Verschließer

Abstract

 Bei einem Verschließer (V) für Behälter (B) verschiedenster Art, mit einem durch einen Verschließer-Antriebsmotor (M) zumindest zum Transport der Behälter an einem Unterteil (U) angeordneten, antreibbaren Behälterträger (7), einem zumindest ein Verschließerelement (E) tragenden, ebenfalls vom Verschließer-Antriebsmotor (M) drehantreibbaren Oberteil (O), der relativ zum Unterteil (U) zumindest zur Anpassung an unterschiedliche Behälterhöhen höhenverstellbar ist, wird der Oberteil (O) mittels des Verschließer-Antriebsmotors (M) höhenverstellt, wobei ein Kupplungssystem (K) vorgesehen ist, das wahlweise zwischen einer Antriebsfunktion und einer Oberteil-Höhenverstellfunktion schaltbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Verschließer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

[0002] In WO 2006/087088 A gezeigte Verschließer werden in der Praxis so ausgebildet, dass zum Höhenverstellen des Oberteils ein eigener Antriebsmotor montiert wird, z.B. ein Getriebemotor, der über eine Spindel den Oberteil verstellt und unter Verwendung einer Balluffsonde die gewünschte Höhe des Oberteils festlegt. Hierfür wird der Getriebemotor im Bereich des Oberteils angeordnet, oder unterhalb einer Tischplatte, von der die Verstellspindel beispielsweise durch eine Hauptlagerwelle nach oben verläuft. An diesen bekannten Höhenverstelleinrichtungen bedeutet der zusätzliche Antriebsmotor erheblichen Aufwand. Ferner ist der Höhenverstellbereich unzweckmäßig begrenzt, und ist eine indirekte Höheneinstellung über eine Sonde erforderlich. Die Höhenverstellung lässt sich nicht automatisieren und erfordert erheblichen Bauraum. Ferner lässt sich die bekannte Höhenverstelleinrichtung nur schwierig realisieren, wenn im Oberteil Arbeitsmedien wie Flüssigkeiten, elektrischer Strom und Druckluft zum Einsatz kommen. Elektrischer Strom wird über Steuerleitungen zum Ansteuern von Servomotoren benötigt, während Pneumatiksteuerungen für Greifköpfe und dgl. benötigt werden. In modernen Verschließern mit einem Servomotor als Verschließer-Antriebsmotor entfällt unterer Bauraum, so dass ein untenliegender Antriebsmotor zur Höhenverstellung mit dem für die Spindel erforderlichen Durchgang durch eine Hauptlagerwelle nicht möglich sind.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschließer der eingangs genannten Art anzugeben, der, insbesondere bei Einsatz der Servomotortechnik, baulich vereinfacht ist und sogar eine automatisierte Höheneinstellung des Oberteils ermöglicht.

[0004] Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0005] Da der Verschließer-Antriebsmotor neben seiner Antriebsfunktion auch die Höhenverstellfunktion für den Oberteil übernimmt, entfällt die Notwendigkeit eines zusätzlichen Antriebsmotors zur Höhenverstellung, und lässt sich der Verschließer baulich einfacher und so gestalten, dass die Höhenverstellung sogar automatisierbar ist. Das ferngesteuert schaltbare Kupplungssystem ermöglicht es in der Schaltstellung für die Antriebsfunktion, alle im Wesentlichen synchron anzutreibenden Komponenten des Verschließers zentral anzutreiben. Hingegen lässt das in die Schaltstellung für die Höhenverstellfunktion geschaltete Kupplungssystem die Höhenverstellung des Oberteils mittels des Verschließer-Antriebsmotors vornehmen, ohne gleichzeitig drehanzutreibende Komponenten im Oberteil anzutreiben. Vorteile dieses Systems sind unter anderem ein relativ großer Höhenverstellbereich und die abgeschirmte Unterbringung der gesamten antriebstechnischen Komponenten, auch für die Höhenverstellung, so dass weder Reinigungsmedien noch andere äußere Einflüsse zu Beschädigungen oder Verschmutzungen im lnneren des Verschließers führen. Diese Art einer Kapselung ermöglicht es sogar, den Verschließer an bisher unzulässigen Stellen intensiv zu reinigen. Die Höhenverstellung lässt sich komplett automatisieren, z.B. abhängig von Sortenparametern. Außerdem lässt sich mittels des Verschließer-Antriebsmotors eine hohe Verstellgenauigkeit erzielen, beispielsweise je nach Ausführung von etwa ± 0,3 mm. Da mittels des Verschließer-Antriebsmotors, und insbesondere bei automatisierter Höhenverstellung, die Höheneinstellung des Oberteils sehr präzise durchführbar ist, ist es gegebenenfalls möglich, eine bisher zum Einstellen der Höhenlage benötigte Sonde wegzulassen.

[0006] Es ist zwar von einer anderen Behälterbehandlungsmaschine, nämlich einem gattungsfremden Füller gemäß DE 27 36 206 A bekannt, zur Betätigung in Höhenrichtung entweder von Hubspindeln eines Kesseldeckels oder einer Tragsäule einen gemeinsamen Antrieb zu verwenden. Jedoch ist es hierbei erforderlich, vorgesehene Verbindungsschrauben von Hand zu lösen, in die jeweilige Antriebsverbindung umzusetzen, und wieder anzuziehen.

[0007] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verschließers ist der Verschließer-Antriebsmotor ein Getriebeservomotor, der in einem den Unterteil tragenden Tisch angeordnet ist, d.h. an einer zentralen Stelle des Verschließers, und so, dass er äußeren Einflüssen oder Reinigungsmedien entzogen ist. Der Getriebeservomotor ermöglicht eine präzise und positionsgenaue Steuerung von Drehbewegungen, und erzeugt bei Bedarf z.B. ein hohes Drehmoment oder sehr kleine Drehinkremente.

[0008] Nach einem weiteren, besonders wichtigen Gedanken der Erfindung ist der Oberteil bei eingeschalteter Höhenverstellfunktion bis zur Drehentkoppelung vom Verschließer-Antriebsmotor gegenüber dem Oberteil höhenverstellbar. Diese zusätzliche Funktion einer totalen Abkoppelung des Oberteils kann insbesondere wünschenswert sein, wenn in einer Anlage mehrere Verschließer vorhanden sind, die in ihrem Oberteil jeweils nur zyklusweise aktiv sind, während bei passivem Oberteil nur ihr Unterteil zum Behältertransport angetrieben werden muss. Diese zusätzliche Funktion lässt sich ohne nennenswerten Mehraufwand realisieren, und kann mit einem sehr großen Höhenverstellbereich des Oberteils einhergehen.

[0009] Bei einer weiteren Ausführungsform sind zwischen dem Oberteil und dem Unterteil eine relativ zum Unterteil höhenverstellbare Hohlwelle mit lnnengewinde und in der Hohlwelle eine mit dem Verschließer-Antriebsmotor drehverbundene Gewindespindel mit mit dem Innengewinde kämmendem Außengewinde vorgesehen, wobei die Gewindespindel bei eingeschalteter Oberteil-Höhenverstellfunktion mittels des Verschließer-Antriebsmotors relativ zur Hohlwelle drehbar ist und diese mit dem Oberteil höhenverstellt. Die Hohlwelle wird in einer mit dem Unterteil bzw. Behälterträger verbundenen Außenwelle zumindest axial verschiebbar geführt. Die Außenwelle kann die drehanzutreibenden Komponenten des Oberteils bei geschalteter Antriebsfunktion antreiben.

[0010] Zweckmäßig weist das schaltbare Kupplungssystem, mit dem der Verschließer-Antriebsmotor sowohl zum Drehantreiben verschiedener Komponenten des Verschließers als auch wahlweise zur Höhenverstellung des Oberteils eingesetzt wird, auf einer mit dem Verschließer-Antriebsmotor und der Gewindespindel verbundenen Antriebswelle mit Längskeilstruktur eine linear zwischen Positionen entsprechend der Antriebsfunktion und der Höhenverstellfunktion verstellbare Hohlkeilwelle auf, die in einem Außenrohr angeordnet ist, das den Behälterträger trägt und die Außenwelle antreibt. Zweckmäßig ist dabei zwischen der Hohlkeilwelle und dem Außenrohr eine durch Linearverstellung der Hohlkeilwelle aus- und einrückbare Zahnkupplung vorgesehen, über die die Hohlkeilwelle wahlweise mit dem Außenrohr in Dreheingriff bringbar oder von dem Außenrohr entkoppelbar ist. Durch die Linearverstellung der Hohlkeilwelle wird die Drehverbindung zu zumindest einigen Komponenten im Oberteil unterbrochen, während die Gewindespindel nach wie vor mit dem Verschließer-Antriebsmotor in Drehverbindung ist, so dass die Drehbewegung der Gewindespindel die Hohlwelle verschraubt, die den Oberteil in Höhenrichtung verstellt. lst hingegen die Zahnkupplung im Eingriff, dann werden die mit dem Behälterträger verbundene Außenwelle und die Gewindespindel sowie die höhenverstellbare Hohlwelle gemeinsam drehangetrieben, ohne die Gewindespindel in der Hohlwelle zu verschrauben (Antriebsfunktion).

[0011] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Zahnkupplung durch Federkraft zur Einrückstellung vorgespannt, vorzugsweise durch zwischen der Hohlwelle und einer Drehlagerung des Außenrohres vorgesehene Federn. Die Federn können so ausgelegt sein, dass die Zahnkupplung im Betrieb des Verschließers bei geschalteter Antriebsfunktion zuverlässig in Eingriff gehalten bleibt.

[0012] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die Zahnkupplung auf pneumatischem Weg ausgerückt. Dies kann direkt oder indirekt über einen fernbetätigbaren Aktuator, wie einen Pneumatikzylinder, vorgenommen werden, der einen linearen Stellhub für die Hohlkeilwelle erzeugt. Unter indirekt kann hierbei eine Ausführungsform zu verstehen sein, bei der eine vom Pneumatikzylinder verstellbare, in der Antriebswelle verschiebbar angeordnete Betätigungswelle eingesetzt wird, um den Stellhub von außen auf die innenliegende Hohlkeilwelle zu übertragen. Alternativ sind jegliche Hubantriebe, wie z.B. Linearservomotoren, Elektromagnete etc. einsetzbar.

[0013] Vorwiegend im Hinblick auf eine bequeme Montage des kompakten Kupplungssystems kann zwischen der Betätigungswelle bzw. der Antriebswelle und der Hohlkeilwelle eine wahlweise lösbare Rastkupplung vorgesehen sein. Diese Rastkupplung ist, vorzugsweise, mit sternförmig durch Fenster der Antriebswelle in Eingriffsvertiefungen der Hohlkeilwelle einschiebbaren Rastmitnehmern auf der Betätigungswelle ausgestattet. Die Rastmitnehmer können durch eine relative Teildrehbewegung der Betätigungswelle relativ zur dann stehenden Antriebswelle, vorzugsweise unter Federkraft, eingezogen werden, um die Betätigungswelle und die Antriebswelle voneinander zu trennen, und werden durch eine entsprechende Rück- oder Weiterdrehbewegung wieder aus den Fenstern der Antriebswelle in die Eingriffvertiefungen geschoben.

[0014] Besonders zweckmäßig ist für die drehantreibbaren Komponenten des Oberteils bzw. den Oberteil eine wahlweise betätigbare, vorzugsweise mechanische, pneumatische oder magnetische, Feststellbremse vorgesehen. Vorzugsweise, ist die Feststellbremse zwischen einer Klemmscheibe des Oberteils und einer drehfest abgestützten Deckelscheibe des Oberteils angeordnet. Die Feststellbremse wird für eine Höhenverstellung eingerückt, bis die Höhenverstellung beendet ist. Die Feststellbremse wird jedoch auch eingerückt und eingerückt gehalten, wenn der Oberteil vollständig gegenüber dem Verschließer-Antriebsmotor drehentkoppelt wird. Die eingerückte Feststellbremse nimmt das Reaktionsdrehmoment auf, das beispielsweise bei der Verdrehung der Gewindespindel mittels des Verschließer-Antriebsmotors in der höhenverstellbaren Hohlwelle entsteht, und auch um eine genaue Drehpositionierung des dann passiven Oberteils für den neuerlichen Einsatz sicherzustellen.

[0015] Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn zwischen dem Oberteil und einer verschließerfesten, zur Verschließerachse parallelen Drehmomentstütze eine wahlweise betätigbare, vorzugsweise pneumatische, und in gelöstem Zustand entlang der Drehmomentstütze verfahrbare Klemmvorrichtung vorgesehen ist, mit der, vorzugsweise, der Oberteil in einer gewählten Höheneinstellung fixierbar ist, und, vorzugsweise, eine im Betrieb des Verschließers drehfest abzustützende Deckelscheibe mit daran angebrachter Verschließerkurve an der Drehmomentstütze in Drehrichtung festlegbar ist. Da die Klemmvorrichtung entlang der Drehmomentstütze verfahrbar ist, und dabei die Deckelscheibe und die Verschließerkurve stützt, wird die Klemmvorrichtung gegebenenfalls bei einer Höhenverstellung nicht eingerückt, damit der Oberteil verstellbar bleibt, sich aber nicht dreht. Im Betrieb des Verschließers (Antriebsfunktion aktiviert) kann die Klemmvorrichtung hingegen, z.B. pneumatisch, angezogen werden, um die eingestellte Höhenposition des Oberteils zu halten. Diese geführte Klemmvorrichtung überträgt auch die von der Feststellbremse aufgenommene Reaktionskraft in die Drehmomentstütze, wenn die Feststellbremse an der Deckelscheibe angeordnet ist.

[0016] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform durchsetzt die Antriebswelle den Verschließer-Antriebsmotor. Die Betätigungswelle für das Kupplungssystem tritt aus dem freien Antriebswellenende aus und ist mit dem dort platzierten Pneumatikzylinder in Wirkverbindung. An der Betätigungswelle kann eine Sicherungsscheibe zur Höhenabfrage der Hohlkeilwelle bzw. der Zahnkupplung und damit indirekt auch des Oberteils angeordnet sein. Dies stellt Informationen zu einer automatisierten Höhenverstellung bereit, die von einer entsprechend ausgelegten Steuerung verarbeitet und gespeichert werden. Hier können zusätzlich Abtaster und/oder Sensoren platziert werden, wie auch gegebenenfalls im lnneren des Kupplungssystems.

[0017] Bei einer weiteren Ausführungsform sind in einem, vorzugsweise gekapselten und damit problemlos zu reinigenden, Bereich zwischen dem freien Antriebswellenende und dem Pneumatikzylinder ein Sicherungsbolzen für die Rastkupplung sowie Initiatoren (Sensoren, Schalter, Taster und dgl.) zur Zahnkupplungs-Überwachung und gegebenenfalls zur Höhenverstellung platziert. Dieser Bereich des Verschließers ist somit gewinnbringend nutzbar, um beispielsweise Höhenverstellungen des Oberteils automatisiert durchzuführen und dabei genaue Informationen über die eingestellte Höhenposition oder das Ausmaß der Höhenverstellung sowie die ordnungsgemäße Funktion des Kupplungssystems zu erhalten.

[0018] Eine zweckmäßige Ausführungsform, bei der z.B. der Oberteil gegenüber dem Verschließer-Antriebsmotor durch eine sehr große Höhenverstellung sogar drehentkoppelt werden kann, ist so ausgebildet, dass der Oberteil zumindest mit der Außenwelle über mehrere in Umfangsrichtung verteilte, als zur Verschließerachse parallel verschiebbare Verdrehsicherungsbolzen drehverbunden ist. Diese Drehverbindung wird durch eine Übermaß-Höhenverstellung des Oberteils bis zur Drehentkopplung des Oberteils vom Verschließer-Antriebsmotor gelöst, indem dabei die Verdrehsicherungsbolzen aus ihrem Eingriff gezogen werden. Dabei kann, vorzugsweise, zwischen der Hohlwelle und dem Oberteil eine Drehlagerung vorgesehen werden, und wird gegebenenfalls zwischen der Hohlwelle und der Außenwelle eine Drehsicherung eingesetzt, um sicherzustellen, dass sich bei drehentkoppeltem Oberteil dennoch die höhenverstellbare Hohlwelle drehen kann, hingegen bei einer Höheneinstellung des Oberteils bei ausgerückter Zahnkupplung und über die Feststellbremse gegen eine Drehbewegung blockiertem Oberteil die Drehsicherung zwischen der Außenwelle und der Hohlwelle die Hohlwelle gegen ein Mitdrehen mit der dann angetriebenen Gewindespindel hindert.

[0019] Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform des Verschließers erfolgen Höhenverstellungen des Oberteils über eine Steuervorrichtung automatisiert, vorzugsweise unter Berücksichtigung in der Steuervorrichtung aufrufbar gespeicherter oder in diese eingegebener Sortenparameter von Behältern und/oder Verschlüssen und/oder Verschließerelement-Typen.

[0020] Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

einen Vertikalschnitt eines Verschließers,

Fig. 2

einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 zur Verdeutlichung eines Kupplungssystems,

Fig. 3

eine Perspektivansicht einer Antriebswelle mit zugeordneten Komponenten,

Fig. 4

eine Perspektivansicht eines Teiles der Antriebswelle mit Komponenten des Kupplungssystems, und

Fig. 5

einen detaillierten Achsschnitt eines Teiles des Verschließers.

[0021] In einem in Fig. 1 gezeigten Verschließer V einer nicht im Detail dargestellten Behälterbehandlungsmaschine können Behälter B jeglicher Art und aus jeglichem Material (Glas, HDPE, PET, etc.) mittels Verschließerelementen E mit unterschiedlichen Verschlüssen versehen werden. Die Verschließerelemente E können Schraubverschließer z.B. mit Servoantrieb, Kronenkorker, Naturkorker, Aufdrückverschließer, Anrollverschließer, Siegler und dgl. sein.

[0022] Der Verschließer V weist einen z.B. tiefliegenden Tisch 1 auf, der mit Standfüßen 2 auf dem Boden steht, und einen Verschließer-Antriebsmotor M, beispielsweise einen Servogetriebemotor, enthält, der Komponenten im Verschließer V drehend und synchron antreibt. Eine Drehmomentstütze 3 ist, vorzugsweise, parallel zur Verschließerachse angeordnet und mit dem Tisch 1 verbunden, und erstreckt sich seitlich in Hochrichtung neben dem Verschließer. Die Drehmomentstütze 3 trägt oberseitig ein Querjoch 4, das z.B. als Kanal zur Medienversorgung (Pneumatik, Elektrik) nutzbar ist, und zu einem z.B. in der Achse des Verschließers V platzierten Elektronikturm 5 führt. Dort kann eine Steuerung des Verschließers V abgeschirmt untergebracht werden.

[0023] Der Verschließer-Antriebsmotor M wird hier von einer hohlen Antriebswelle 6 durchsetzt, die über ein Kupplungssystem K in einer Schaltstellung für eine Antriebsfunktion einen Behälterträger 7 antreibt, auf dem Behälter B, z.B. Flaschen, angeordnet und durch nicht angedeutete Manipulatoren gegebenenfalls positioniert sind. Mit dem Behälterträger 7, der zu einem in einer Hauptlagerung 48 auf den Tisch 1 gelagerten Unterteil U gehört, ist eine hohle Außenwelle 9 drehfest verbunden, die sich vom Behälterträger 7 in der Achse des Verschließers V nach oben in Richtung zu einem Oberteil O erstreckt. In der Außenwelle 9 ist eine zumindest abschnittsweise ein Innengewinde aufweisende Hohlwelle 10 zumindest höhenverstellbar geführt oder nur angeordnet, in welche von unten eine mit der Antriebswelle 6 drehverbundene Gewindespindel 8 kämmend eingreift. Auf dem oberen Ende der Hohlwelle 10 sind als drehbare Komponenten des Oberteils O scheibenförmige Träger 11 für daran in Umfangsrichtung verteilt montierbare Verschließerelemente E angeordnet. Ferner ist, z.B. optional, eine Halsführung 23, z.B. mit dem Oberteil O mitdrehend verbunden und eine Halsführung 23a, z.B. fest mit dem Deckelteil 15 verbunden vorgesehen, um beim Verschließen der Behälter B zu assistieren. Diese Halsführungen können nicht nur zur Abstützung der Behälter B während dem Verschließvorgang dienen, sondern können auch in einer Neckhandlingbauweise direkt als Behälterträger und/oder in Kombination mit einem Behälterträger 7 eingesetzt werden. Mit den Trägern 11 ist über bolzenförmige Mitnehmer 12 eine Klemmscheibe 13 mitdrehbar verbunden, die sich direkt unterhalb eines drehfest abgestützten Deckelteiles 15 befindet und zur Zusammenarbeit mit einer z.B. pneumatischen, Feststellbremse 14 am Deckelteil 15 bestimmt ist, um beispielsweise bei einer Höhenverstellung des Oberteils O relativ zum Unterteil U die Träger 11 und gegebenenfalls auch die Hohlwelle 10 gegen eine Drehbewegung festzulegen. Am Deckelteil 15 ist unterseitig ein Ringkörper 16 mit einer Verschließerkurve 17 befestigt, in die Mitnehmer 18 z.B. mit Laufrollen an den Verschließerelementen E eingreifen. Hierzu wird eine entsprechend notwendige (nicht gezeigte) Drehmomentabstützung zur Sicherung des korrekten Laufs der Laufrollen eingesetzt. Die Träger 11 sind ferner über einen massiven Hohlwellenabschnitt 19 im Deckelteil 15 drehgelagert, wobei der Hohlwellenabschnitt 19 einen lnnenkanal 20 definiert, in welchem vom Elektronikturm 5 nach unten geführte Medienleitungen über Durchbrüche bis in Bereiche 21 zwischen den Trägern 11 verlegt sein können (nicht gezeigt).

[0024] Am Deckelteil 15 ist ferner eine Vorrichtung 22 montiert, die als stationäre Pick- und Place-Station ausgebildet ist. Die die Außenwelle 9 umgebende Halsführung 23 wird im Betrieb beispielsweise über Mitnehmer 24 drehangetrieben bzw. mitgeschleppt. Auf der Außenwelle 9 ist ferner unterhalb eines nicht näher hervorgehobenen Abstreifrings am oberen Ende ein Mitnehmerkragen 25 angebracht, in welchen (Fig. 5) zur Verschließerachse parallele Verdrehsicherungsbolzen 51 verschiebbar eingreifen, die beispielsweise mit den Trägern 11 verbunden sind, und somit bei einer Höhenverstellung des Oberteils O relativ zum Unterteil U in dem Mitnehmerkragen 25 (dort z.B. in Gleitbuchsen) gleiten und so die Drehbewegung der Außenwelle 9 auf die Träger 11 und die Klemmscheibe 13 übertragen.

[0025] Der Deckelteil 15 ist mit dem daran unterseitig angeordneten Ringkörper 16 für die Verschlie-βerkurve 17 und der Komponente 22 durch eine, vorzugsweise pneumatische bzw. federvorgespannte, Klemmvorrichtung 30 am Mitdrehen mit dem Oberteil O gehindert und, falls erforderlich, in der jeweiligen Höheneinstellung des Oberteils O an der Drehmomentstütze 3 festklemmbar. Die gelöste Klemmvorrichtung 30 kann auf der Drehmomentstütze 3 auf- und abgleiten.

[0026] In der hohlen Antriebswelle 6 ist eine Betätigungswelle 27 für das Kupplungssystem K angeordnet und funktionell einem Aktuator A, z.B. einem Pneumatikzylinder 26, zugeordnet. Mit dem Aktuator A lässt sich die Betätigungswelle 27 zumindest in Achsrichtung auf- und abverstellen (Doppelpfeil 31 in Fig. 2), um das Kupplungssystem K in eine Stellung entsprechend einer Antriebsfunktion und in eine Stellung entsprechend einer Höhenverstellfunktion schalten. Bei geschalteter Antriebsfunktion treibt die Antriebswelle 6 den Behälterträger 7, die Außenwelle 9, die Gewindespindel 8 und über die Außenwelle 9 auch zumindest die Träger 11 im Oberteil O synchron an. Zumindest über den Gewindeeingriff zwischen der Gewindespindel 8 und der Hohlwelle 10 rotiert auch die Hohlwelle 10. Bei geschalteter Höhenverstellungsfunktion treibt die Antriebswelle 6 hingegen nurmehr die Gewindespindel 8, um die Hohlwelle 10 nach oben oder unten zu verschieben und den Oberteil O in der Höhenlage zu verstellen, während dann der Behälterträger 7 wie auch die Außenwelle 9 und damit die Träger 11 im Oberteil O stehen. Die gegebenenfalls mit den Trägern 11 verbundene Hohlwelle 10 wird über die betätigte Feststellbremse 14 und die Klemmvorrichtung 13 am Mitdrehen gehindert, so dass die vom Verschlie-βer-Antriebsmotor M erzeugte Drehbewegung der Gewindespindel 8 eine Höhenverstellung der Hohlwelle 10 und damit des Oberteils erzeugt. Ist hingegen (siehe Fig. 5) zwischen dem oberen Ende der Hohlwelle 10 und den Trägern 11 ein Drehlager 52 vorgesehen, dann ist zwischen der Außenwelle 9 und der Hohlwelle 10 eine Drehsicherung 53 (Fig. 5) zweckmäßig, damit bei der Höhenverstellung die Hohlwelle 10 undrehbar in der Außenwelle 9 axial geführt wird, während sich die Gewindespindel 8 dreht.

[0027] Das in Fig. 5 gezeigte Drehlager 52 zwischen den Trägern 11 und dem oberen Ende der Hohlwelle 10 ist vor allem dann zweckmäßig (in Kombination mit der Drehsicherung 53), wenn die Höhenverstellung des Oberteils O mittels des Verschließer-Antriebsmotors M auch dazu benutzt wird, um drehbaren Komponenten des Oberteils O von der Antriebswelle 6 vollständig zu entkoppeln, und den Oberteil O vom Unterteil U zu isolieren. Dies kann in einer Betriebsphase des Verschließers V zweckmäßig sein, in welcher dieser als Komponente einer Maschinengruppe nur eine Transportfunktion mittels des Behälterträgers 7 ausführt, hingegen der Oberteil passiv bleibt und keine Verschlüsse aufgebracht werden.

[0028] Wie aus Fig. 5 in Verbindung mit Fig. 1 zu entnehmen ist, wird diese Drehentkopplung zwischen dem Oberteil O und dem Unterteil U bzw. dem Verschließer-Antriebsmotor M dadurch vorgenommen, dass die Verdrehsicherungsbolzen 51 durch eine Übermaß-Höhenverstellung des Oberteils O nach oben aus dem Mitnehmerkragen 25 der Außenwelle 9 herausgezogen werden. Dabei ist es zweckmäßig, die Feststellbremse 14 einzurücken und eingerückt zu halten, damit die Drehposition des Oberteils O gehalten wird, bis für eine spätere Betriebsphase mit wieder aktivem Oberteil O die Drehsicherungsbolzen 51 wieder in den Mitnehmerkragen 25 eingefahren werden.

[0029] Fig. 5 deutet im Übrigen an, wie Medienleitungen durch den Hohlwellenabschnitt 19 und Durchbrüche oberhalb der Drehlagerung 52 in die Zwischenräume zwischen den Trägern 11 einführbar sind.

[0030] Nachstehend wird anhand der Fig. 2 bis 5 das Kupplungssystem K, das in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist, im Detail erläutert.

[0031] Fig. 2 zeigt einen Kopfabschnitt der Antriebswelle 6, die in ihrer zentralen Innenbohrung die Betätigungswelle 27 enthält. Diese wird durch den Aktuator A von Fig. 1 beispielsweise in Richtung des Doppelpfeiles 31 zwischen zwei unterschiedlichen Höhenpositionen verstellt, um das Kupplungssystem K zwischen der Stellung entsprechend der Antriebsfunktion (in Fig. 2 gezeigt) und der Oberteil-Höhenverstellungsfunktion (nicht gezeigt) umzuschalten.

[0032] Das Kupplungssystem K umfasst in der gezeigten Ausführungsform eine Zahnkupplung Z sowie eine Rastkupplung R. Die Antriebswelle 6 ist in Drehlagern 33 (Gleitlagern) in einem Außenrohr 47 drehbar gelagert, das am oberen Ende den Behälterträger 7 drehfest abstützt, wobei, vorzugsweise, die nach oben strebende Außenwelle 9 mit dem Behälterträger 7 drehfest verbunden (z.B. verschweißt) oder mit dem Außenrohr 47 verbunden ist. Am oberen Ende ist die Antriebswelle 6 im Bereich des Drehlagers 33 mit dem unteren Ende der Gewindespindel 8 (Außengewinde 8a) verschraubt.

[0033] Die Zahnkupplung Z besteht aus einer Kreisringscheibe 34 an einem Einsatz 35 im Außenrohr 47 und einer Kreisringscheibe 36 am unteren Ende einer Hohlkeilwelle 37, wobei zwischen den Kreisringscheiben 36, 34 ineinandergreifende Zähne 38 vorgesehen sind, beispielsweise im Detail aus Fig. 4 zu ersehen. Es handelt sich um zueinanderpassende Stirnverzahnungen an den Kreisringscheiben 34, 36. Hierbei korreliert die Anzahl der Einrastmöglichkeiten direkt mit der Teiligkeit, d.h. mit der Anzahl an in dem Verschließer verbauten Verschließerelementen E. Alternativ kann z.B., bei entsprechender Programmierung des Verschließerantriebsmotors M ― in Ausführung eines Getriebeservomotores - die Kopplung auch ohne zur Teiligkeit korrelierende Verzahnung ausgebildet sein.

[0034] Die Antriebswelle 6 weist in einem oberen Außenumfangsbereich eine Längskeilstruktur 32 auf, in die eine passende Längskeilstruktur 39 der auf der Antriebswelle 6 axial verschiebbaren Hohlkeilwelle 37 eingreift, so dass sich die Hohlkeilwelle 37 und die Antriebswelle 6 synchron drehen. Das Außenrohr 47 ist im Übrigen über nicht dargestellte Drehlager in der Hauptlagerung 48 auf dem Tisch 1 drehbar abgestützt.

[0035] Die Zahnkupplung Z wird durch Federkraft in die Einrückstellung vorgespannt, und zwar beispielsweise durch Federn 40, die in entsprechenden, in Umfangsrichtung verteilten Sackbohrungen im oberen Stirnende der Hohlkeilwelle 37 platziert sind, und sich an einer Kreisringscheibe 41 abstützen, die am Drehlager 33 anliegt. In der gezeigten Schaltstellung (Antriebsfunktion) ist die Zahnkupplung Z eingerückt. Das obere Stirnende der Hohlkeilwelle 37 hält gegenüber der Kreisringscheibe 41 einen Axialabstand von beispielsweise 4 mm ein. Wie erwähnt, treibt die Antriebswelle 6 über die Rastkupplung R die Hohlkeilwelle 37, die über die Zahnkupplung Z das Außenrohr 47 antreibt, während das obere Ende der Antriebswelle 6 gleichzeitig die Gewindespindel 8 antreibt.

[0036] Die Rastkupplung R hat eine Doppelfunktion. Einerseits verbindet sie in der gezeigten Eingriffsstellung die Antriebswelle 6 mit der Hohlkeilwelle 37, während sie andererseits dazu dient, die Hohlkeilwelle 37 zum Ausrücken der Zahnkupplung Z aus der in Fig. 2 gezeigten Position nach oben zu bewegen, gegebenenfalls bis zur Anlage an der Ringscheibe 41.

[0037] Die Rastkupplung R weist eine mit der Betätigungswelle 27 drehgekoppelt verbundene Innenbuchse 42 auf, und eine in eine lnnenkammer der Antriebswelle 6 eingepresste (oder damit drehgekoppelte) Außenbuchse 43. Die lnnenbuchse 42 weist Eingriffsvertiefungen 44 für die innenliegenden Enden beispielsweise dreier sternförmig angeordneter Rastmitnehmer 45 auf, die in der Außenbuchse 43, beispielsweise unter Federkraft, radial verschiebbar sind und mit ihren äußeren Enden in Eingriffsvertiefungen 46 in der Innenwand der Hohlkeilwelle 37 eingreifen. Die Rastmitnehmer 45 werden beispielsweise durch Federkraft in Richtung zur Innenbuchse 42 beaufschlagt. Die Eingriffsvertiefungen 44 der Innenbuchse, die relativ zu der Außenbuchse 43 drehbar ist, weisen in Umfangsrichtung beispielsweise mit einer Drittelteilung variierende Eingriffstiefe auf, so dass durch eine Sechstelteildrehung der Betätigungswelle 27 (Doppelpfeil 31' in Fig. 2) mit der lnnenbuchse 42 relativ zur Antriebswelle 6 die Rastmitnehmer 45, die durch Fenster 49 der Antriebswelle 6 nach außen greifen, in die Fenster 49 zurück und aus dem Eingriff mit den Eingriffsvertiefungen 46 gezogen werden können, um die Antriebswelle 6 von der Hohlkeilwelle 37 zu trennen. Diese Funktion der Rastkupplung R wird vor allem bei der Montage oder Demontage des Kupplungssystems K zweckmäßig.

[0038] Zum Schalten des Kupplungssystems K in die Stellung entsprechend der Höhenverstellfunktion wird die Betätigungswelle 27 nur linear auf- und abverstellt, wie erwähnt. Die Zahnkupplung Z und die Rastkupplung R werden, natürlich, nur bei stillgesetztem Verschließer-Antriebsmotor M betätigt.

[0039] Die Ansicht der Antriebswelle 6 in Fig. 3 verdeutlicht, wie die Rastmitnehmer 45 durch die Fenster 49 oberhalb der Längskeilstruktur 32 nach außen vortreten (entsprechend der Position in Fig. 2), und dass die Betätigungswelle 27 am freien unteren Antriebswellenende aus dieser austritt und dort beispielsweise die Sicherungsscheibe 28 zur Höhenabfrage durch beispielsweise die in Fig. 1 schematisch angedeuteten Initiatoren 29 trägt. Als lnitiatoren 29 können vielfältige Abfragesysteme zum Einsatz kommen, wie z.B. Näherungsinitiatoren, Tastschalter etc. Je nach Einbauposition und Ausführung kann auch nur ein einzelner derartiger Sensor eingesetzt sein. Ferner sind in Fig. 3 zwei Sicherungsbolzen 50 für die Rastkupplung R angedeutet, die bei Bedarf manuell oder durch einen nicht gezeigten Aktuator oder dgl. Verstellt oder entfernt werden können, um die Rastkupplung R beispielsweise zu lösen.

[0040] In Fig. 4 sind, beispielsweise von unten, mehrere Komponenten des Kupplungssystems K auf die Antriebswelle 6 aufgefädelt, nämlich, beginnend von unten, der Einsatz 35, die Kreisringscheiben 34, 36 mit den Stirnverzahnungen 38, die Hohlkeilwelle 37 mit den am oberen Stirnende sichtbaren Federn 40, die Kreisringscheibe 41, und schließlich das Drehlager 33 (Gleitlager).

[0041] Die Zahnkupplung Z wird pneumatisch, hier indirekt über die Betätigungswelle 27, gegen Vorspannung durch die Federn 40 ausgerückt. Das korrekte Ausrücken der Zahnkupplung Z wird über einen speziellen Tastschalter (nicht gezeigt) rückgemeldet, beispielsweise auf pneumatischem Weg. Somit finden das Ausrücken der Zahnkupplung und die Rückmeldung des vollzogenen Ausrückvorganges innerhalb des Verschließers V rein auf pneumatischem Weg statt. Nach Ausrücken der Zahnkupplung Z kann zur Höhenverstellung der Verschließer-Antriebsmotor M wieder in Gang gesetzt werden, um die gewünschte Höhe des Oberteils O einzustellen oder sogar den Oberteil O total zu isolieren. Dabei lässt sich ein relativ großer Höhenverstellbereich nutzen, wobei zur Höhenverstellung kein zusätzlicher Antriebsmotor eingesetzt wird. Die gesamte Antriebstechnik und die inneren Komponenten sind gegenüber Reinigungsmedien und anderen Außeneinflüssen abgeschirmt, wodurch der Verschließer V auch an bisher unzulässigen Stellen intensiv gereinigt werden kann. Die Höhenverstellung ist, vorzugsweise, komplett automatisiert, beispielsweise unter Berücksichtigung von Sortenparametern ausführbar, und zwar über eine nicht gezeigte Steuerung des Verschließers V. Es lässt sich beispielsweise ein Höhenverstellbereich von etwa 250 mm erzielen, wobei die Verstellgenauigkeit dank der Präzision des Getriebeservomotors je nach Ausführung bei etwa ± 0,2 mm liegt. Hierbei ist auch die Spindelsteigung von Einfluss. Als zusätzlicher Vorteil lässt sich der Oberteil O komplett vom Verschließer-Antriebsmotor M drehentkoppeln, um nur die Transportfunktion des Behälterträgers 7 nutzen zu können.

[0042] Eine Höhenverstellung des Oberteils wird beispielsweise wie folgt vorgenommen, ausgehend von einem Produktionszustand:

1. Der Verschließer V wird entweder an einem willkürlichen Stillstandspunkt oder einem festgelegten Drehwinkel zur Höhenverstellung stillgesetzt.

2. Der Oberteil O wird mittels der Feststellbremse 14, 13 in Drehrichtung festgelegt.

3. Die Zahnkupplung Z wird ausgerückt, um die Drehverbindung zwischen der Hohlkeilwelle 37 und dem Außenrohr 47 zu unterbrechen.

4. Die Klemmung 30 an der Drehmomentstütze 3 wird gelöst und das Oberteil dadurch höhenverschiebbar gemacht.

5. Ein spezieller Sensor oder die lnitiatoren 29 melden das ordnungsgemäße Ausrücken der Zahnkupplung Z, und geben sozusagen die Freigabe zur Höhenverstellung an die Steuerung.

6. Der Verschließer-Antriebsmotor M wird durch die Steuerung eingeschaltet und dreht je nach Übersetzung und Gewindesteigung der Gewindespindel 8 die Gewindespindel 8, bis die Hohlwelle 10 auf die gewünschte Höheneinstellung kommt, die entweder programmiert oder durch nicht dargestellte Sensoren ermittelt wird. Der Verschließer-Antriebsmotor M wird stillgesetzt.

7. Der Pneumatikzylinder 26 entlastet die Betätigungswelle 27, so dass die Federn 40 die Hohlkeilwelle 37 nach unten schieben und die Zahnkupplung Z einrücken. Über den Verschließerantriebsmotor kann eine langsame Drehung der Antriebswelle 6 erfolgen (Schleichgang), um die Eingriffsposition der Stirnverzahnungen 38 an den Kreisringscheiben 34, 36 zu finden. Das ordnungsgemäße Einrücken der Zahnkupplung Z wird registriert und an die Steuerung gemeldet. Damit wird ein Freigabebefehl ausgegeben, der die Schaltung in die Antriebsfunktion bestätigt.

8. Die Klemmung 30 an der Drehmomentstütze 3 wird fixiert und das Oberteil dadurch in der Höhenposition verriegelt.

9. Die Feststellbremse 14 wird gelöst. Die Lösestellung der Feststellbremse 14 wird an die Steuerung gemeldet.

10. Der Verschließer wird wieder in den Produktionsbetrieb genommen.

[0043] Besonders zweckmäßig wird hier eine automatisierte Höhenverstellung vorgenommen. Dies ist auch dann zweckmäßig, wenn der Verschließer in einer Reinraum-Umgebung arbeitet, weil dann kein Bedienungspersonal in den Reinraum einzutreten braucht, um eine Höhenverstellung vorzunehmen. Dank des großen Höhenverstellbereiches können alle bekannten Behältergrößen gefahren werden. Ferner ist es möglich, allen möglichen Verschließerarten (ALU, SV, KK, NK, ASK, etc.) und alle Verschließergrößen (TK) mit dieser Höhenverstellung zu bestücken.

Ansprüche

1. Verschließer (V) für Behälter (B), mit einem durch einen Verschließer-Antriebsmotor (M) zum Transport der Behälter an einem Unterteil (U) antreibbaren Behälterträger (7), und einem zumindest ein Verschließerelement (E) tragenden, ebenfalls vom Verschließer-Antriebsmotor (M) drehantreibbaren Oberteil (O), der relativ zum Unterteil (U) zumindest zur Anpassung an unterschiedliche Behälterhöhen höhenverstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (O) mittels des Verschließer-Antriebsmotors (M) höhenverstellbar ist, und dass ein Kupplungssystem (K) vorgesehen ist, das wahlweise zwischen einer Antriebsfunktion und einer Oberteil-Höhenverstellfunktion schaltbar ist.

2. Verschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschließer-Antriebsmotor (M) ein in einem den Unterteil (U) tragenden Tisch (1) angeordneter Getriebeservomotor ist.

3. Verschließer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (O) bei eingeschalteter Oberteil-Höhenverstellfunktion bis zur Drehentkopplung vom Verschließer-Antriebsmotor (M) gegenüber dem Unterteil höhenverstellbar ist.

4. Verschließer nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Oberteil (O) und dem Unterteil (U) eine relativ zum Unterteil (U) in einer mit dem Behälterträger (7) verbundenen Außenwelle (9) höhenverstellbare Hohlwelle (10) mit Innengewinde und in der Hohlwelle (10) eine mit dem Verschließer-Antriebsmotor (M) drehverbundene Gewindespindel (8) mit mit dem lnnengewinde kämmendem Außengewinde (8a) vorgesehen sind, und dass die Gewindespindel (8) bei eingeschalteter Oberteil-Höhenverstellfunktion mittels des Verschließer-Antriebsmotors (M) relativ zur Hohlwelle (10) drehbar ist und die Hohlwelle (10) mit dem Oberteil (O) relativ zur Außenwelle (9) höhenverstellt.

5. Verschließer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (K) auf einer mit dem Verschließer-Antriebsmotor (M) und der Gewindespindel (8) verbundenen Antriebswelle (6) mit Längskeilstruktur (32) eine in einem mit dem Behälterträger (7) verbundenen Außenrohr (47) linear zwischen Positionen entsprechend der Antriebsfunktion und der Oberteil-Höhenverstellfunktion auf der Antriebswelle (6) verstellbare Hohlkeilwelle (37) aufweist, und dass zwischen der Hohlkeilwelle (37) und dem Außenrohr (47) eine durch die Linearverstellung der Hohlkeilwelle (37) aus- und einrückbare Zahnkupplung (Z, 38) vorgesehen ist, über die die Hohlkeilwelle (37) wahlweise mit dem Außenrohr (47) drehkuppelbar ist.

6. Verschließer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnkupplung (Z, 38) durch Federkraft zur Einrückstellung vorgespannt ist, vorzugsweise durch zwischen der Hohlkeilwelle (37) und einer Drehlagerung (33) der Antriebswelle (6) im Außenrohr (47) vorgesehene Federn (40).

7. Verschließer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnkupplung (Z) direkt oder indirekt durch einen fernbetätigbaren Aktuator (A), vorzugsweise einen Pneumatikzylinder (26), ausrückbar ist, vorzugsweise indirekt durch eine vom Pneumatikzylinder linear verstellbare, in der Antriebswelle (6) verschiebbar angeordnete und mit der Hohlkeilwelle (37) gekuppelte Betätigungswelle (27).

8. Verschließer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Betätigungswelle (27) und der Hohlkeilwelle (37) eine wahlweise lösbare Rastkupplung (R) vorgesehen ist, vorzugsweise eine Rastkupplung (R) mit sternförmig durch Fenster (49) der Antriebswelle (6) in Eingriffsvertiefungen (46) der Hohlkeilwelle (37) einschiebbaren, an der Betätigungswelle (27) angeordneten Rastmitnehmern (45), die durch eine Teil-Drehbewegung (32) der Betätigungswelle (27) relativ zur Antriebswelle (6), vorzugsweise unter Federkraft, in die Fenster (49) zurückziehbar sind.

9. Verschließer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,
, dass für den drehantreibbaren Oberteil (O) eine wahlweise betätigbare, vorzugsweise mechanische, pneumatische oder magnetische, Feststellbremse (14) vorgesehen ist, vorzugsweise zwischen einer Klemmscheibe (13) des Oberteils (O) und einer drehfest abgestützten Deckelscheibe (15).

10. Verschließer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Oberteil (O) und einer verschließerfesten, zur Verschließerachse parallelen Drehmomentstütze (3) eine entlang der Drehmomentstütze (3) verfahrbare, wahlweise betätigbare, vorzugsweise pneumatische, Klemmvorrichtung (30) vorgesehen ist, mit der, vorzugsweise, der Oberteil (O) in einer gewählten Höheneinstellung fixierbar und, vorzugsweise, eine im Betrieb des Verschließers (V) drehfest abzustützende Deckelscheibe (15) mit daran angebrachter Verschließerkurve (16, 17) an der Drehmomentstütze (3) festlegbar sind.

11. Verschließer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (6) den Verschließer-Antriebsmotor (M) nach unten durchsetzt, dass die Betätigungswelle (27) aus dem freien Antriebswellenende austritt und mit dem Pneumatikzylinder (26) in Wirkverbindung ist, und dass an der Betätigungswelle (27) eine Sicherungsscheibe (28) zur Höhenpositionsabfrage der Hohlkeilwelle (37) bzw. der Zahnkupplung (Z) bzw. des Oberteils (O) angeordnet ist.

12. Verschließer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem, vorzugsweise abgekapselten, Bereich zwischen dem freien Antreibswellenende und dem Pneumatikzylinder (26) ein Sicherungsbolzen (50) für die Rastkupplung (R) sowie Initiatoren (29) zur Zahnkupplungs- und/oder Höheneinstellungsüberwachung platziert sind.

13. Verschließer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (O) zumindest mit der Außenwelle (9) über mehrere in Umfangsrichtung verteilte, parallel zur Verschließerachse veschiebbare Verdrehsicherungsbolzen (51) drehverbunden ist, und dass die Drehverbindung durch eine Übermaß-Höhenverstellung des Oberteils (O) bis zur Drehentkopplung des Oberteils (O) vom Verschließer-Antriebsmotor (M) lösbar ist, wobei, vorzugsweise, zwischen der Hohlwelle (10) und dem Oberteil (O) eine Drehlagerung (52) und zwischen der Hohlwelle (10) und der Außenwelle (9) eine Drehsicherung (53) vorgesehen sind.

14. Verschließer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Höhenverstellungen des Oberteils (O) über eine Steuervorrichtung automatisiert durchführbar sind, vorzugsweise unter Berücksichtigung in der Steuervorrichtung aufrufbar gespeicherter oder in diese eingegebener Sortenparameter von Behältern (3) und/oder Verschlüssen und/oder Verschließerelement-Typen.

Zeichnung