DE69500647T2 - Anrollkopf zum Anrollen von Kapseln auf Flaschen im allgemeinen - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Walzkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Anbringen von Siegelkapseln an Flaschen, die Wein, Spirituosen oder allgemein Getränke enthalten.
• Bekanntlich können Siegelkapseln aus wärmeschrumpfbarem oder formbarem Material, z.B. Polymermaterial mit aus Metallpulver bestehenden Füllstoffen, oder aus Metall oder duktilen Metallegierungen hergestellt werden.
• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Walzkopf zum Anbringen von Kapseln des zweiten Typs. Mittels einer Vielzahl von am Walzkopf vorgesehenen Andruckwalzen, die an der Kapsel entlangrollen und darauf einen radial gerichteten Druck ausüben, während der Kopf sich den Flaschenhals entlang bewegt, damit die Walzen auf die gesamte Kapsel einwirken können, werden die Kapseln eng an den Flaschenhals angedrückt, wobei sie sich eventuell vorhandenen Erhebungen oder Wülsten bzw. Unterschneidungen anschmiegen.
• Bei bekannten drehbaren Walzköpfen des angegebenen Typs, vgl. FR-A-2259047, sind die Andruckwalzen jeweils am Ende schwenkbarer Träger angeordnet, die in einem Bündel entlang eines drehbaren Hohlkörpers des Kopfes angeordnet sind, in den der Flaschenhals eingeführt wird, und die am oberen Ende des drehbaren Körpers angelenkt sind.
• Mit dem Bündel aus schwenkbaren Trägern wirken zwei oder mehr Elastomerringe zusammen, die die Träger elastisch zusammendrängen, so daß eine entsprechende radiale federnde Kraft auf die Andruckwalzen ausgeübt wird.
• Der von der Walzen auf die Kapsel ausgeübte Druck kann verändert werden, indem man die Ringe in verschiedener Höhe anordnet und/oder indem man sie auf unterschiedliche Weise voneinander beabstandet anordnet.
• Derartige bekannte Walzköpfe haben mehrere Nachteile. Der Hauptnachteil besteht darin, daß sie gegenüber dem Einfluß der Fliehkraft relativ empfindlich sind.
• Aufgrund der beträchtlichen Masse der Träger der Andruckwalzen neigt nämlich das Trägerbündel unter dem Einfluß der Fliehkraft dazu, auseinanderzustreben, wobei die Wirkung der Elastomerringe deutlich abgeschwächt wird und sich entsprechend auch die Wirkung der Andruckwalzen auf die Kapsel deutlich verringert, so daß diese nicht einwandfrei am Flaschenhals anliegt. Die Drehgeschwindigkeit des Kopfes muß somit beträchtlich gesenkt werden, so daß sich dessen Leistung, gemessen in der Zahl der pro Zeiteinheit angebrachten Kapseln, entsprechend verringert.
• Ein weiterer Nachteil der bekannten Walzköpfe liegt in der Schwierigkeit, die von den Elastomerringen auf die Andruckwalzen ausgeübte Kraft richtig einzustellen und diese Einstellung dann beizubehalten, weshalb es schwierig ist, den Kopf an die Bearbeitung von Kapseln unterschiedlichen Typs und unterschiedlicher Beschaffenheit anzupassen und/oder eine Produktion iait einer konstant hohen Qualität zu gewährleisten.
• Die Walzköpfe haben ferner einen Andruckstößel, der unter der Einwirkung elastischer Mittel axial gleitend in einer Buchse aufgenommen ist, die den drehbaren Körper trägt, der dazu ausgebildet ist, die Flasche aufzunehmen, wobei der Andruckstößel die Aufgabe hat, zum einen die Kapsel während des Walzens festzuhalten und zum anderen das Ausstoßen der Flasche nach dem Walzvorgang zu unterstützen. Bei den bekannten Walzköpfen wirken auf diesen Stößel eine Vielzahl von Federn ein, wobei diese Anordnung im Aufbau kompliziert, kostspielig und schwer verstellbar ist, was sowohl unter dem funktionellen Gesichtspunkt als auch unter dem Gesichtspunkt der Komplexität der Verstellvorgänge weitere Nachteile mit sich bringt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese und weitere Nachteile bekannter Walzköpfe zu überwinden. Innerhalb dieser allgemeinen Aufgabenstellung besteht ein wichtiges Ziel darin, einen drehbaren Walzkopf anzugeben, der im Hinblick auf seine weitgehende Unempfindlichkeit gegenüber dem Einfluß der Fliehkraft eine Verbesserung darstellt, wodurch einerseits ein einwandfreies Anbringen der Kapseln gewährleistet ist und andererseits die Drehgeschwindigkeit des Kopfes beträchtlich erhöht (sogar verdoppelt) werden kann, so daß die Leistung, die wie oben angegeben definiert ist, beträchtlich zunimmmt.
• Ein weiteres wichtiges Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Walzkopf anzugeben, bei dem die von der Vielzahl von Andruckwalzen auf die zu bearbeitende Kapsel ausgeübte elastische Wirkung auf einfache Weise, äußerst exakt und für alle Walzen gleichzeitig verändert werden kann, und bei dem es ferner möglich ist, die Spannung der einzelnen Federn exakt einzustellen.
• Die Erfindung strebt als weiteres wichtiges Ziel die Verbesserung des Aufbaus und der Anordnung der zur Betätigung des Andruckstößels dienenden elastischen Mittel an, um die Funktionalität dieser Mittel zu erhöhen und den Verstellvorgang zu vereinfachen.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgabe und diese und weitere Ziele mit einem verbesserten Walzkopf mit den speziellen Merkmalen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen genannt sind, gelöst bzw. erreicht.
• Gemäß der Erfindung hat der Walzkopf eine Vielzahl von Andruckwalzen, die jeweils am Ende eines Schwenkarmes angeordnet sind, der an einem Träger angelenkt ist, welcher starr mit dem drehbaren Körper des Kopfes verbunden ist. Die Schwenkarme haben einen im wesentlichen wie ein breites L geformten Umriß und haben an einem unteren Ende eine Trägerbasis für eine Andruckwalze, die frei drehbar auf einem Zapfen gelagert ist, und am anderen, d.h. dem oberen Ende einen im wesentlichen horizontalen Arm (bezüglich des Kopfes in der Betriebsstellung). Auf den horizontalen Arm jedes Schwenkarmes wirkt eine Feder ein, die vorzugsweise vom zylinderschraubenförmigen Typ ist, im wesentlichen vertikal angeordnet ist und sich an einem Anlagering abstützt, der gleitend am drehbaren Körper des Kopfes angeordnet, jedoch drehmomentübertragend mit diesem gekoppelt ist, und der mittels eines Steuerrings in mehreren axialen Positionen, denen verschiedene Federspannungen entsprechen, verriegelbar ist. Die Federn haben eine begrenzte Neigung gegenüber der vertikalen Achse des drehbaren Körpers des Kopfes, beispielsweise zwischen 15º und 20º, wodurch ihre Spannung praktisch unempfindlich gegenüber dem Einfluß der Fliehkraft ist, welche im Gegenteil eher ein Schwenken der Schwenkarme in dieselbe Richtung begünstigt, in welcher die Federn wirken, und somit die von den Andruckwalzen ausgeübte Wirkung unterstützt, die mit steigender Drehgeschwindigkeit des Kopfes in mäßigem Umfang zunimmt.
• Ein weiteres Merkmal des Walzkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Andruckstößel eine Endscheibe hat, die ein Gewinde aufweist, das die gleiche Steigung hat wie eine auf den Stößel einwirkende Feder, und daß die Steifigkeit der Feder durch das Anschrauben bzw. Abschrauben der Scheibe an die bzw. von der Feder verändert wird, wodurch sich die Zahl der elastisch wirksamen Windungen ändert.
• Weitere Merkmale und Vorteile des Walzkopfes gemäß der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die nicht beschränkend zu verstehen sind und lediglich als Beispiel dienen sollen. Es zeigen:
• Figur 1 eine allgemeine Längsschnittansicht des Walzkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung,
• Figur 2 eine Teilschnittansicht ähnlich der Figur 1, wobei der Kopf in seiner Ruheposition dargestellt ist,
• Figur 3 eine Teilschnittansicht ähnlich der Figur 2, wobei der Kopf in seiner Betriebsposition dargestellt ist,
• Figur 4 eine schematische Querschnittansicht entlang der Ebene IV-IV aus Figur 1,
• Figuren 5 und 6 schematische Teilquerschnitte der Anordnung der Andruckwalzen in der Ruhe- und in der Betriebsposition, entlang der Ebene V-V aus Figur 2 bzw. entlang der Ebene VI-VI aus Figur 3,
• Figuren 7 und 8 schematische Schnittansichten entlang der Ebenen VII-VII und VIII-VIII aus den Figuren 5 bzw. 6.
• In den Figuren 1 bis 3 bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein den Walzkopf gemäß der Erfindung, welcher im wesentlichen einen hohlen drehbaren Körper 11 umfaßt, der dazu ausgebildet ist, den Hals der Flasche B aufzunehmen, und der über Lager 12 an einer hohlen Mittelbuchse 13 angeordnet ist, die über ein Abstandstück 15 und einen Bolzen 16, der mit einem Gewindeabschnitt am Ende der Buchse verschraubt ist, an einem starren Träger 14 befestigt ist. Am oberen Teil des drehbaren Körpers 11 ist einstückig mit diesem eine Riemenscheibe 17 für einen Antriebsriemen (nicht dargestellt) ausgebildet, während der untere Teil des Körpers einen Anlagering 18 trägt, der sich aufgrund einer Keilnutkupplung mit einem Keil C starr mit dem drehbaren Körper dreht, jedoch axial zu diesem verschiebbar ist. Ein mit einem Gewindeabschnitt 11' des drehbaren Körpers 11 in Eingriff stehender Steuerring 18' dient dazu, die axiale Position des Anlagerings 18 einzustellen. Am Anlagering sind eine Vielzahl von einseitig geschlossenen zylindrischen Ausnehmungen 19, z.B. acht Ausnehmungen, ausgebildet, die in gleichmäßigen Winkelabständen voneinander beabstandet und dazu ausgebildet sind, jeweils eine einer Vielzahl von zylindrischen Federn 20, vorzugsweise vom schraubenförmigen Typ, aufzunehmen.
• Jede Feder 20 ist lose in ihrer Ausnehmung 19 aufgenommen und stützt sich mit ihrem einen Ende über eine Ausrichtkugel 21 am Boden der Ausnehmung ab, während sie mit ihrem anderen Ende über einen kugelförmigen Ansatz 22, der mittels eines Gewindestiftes 24 zur Feineinstellung der Spannung jeder einzelnen Feder 20 verstellbar ist, auf den jeweiligen Schwenkarm 23 einwirkt. Die Federn 20 sind jeweils im wesentlichen vertikal ausgerichtet, und ihre Achse schließt mit der Achse des drehbaren Körpers 11 einen Winkel ein, der vorzugsweise zwischen 15º und 20º liegt.
• Die Schwenkarme 23 haben einen im wesentlichen wie ein breites L geformten Umriß und haben an einem oberen Ende einen Arm 23', der im wesentlichen horizontal liegt (bezüglich des in Figur 1 gezeigten Teiles des Kopfes) und auf den die jeweilige Feder 20 einwirkt, während sie am anderen, d.h. dem unteren Ende eine Basis 23" haben, die eine Andruckwalze 25 trägt, welche frei drehbar auf einem im wesentlichen vertikalen Zapfen 26 gelagert ist. Jeder Schwenkarm 23 ist über einen entsprechenden Zapfen 27 an einem zylindrischen Träger 28 angelenkt, in dem Sitze 29 für die Schwenkarme ausgebildet sind, die Anschläge 30-31 für die Schwenkarme haben (Figuren 2 und 3). Am Träger 28 ist über Abstandstücke 28' ein Einführring 28" befestigt, der einen sich konisch aufweitenden Abschnitt zum leichten Einführen der Flasche B hat. Jede Andruckwalze 25 (Figuren 7 und 8) hat einen zylindrischen Hals 25' und einen ausladenden kreisrunden Körper 25", der mit der Kapsel K an der Stelle des größten Walzendurchmessers tangential in Eingriff tritt. Die Walzen 25 eines Paares einander benachbarter Walzen sind jeweils um 180º versetzt zueinander montiert, wie es in der Detaildarstellung in den Figuren 7 und 8 gezeigt ist. Die Walzen 25 üben auf die Kapsel K einen federnden Druck P aus, der von der Spannung der Federn 20 abhängt. Diese Spannung kann gleichzeitig verändert werden, indem man den Anlagering 18 axial verschiebt und ihn in der gewünschten Position mittels des Steuerrings 18' fixiert.
• In der Mittelbuchse 13 des Kopfes ist mittels eines Keiles 32 ein Andruckstößel 33 gleitend gelagert, der in einem verbreiterten Kopf 33' endet, der dazu bestimmt ist, elastisch mit dem oberen Teil der Kapsel K in Eingriff zu treten, um diese während des Walzvorgangs in der richtigen Lage zu halten. Zu diesem Zweck wird der Andruckstößel 33 von elastischen Mitteln 34 vorgespannt, die eine zylindrische Schraubenzugfeder umfassen, deren Steifigkeit beispielsweise in Abhängigkeit der vertikalen Ausdehnung des Halses der zu bearbeitenden Flasche B verstellbar ist.
• Gemäß der Erfindung wirkt das obere Ende der Feder 34 mit einer Einstellscheibe 35 zusammen, die drehbar am oberen Ende des Andruckstößels 33 montiert ist. Die Einstellscheibe 35 hat eine Schraubgewindenut mit derselben Gewindesteigung wie die Windungen der Feder 34, so daß die Windungen mit dem Gewinde in Eingriff treten können. Das untere Ende der Schraube ist ebenfalls an einem entsprechenden Gewinde angeschraubt, das an einem zylindrischen Fortsatz des Arretierbolzens 16 vorgesehen ist.
• Durch Drehen der Scheibe 35 im Uhrzeigersinn bzw. gegen den Uhrzeigersinn wird die Scheibe in die Feder 34 eingeschraubt bzw. aus dieser herausgeschraubt, wobei sich die Zahl der elastisch wirksamen Windungen der Feder 34 vermindert bzw. erhöht und somit die Steifigkeit der Feder verändert wird.
• In seiner Ruheposition hat der Kopf 10 die in den Figuren 2 und 5 gezeigte Konfiguration, in der die Andruckwalzen 25 einen geschlossenen Ring CR bilden, der einen Teil der kreisförmigen Öffnung für das Einführen des Flaschenhalses am Einführring 28" einnimmt. In dieser Position, die durch das Anliegen der Schwenkarme 23 an den jeweiligen Anschlägen 31 begrenzt ist, kommt es zur teilweisen gegenseitigen Überlappung zwischen jeweils zwei benachbarten Walzen 25a-25b (Figur 7).
• Unter Betriebsbedingungen hat der Kopf die in den Figuren 3 und 6 dargestellte Konfiguration, wobei der Hals der Flasche B beim Eindringen in den Einführring 28" und beim Vordringen in den Hohlraum des drehbaren Körpers 11 den von den Andruckwalzen 25 gebildeten Ring aufweitet, so daß die Schwenkarme 23 entgegen der Wirkung der jeweiligen Federn 20 verschwenkt werden Demgemäß üben die Walzen 25 auf die auf den Hals der Flasche B aufgesetzte Kapsel einen Walzdruck P aus, der bewirkt, daß sich die Kapsel selbst an Wülsten bzw. Erhebungen oder Unterschneidungen perfekt am Flaschenhals anschmiegt.
• Selbstverständlich können technische Einzelheiten und Ausführungsformen gegenüber den vorstehend beschriebenen und dargestellten nicht beschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen erheblich abgeändert werden, ohne dabei die Grundidee der Erfindung zu verändern oder den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen dienen dabei 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 haben demnach keine beschränkende Wirkung auf die Auslegung eines solchen lediglich beispielhaft mit einem Bezugszeichen bezeichneten Elementes.

Claims (11)

1. Walzkopf (10) zum Anbringen von Siegelkapseln an Flaschen im allgemeinen, mit einer Vielzahl von elastisch auf die Kapsel (K) einwirkenden Andruckwalzen (25), die jeweils am Ende eines Schwenkarmes (23) angeordnet sind, der an einem zylindrischen Träger (28) angelenkt ist, welcher starr mit einem drehbaren Körper (11) des Kopfes verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeden der Schwenkarme eine von einer Vielzahl von Federn (20) einwirkt, die sich an einem Anlagering (18) abstützen, der axial verschiebbar am drehbaren Körper (11) des Kopfes (10) montiert und mittels eines Steuerringes (18') in seiner Lage fixierbar ist, um die Spannung der Vielzahl von Federn (20) gleichzeitig zu verstellen.

2. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (23) einen im wesentlichen wie ein breites L geformten Umriß haben und an einem unteren Ende eine Trägerbasis (23") für eine Andruckwalze (25), die frei drehbar auf einem Zapfen (26) gelagert ist, und am anderen, d.h. dem oberen Ende einen im wesentlichen horizontalen Arm (23') haben, auf den die zugehörige Feder (20) über einen verstellbaren kugelförmigen Ansatz (22) einwirkt.

3. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (20), die jeweils auf die Schwenkarme (23) einwirken, vom zylinderschraubenförmigen Typ und derart angeordnet sind, daß ihre Achse im wesentlichen vertikal ist, wobei die Achse jeder Feder (20) mit der Achse des drehbaren Körpers (11) des Kopfes einen Winkel zwischen 15º und 20º einschließt.

4. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Träger (28) jeweils einen Sitz (29) für die Schwenkarme (23) hat und daß die Sitze Anschläge (30-31) für die Schwenkarme haben.

5. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Andruckwalze (25) einen zylindrischen Hals (25') und einen ausladenden kreisrunden Körper (25") hat, der so ausgebildet ist, daß er an der Stelle des größten Walzendurchmessers mit der Kapsel (K) in Eingriff tritt.

6. Walzkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (25) eines Paares einander benachbarter Walzen (25a-25b) jeweils um 180º versetzt zueinander angeordnet sind, so daß in der Ruhestellung des Kopfes die Walzen sich gegenseitig überlappen und einen geschlossenen Ring (CR) bilden, der einen Teil der Öffnung für das Einführen des Flaschenhalses einnimmt.

7. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Körper (11) des Kopfes über Lager (12) an einer hohlen Mittelbuchse (13) angeordnet ist, und daß ein Andruckstößel (33) axial gleitend im Hohlraum der Buchse geführt ist, wobei der Andruckstößel von elastischen Mitteln (34) vorgespannt ist, die eine zylindrische Schraubenzugfeder umfassen.

8. Walzkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der zylindrischen Schraubenfeder (34) mit einem zylindrischen Fortsatz eines Bolzens (16) zum Fixieren der hohlen Mittelbuchse (13) in Eingriff steht, und daß das andere Ende mit einer Einstellscheibe (35) in Schraubverbindung steht, die drehbar am oberen Ende des Andruckstößels (33) angeordnet ist.

9. Walzkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellscheibe (35) eine Schraubgewindenut mit derselben Gewindesteigung wie die Windungen der zylindrischen Schraubenfeder (34) hat, wobei die Windungen der Feder mit der schraubenförmigen Nut derart in Eingriff stehen, daß eine Drehung der Scheibe im Uhrzeigersinn das Einschrauben der Scheibe in die Feder und eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn das Herausschrauben aus der Feder bewirkt, wobei die Abnahme bzw. Zunahme der Zahl elastisch wirksamer Federwindungen die Steifigkeit der Feder verändert.

10. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlagering (18) eine Vielzahl zylindrischer Ausnehmungen (19) für die Vielzahl von auf die Schwenkarme (23) einwirkenden Federn (20) hat, und daß sich jede der Federn (20) über eine Ausrichtkugel (21) am Boden der zugehörigen Ausnehmung abstützt

11. Walzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am drehbaren Körper (11) des Kopfes eine Riemenscheibe (17) für einen Antriebsriemen ausgebildet ist.