筒 40相對於頭10之縱長軸26而在第一支撐件20之方向共 軸延伸。第一支撐件20係支撐有一凸輪44，其相對於凸 緣30而固定。凸輪44朝向第二支撐件32延伸，且具有一 底端而可和管狀套筒40之頂端進行滑動接觸。 在套筒40及凸輪44二者中出現的肩部可限制第一支 撐件20及第二支撐件32間在縱長軸26方向中之最大位 移。 第二支撐件32之凸緣42係支撐有至少一振動臂46, 其可圍繞一橫向轴48而活節連接》振動臂46可在一非作 用位置及一作用位置間移動，且可在其底端支撐有一空轉 圓盤50，而用以帶動蓋子12之側壁18的轉動。振動臂46 包含一延伸部52，其可圍繞一第二軸54而活節連接並和 一壓縮彈簧56協同作用。振動臂46之延伸部52可支撐有 一惰輪58，其可和第一支撐件20之凸輪44協同作用。一 8

1355367. 壓縮彈簧59傾向將振動臂46推向其非> 用位置。可藉 彈簧56及59之作用而持續將振動臂56之惰輪58保持 凸輪44接觸。在較佳的情形中，頭10擁有二或多個振 臂46，其在一圓周方向中彼此相距一相等距離而設置， 個別具有一轉輪50。各個振動臂46皆可和相同之凸輪 協同作用" 頭10包含一用以螺轉蓋子之裝置60，其包含一管 轴62，且軸62係相對於頭10之縱長軸26而共軸設置 管狀軸 62係相對於第二支撐件 32而固定於一軸向方 中，且由第二支撐件32之管狀套筒40以一種可旋轉方 圍繞縱長轴26而支承之。在圖式闡明之具體實施例中， 狀轴62係藉由一對徑向軸承64及一對轴向轴承66而支 於管狀套筒40上。管狀軸62可藉由一扭矩限制器裝置 以旋轉方式連接至第二支撐件 32。在圖式闡明之實施 中，扭矩限制器裝置 6 8由包括可磁性地彼此耦合之二 70、72的一磁性離合器構成。.第一環70係相對於第二 撐件32之管狀套筒40而固定，且第二環72係相對於管 軸62而固定。螺轉於管狀軸62之螺紋化部分上的環型 帽74可調整二環70、72之間的轴向動作，以改變扭矩 制器裝置68之干預閾值。低於扭矩之一預設閾值（可藉 環型螺帽74調整此數值），軸62可固定於相對第二支撐 32之旋轉尹。當在第二支撐件32及管狀軸62之間轉移 扭矩超過扭矩限制器裝置68之干預閣值時，管狀軸62 自由地相對於第二支撐件32旋轉。 由 與 動 且 44 狀 〇 向 式 管 撐 68 例 環 支 狀 螺 限 由 件 的 可 9 1355367.

用於螺轉蓋子之裝置60包含一握持器76，其設置於 管狀轴62之底端。握持器76包含複數個搖臂78，其可圍 繞管狀轴62底端之個別橫向軸80而活節連接。搖臂7 8(例 如為三個搖臂）可在其底端包括有由彈性材料製成之塊 82,其具有圓柱形剖面且其圓周等於蓋子12之外圓周。搖 臂78與握持器76為一體成型，並可在一開啟位置及一關 閉位置間移動。搖臂78之頂端具有個別之徑向附屬物84， 其可和控制桿88底端的一凸輪部分86協同作用。將控制 桿88共軸地容設於管狀轴62内，且其能相對於管狀轴62 而在縱長軸26之方向中滑動。 一環形彈簧83可保持搖臂78之轴向附屬物84和凸輪 部分86接觸。 控制桿88之頂端可和一致動凸輪（圖中未示）協同作 用。一螺旋壓縮彈簧90可持續地將控制桿88向上推動： 基於此一原因，握持器7 6在正常情形下為關閉的。與控制 桿88相連之凸輪可對抗彈簧90之作用而將控制桿88向下 推動，導致在封蓋機之操作循環的預設步驟中可開啟握持 器76 » 握持器76連接至一安全性裝置92，其可防止握持器 76在容器14上缺乏蓋子12時關閉。該安全性裝置92包 含一環94，其圍繞搖臂78之外侧。環94可在頭10之縱 長軸 26的方向中而於一降低位置及一高起位置之間移 動。環94具有一環形槽96，當其在環94之高起位置時， 可用以容設形成於搖臂78之外側上的突起物98。安全性 10

1355367. 裝置92包含一中央觸針100，其藉由一橫向銷102 至環94。藉由具有低強度力量之彈簧104而將觸針 下推動。 頭10包含一定心構件106，其藉由一系列軸向 而固定至第二支撐件32。一支撐元件110係相對於 62而閒置，並固定至管狀轴62之底端，且設置在 形成握持器76之振動臂78之内側上。 下文將描述根據本發明之頭10的操作。 容器12本身係置放於頭10下方，且蓋子12係 器12之頸部但尚未螺轉入容器12中。首先，頭10 2圖所示之配置狀態下。在此種配置狀態中，握持I 於開啟位置，第二支撐件32位於和第一支撐件20 大距離之處，且支撐有轉輪50之振動臂46則處於 位置（向外分叉之位置）。 由上述配置狀態開始，第一支撐件2 0以螺旋運 移動。在此第一步驟中，第二支撐件32以一相對於 撐件20固定之方式移動。藉由扭矩限制器裝置68 狀軸62相對於第二支撐件32而固定。 第3圖顯示頭10接近蓋子12之步驟。支撐元 係支撐緊靠於蓋子12之頂端。蓋子12之上表面16 彈簧104之作用而將觸針100向上推動。觸針100 移動可將環94向上推動。在高起之位置中，環94 槽96位在對應於握持器76之搖臂78的外部突起辛 一位置中。在此位置中，握持器76係可關閉。安全 而固定 100向 柱108 管狀軸 相對於 插入容 處於第 i 10處 相距最 非作用 動向下 第一支 以將管 件110 可對抗 之向上 之環形 b 98之 性裝置 11 76 76

1355367. 92係具有若容器14上未存在有蓋子12時可防止握持器 關閉之目的。事實上，當缺乏蓋子12時，觸針100不會 向上推動，且搖臂78之突起物98會接觸環之内表面而 止握持器76之關閉移動。 在此時，如第4圖所示，往下推動控制桿88之凸輪 升高，而使得控制桿88在彈簧90之作用下向上位移。 制桿88之向上移動可控制握持器76之關閉。握持器 之塊82可握持蓋子12外表面之一部分》 之後，頭10可進行將蓋子12螺轉在容器14上之 作。在螺轉步驟的過程中，藉由僅由彈簧36提供之低強 彈性力而將握持器76向下推動，而此彈性力係作用於第 支撐件20及第二支撐件32之間。在螺轉操作結束時， 控制桿88相連之凸輪可控制握持器76之開啟（第6圖 第一支撐件20之向下移動的幅度大於螺轉之移動。 此，一旦完成螺轉步驟，會打斷管狀軸62及第二支撐 32之向下移動，然而第一支撐件20之向下移動會持續 行。如此一來，可在第二支撐件32上施加一強度較大之 量的第二彈簧38會被壓縮。一旦完成了螺轉移動，磁性 合器68開始滑動，而使得管狀軸62及握持器76仍保持 止，且同時第二支撐件32可圍繞管狀軸62旋轉。在本 驟中（如第5圖中所示），握持器76相對於蓋子12係為 止，且可利用一高強度之力量將之向下推動。此力量可 位於蓋子12内之可變形襯墊壓縮而緊靠容器之上緣。 在下一步驟中，轉動步驟開始。當蓋子12完全螺辋 被 防 係 控 76 操 度 與 ) 因 件 進 力 離 靜 步 靜 將 12 1355367, 並以高強度力量向下推動時’第—支撐件2〇之進一步向 移動可藉由&輪44而控制振動臂46之振動，振動臂 可使得轉輪和蓋子12之外壁接觸。第一支樓件2〇之進 步向下螺旋運動可產生第二支攆件32之單純旋轉移動， 時轉輪50係彈性地壓向蓋子12之外邊緣。轉輪5〇園繞 子12之轉動可對谷器上位於螺紋底部之相對應環形軸 内的蓋子產生一塑性變形。 在轉動步雜的尾端，第一支撐件2〇可向上位移，且 10係自動帶回第2圖之初始位置。 當容器14上缺乏蓋子12時，與握持器76相連之安 性裝置92除了防止握持器76關閉之外，亦可防止轉動 動。參照第2圖’當女全性裝置92之環94處於降低位 時，且在觸針1〇〇尚未將環抬高之情形中，振動臂46之 起物112可支撐於環94之外表面上。參照第3至6圖， 環94處於高起位置時，突起物112不會干擾環94，且 動臂46可位移至轉動位置。如此一來，可避免在欠缺蓋 12之情形下，直接在容器14上進行轉動而可能引起之 壞或損壞容器14之風險。 在轉動步靜的尾端，此種類型之頭可進行蓋子螺轉 一接續最終步驟。此外，由於頭之開啟及關閉係受到控希 因此，可能以開啟之握持器來實行轉動步驟，因而可進 步減低對蓋子上之印刻造成損害之可能性。 δ然在不損及本發明之原則的情形下，構造及具 實施例的細節可和此處所述非常不同，而不致恃離申請 下 46 同 蓋 環 頭 全 移 置 突 當 振 子 破 的 體 專 13 1355367. 利範圍界定之本發明之範圍。 【圖式簡單說明】 可由上文僅作為非限制性實施例之實施方式，並參照 附隨圖式而可更明白根據本發明之頭的特徵及優點，其中 圖式如下： 第1圖為一軸向剖面圖，闡明根據本發明之螺轉及轉 動頭；

第2圖為一軸向剖面圖，係以一種放大比例來闡明第 1圖之頭； 第2A圖為第2圖所示平面中無法看見之該頭的一部 分之細節；以及 第3、4、5及6圖闡明根據本發明之頭的操作順序。 【主要元件符號說明】 10 (螺轉及轉動）頭 12 蓋子 14 容器 16 上表面 18 側表面/側壁 20 第-支撐件 22 箭頭 24 雙箭頭 26 縱長軸 28 管狀心軸 30、 42 凸緣 32 第二支撐件 34 導桿 36、 38 彈簧 40 套筒· 44 凸輪 46 振動臂 48 橫向轴 14 1355367·

50 圓盤/轉輪 54 第二軸 58 惰輪 62 軸 66 軸承 70、 72、94 76 握持器 80 軸 83 彈簧 86 凸輪部分 90 彈簧 96 環形槽 100 觸針 104 彈簧 108 柱 112 突起物 延伸部 59 彈簧 裝置 轴承 扭矩限制器裝置/離合器 螺帽 搖臂 塊 附屬物 控制桿 安全性裝置 突起物 橫向銷 定心構件 支撐元件

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Claims (1)

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十、申請專利範園： I —種用以將預螺紋化蓋子施用在容器上之螺轉及轉 頭’包含： 一第一支撐件，.係設計而以一螺旋狀運動而移動’該 旋狀運動係由沿著一縱長轴之一直線移動，以及圍繞該 長軸之一旋轉移動组成； 一第二支撐件，其可相對於該第一支撐件而在該縱長 之方向中移動，並在相對於該第一支撐件之旋轉中固定 ，一用以螺轉蓋子之裝置，係固定於相對於該第二支樓 之一軸向方向，且可相對於該第二支撐件旋轉； 一扭矩限制器裝置，係連接於該用以螺轉蓋子之裝置 該第二支撐件之間，其中當低於扭矩之一預設閾值時’ 扭矩限制器裝置可使得該用以螺轉蓋子之裝置固定於相 於該第二支撐件之旋轉中，且在高於該預設閾值之一扭 的作用下，該扭矩限制器裝置可使得該用以螺轉蓋子之 置可相對於該第二支撐件旋轉； 至少一振動臂，其支撐有一轉動元件，且可圍繞一橫 軸而活節連接至該第二支撐件，該振動臂可在一作用位 及一非作用位置之間位移，且可和該第一支撐件所支撐 一凸輪致動構件協同作用；以及 第一彈性裝置’用以在螺轉該些蓋子之一步驟中，而 該第—支撐件及該第二支撐件之間施加一相對較低之軸 力；以及第二彈性裝置，其可在一轉動步驟中’在該第 動 螺 縱 韩 件 及 該 對 矩 裝 向 置 之 在 向 16 1355367. 支撐件及該第二支撐件之間施加一相對較高之軸 該螺轉及轉動頭之特徵在於該用以螺轉蓋子 含-握持胃，該握持器可在一開啟位置及一關閉 移動 且設計以沿著該些蓋子之一 側壁而握持該 而該握持器之開啟及關閉移動可由在—軸向方向 一控制桿所控制。 向力； 之裝置包 位置之間 些蓋子， 中移動之

2.如申請專利範圍第1項所述之螺轉及轉動頭 且該安全性 防止該握持 於該握持器係連接至一安全性裝置， 用以在一容器上不存在有一蓋子時， 3·如申請專利範圍第2項所述之螺轉及轉動頭， 於該安全性裝置可用以在一容器上不存在有一蓋 止該振動臂朝向該作用位置而位移。 # 4.如申請專利範圍第2或3項所述之螺轉及轉鸯 • 徵在於該安全性裝置包含一環，該環可在一轴向 - 一降低位置及一高起位置之間移動，且可連接至 該觸針係設計以支撐於一蓋子之一上表面上，且 和該蓋子接觸時，該觸針可將該環朝向該高起位 5·如申請專利範圍第4項所述之螺轉及轉動頭， 於該環具有一環形槽，該環形槽係設計以在該環 其特徵在 裝置係可 器關閉。 其特徵在 子時，防 卜頭，其特 方向而於 一觸針， 當該觸針 置位移。 其特徵在 之該尚起 17 1355367 位置時，可用以容設該握持器的外突起物。 6.如申請專利範圍第4項所述之螺轉及轉動頭，其特徵在 於該振動臂具有一突起物，該突起物係設計以在該環處於 該降低位置時，可用以支撐緊靠於該環之一外表面上。

7.如申請專利範圍第1項所述之螺轉及轉動頭，其特徵在 於該用以螺轉蓋子之裝置包含一管狀軸，而活節連接在該 管狀軸之一端係為形成該握持器之複數個搖臂。 8.如申請專利範圍第7項所述之螺轉及轉動頭，其特徵在 於連接至該握持器之該控制桿係共軸地設置於該管狀轴 内。

9.如申請專利範圍第8項所述之螺轉及轉動頭，其特徵在 於該第二支撐件包含一管狀套筒及一徑向凸緣，該徑向凸 緣係於一徑向方向而相對於該管狀套筒向外延伸，且該用 以螺轉蓋子之裝置的該管狀軸係共軸地設置於該管狀套筒 中 〇 10.如申請專利範圍第9項所述之螺轉及轉動頭，其特徵 在於該第一支撐件包含一徑向凸緣，其藉由複數個導桿而 連接至該第二支撐件之該徑向凸緣。 18 1355367 . 11.如申請專利範圍第10項所述之螺轉及轉動頭，其特徵 在於該第一及第二彈性裝置包含螺旋壓縮彈簧，其相對於 該些導桿而共轴排列。.

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