专利名称：用盖子封闭容器的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用盖子封闭容器的装置和方法。
背景技术：
现有技术中用盖子封闭例如PET塑料瓶子的装置已经出现了很长一段时间了。这 些塑料瓶子通常在其口部具有外螺纹，盖子被螺接在该外螺纹上。在这种螺接过程中，必须得考虑多种情况。例如，塑料容器具有所谓的紧固环，盖 子的防动条(tamperproof strip)必须被推进到该紧固环上。为了达到该目的，封闭装置 必须超过一定的扭矩，以便克服紧固环。然而，另一方面也要注意的是，封闭扭矩不超出特定的极限值，因为，否则的话，可 能破坏螺纹或盖子，或者瓶子被封闭得太紧。JP 11 124 196 A描述了一种用于封闭容器的装置。其中，控制装置检测位于盖子 和瓶口间的螺纹接合的起始位置。还提供有移动传感器，其检测容器盖子的(绝对)移动 路径。特别地，在前述装置中，反向旋转发生，直到行程传感器检测到螺纹结束。然后，容器 的封闭过程以受旋转角度控制的方式发生。然而，该步骤相对复杂，因为如上所述地，首先 必须借助反向旋转检测到螺纹。JP 61 15 591 A描述了另一种用盖子封闭容器的装置。其中，首先也发生容器盖 子的反向旋转，直到螺纹被检测到。接着，以时间可控方式发生封闭过程，或者，限定一起始 角度，再以受旋转角度控制的方式发生封闭过程。EP 11 32 331 Bl公开了一种封盖机和方法。其中，容器螺纹和盖子螺纹之间的相 互接合的起始位置被检测，其中，盖子也被旋转通过预定的旋转角度，相互接合的起始位置 用作参照点。该方法中，盖子与容器的初始接合必须首先以相对复杂的方式来确定。DE 10 124 659 Al描述了一种用于将螺纹盖子螺接到容器上的装置。该情况下， 进行旋转速度的监控，并在可驱动心轴和封闭头之间提供磁耦合。从JP 2000327 086 A中 可知另一种用于封闭容器的装置。其中，提供摄像装置，其检测盖子和容器的两螺纹间的接合。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于封闭容器的装置和方法，与现有技术相比，它们 更为简单，且很可能成本也低。该目的通过独立权利要求的主题实现。有利的实施方式和进一步的改进构成从属 权利要求的主题。依据本发明，一种用盖子封闭容器的装置，具有至少有时支撑或保持所述盖子的 至少一个封闭头，以及相对所述容器旋转所述盖子的旋转驱动器。依据本发明，所述装置具有距离检测设备，在封闭过程中，所述距离检测设备至少 不时检测所述容器的口和所述盖子之间在所述容器的纵向上的距离。
由于所述容器通常例如借助保持所述容器的支承环(carrying ring)的钉板 (spike plate)位于精确的高度，在封闭装置中的合适位置可以检测所述盖子或所述封闭 头到所述容器的口和例如支撑所述容器的支撑装置的距离。因此，本发明基于这样的知识， 即封闭状态可以从所述盖子相对所述容器在所述容器的纵向上的相对位置来推断。有利地，所述旋转驱动器绕所述容器的纵轴旋转所述盖子。然而，旋转所述容器也 是可能的。如现有技术中有时建议的，检测所述盖子的螺纹和所述容器的螺纹之间的接合时 间是相对复杂的，因为，在封盖过程中，所述容器的口和所述盖子均不在所述容器的圆周方 向上。因此，现有技术中，预测封闭过程的结束(即达到旋转角度)也是不可能的。然而，本发明利用了这样的情况，即例如在所述容器的已封闭状态中，所述盖子到 所述口是精确限定的距离。由于一方面所述盖子通常可靠地固定到所述封闭头中或封闭锥 体中，另一方面通常由弹簧将所述盖子推到所述容器的螺纹中，精确的高度位置被界定。所述容器有利地是带螺纹的容器，特别是带外螺纹。有利地，所述封闭头不仅可以 旋转，而且可以在所述容器的纵向上相对所述容器移动。特别优选地，所述旋转驱动器旋转 所述盖子，所述容器优选地以相对旋转固定的方式被保持。有利地，所述装置具有处理器，其从检测出的距离确定所述盖子相对所述容器的 封闭状态。该实施方式中建议，首先，确定所述螺纹和所述容器的口或(或所述装置的)另 一参照点之间的距离，其次，从该距离推断封闭状态，例如可以确定出为了彻底封闭所述容 器或将防动条卡止在紧固环上所仍需要的旋转圈数。在这种情况下，所述处理器可以考虑 所述螺纹的特定特征，例如螺纹间距或螺纹高度。因此优选地，所述距离检测设备构建为其在封闭过程中，即在所述盖子已被部分 螺接到螺纹上但所述容器还未被彻底封闭的期间内，至少检测所述距离一次。如果上述高 度位置在此特定时刻适时地被精确地测量，且该测量被提供给优选为伺服驱动器的驱动设 备，后者能基于螺纹间距以非常精确的方式计算即将达到的封闭过程的终点。也可能的是，在此刻适时地确定所述防动条是否已克服所述紧固环、所述盖子是 否已被干净地引导到螺纹中，以及与所述盖子到所述容器上的精确匹配之间的距离。因此， 相比于现有技术，所述盖子的更好的控制是可能的，这需要考虑的情况是，位于较高位置的 盖子目前在封闭装置自身中还不能被检测到。另外，所述防动条克服所述紧固环所需的力 也不再起任何作用，从而特别是在整个封闭过程中，此步骤可利用相同(最大)的扭矩来完 成。现有技术中公开了某些情况下在已达到最大扭矩之后再减小扭矩的装置。优选地，一 旦所述防动条已可靠地克服了所述紧固环，依据本发明的所述装置将扭矩减小到较低的最 终扭矩，在封闭过程结束时，利用该最终扭矩将所述盖子固定到所述容器上。优选地，所述距离检测设备检测所述封闭头和支撑所述容器的部件之间的距离。 在此，应考虑到要确保所述盖子被可靠地固定在封闭锥体或所述封闭头中，从而所述盖子 的位置可从所述封闭头的位置推导出来。支撑所述容器的部件，或支撑部件，可以是例如所谓的钉板，该钉板不仅在容器的 支承环处支撑所述容器，而且防止所述容器的任何旋转。通过利用该钉板，所述容器被固定在指定高度。有利地，所述位置检测装置以这样 的方式位于所述装置中，即在所述盖子已被引导到所述容器的螺纹中但还未紧密地螺接到所述容器的螺纹上的时刻适时地检测所述距离。在另一有利实施方式中，所述装置具有预加载设备，该预加载设备在封闭过程中 至少不时在所述纵向上将所述盖子推到所述容器的口上。这意味着，例如在所述容器直立 时，所述盖子被预加载到所述容器底部的方向上。在封闭过程开始时或在封闭过程中，通过 所述预加载设备或弹簧将所述盖子推到螺纹中。因此，所述盖子相对所述容器的位置被精 确地限定。然而，也可以想像的是，预加载设备在相反方向上预加载所述盖子，即远离所述 容器口。有利地，所述装置具有存储设备，其中存储有所述容器(和/或所述盖子)的螺纹 的特征数据。这些数据可以是例如(所述容器和/或所述盖子的)螺纹间距或螺纹高度。 基于这些数据，所述处理器可以从测量的所述螺纹和所述容器之间的距离来确定出出为实 现所述容器的彻底封闭或至少直到所述防动条已克服所述紧固环所述盖子仍需被旋转的 旋转角度。有利地，所述装置具有沿预定传送路径传送所述容器的传送设备。该情况下，也可 以沿所述传送路径引导或移动例如上述的支撑部件。有利地，所述装置具有上面设置多个 容器的支承件。也可能的是，提供多个封闭头，从而可以同时封闭多个容器。特别优选地， 所述预定传送路径是圆形路径。而且，在所述容器的传送过程中，所述盖子也有利地被应用 到所述容器。在另一有利实施方式中，所述距离检测设备具有测量部件，该测量部件选自包括 电感式测量部件、电容测量部件、光学测量部件、机械测量部件和类似测量部件的一组测量 部件。因此，可以利用各种不同的物理长度测量方法。例如，优选地，磁场变化的二维检测 是可能的，从而圆形传送路径上的所述盖子在高度和角位置两方面的位置可以通过单个测 量装置检测到。举例来说，该磁场变化可以通过所述封闭头的移动而带来，该封闭头被设置接近 或远离指定传感器。所述距离检测设备也可以构建为，所述距离被持续测量，并仅在检测到 所述距离处于一精确定义的极限值时，确定出所述封闭头必须仍被旋转经过预定的旋转角 度。所述距离检测设备也可构建为，其例如在所述距离低于一指定值时输出信号，。在另一有利实施方式中，所述封闭头相对所述容器的位置可以改变。例如，所述封 闭头可以先朝着所述容器移动所述盖子，再开始实际的螺接过程。本发明还涉及一种用盖子封闭容器的方法，其中，所述盖子被旋转到所述容器的 口上。依据本发明，在封闭过程中，至少检测所述容器的口(或所述容器的另一部分)和所 述盖子之间在所述容器的纵向上的距离一次。应当指出的是，可以测量所述盖子和实质上 所述容器的任意部分(其用作参照点)之间的距离。有利地，检测所述盖子和支承环或支 撑所述支承环的部件之间的距离。在另一较佳方法中，一旦封闭过程开始，但(显然地)在封闭过程结束之前，所述 距离被检测。例如，可能的是，所述盖子先被旋转特定的旋转角度，接着进行距离测量，接 着，基于该距离测量值确定出为了彻底封闭所述容器所述盖子仍需旋转的旋转角度。也可 能的是，(特别是在封闭过程中)多次检测所述距离，且测量的值用于形成平均值。可能的是，位置检测设备设置为其角位置相对所述封闭头是可变的，但其也以相 对用于传送所述盖子的传送装置是可变的方式设置。
在一较佳方法中，在封闭过程中，相对所述容器的口预加载所述盖子。优选地，在 所述容器底部的方向上相对螺纹预加载所述盖子。
其他优点和实施方式可从附图得知，附图中
图1是一种用于封闭容器的装置的示意图2示出说明封闭过程的详细示意图。
标号清单
1装置
2封闭头
4驱动马达、驱动设备
8心轴
10容器
IOaΠ
IOb紧固环
IOc螺纹
12盖子
14距离测量设备
16处理器、控制设备
18弹簧部件
20中心轴
22支撑部件、支撑板
24突起
X、Y旋转轴
32,34齿轮
36驱动设备
38主支承件
d距离
Pl箭头
P方向
L纵向
具体实施例方式图1示出了依据本发明的用于封闭容器10的装置1。该装置具有中心轴20，其通 过例如伺服马达等驱动设备36绕旋转轴X旋转。多个驱动设备4设置在该中心轴20上， 从而同样地绕轴X旋转。这些驱动设备4或伺服马达起到驱动各个封闭头2的作用，封闭 头2将容器盖子螺接到容器10上。特别地，驱动设备4驱动第一齿轮32，此处其设计为长的轮子(long wheel)，其齿 在箭头P的方向上延伸。该齿轮32驱动第二齿轮34。该齿轮34也可在P方向上相对所述第一齿轮32移动，从而所述封闭头2可以同样地在P方向上上下移动。该情况下，封闭 头可以设置在洁净室(clean chamber)中，驱动设备4可以设置在洁净室外面。封闭头在 P方向上的驱动可通过引导凸轮进行。标号8指心轴或盖子弹杆，支撑容器盖子12的封闭头2可以在其上上下移动。容 器通过支撑部件22 (即支撑容器的部件)或钉载体(spike carrier)所夹持。容器10在P 方向上的位置因此被精确地限定。由于容器的螺纹高度和螺纹间距都是已知的，螺纹也被 限定在P方向上的精确位置。标号18是在容器的方向(即箭头Pl方向)上预加载封闭头2的弹簧部件。这样， 盖子被推到螺纹中，从而其位置被精确限定。标号14以高度概略的方式示出距离测量设备，其检测封闭头2和支撑部件22之 间的距离。根据应用，该距离测量设备14能以可移动的方式设置，S卩，既可相对轴Y在圆周 方向上移动，也可绕轴X在圆周方向上移动。轴Y是旋转轴，盖子相对其被螺接到容器10 上。该轴特别地也是容器10的旋转轴或对称轴，特别地也是容器的纵向L。优选地，距离检 测设备在L方向上也是可移动的。标号16是控制各个驱动马达4的处理器或控制设备。该控制特别根据由距离测 量设备14输出的输入信号而发生。根据该信号，马达4被驱动，盖子必须(绕轴4)相对容 器被旋转预定的旋转角度，以便可靠地封闭容器，特别是达到紧固环被防动条克服的状态。 标号36是绕轴X传送容器的另一驱动设备。各个马达4设置在主支承件38上。图2示出了该过程的更详细的示意图。此处也可以看出的是，容器10的口 IOa位 于支撑部件22上，其中，该情况下的该支撑部件22带有尖的突起24，该突起M防止容器的 任何旋转。更具体而言，容器10借助其紧固环10被支撑在该板上。此处仅其下部(即防 动条部分)可见的盖子12被螺接到相应容器10的螺纹IOc上。为此目的，盖子2被封闭头2夹持，由此盖子相对封闭头2的位置是精确限定的。 借助距离测量设备14，测量封闭头2和板22之间的距离d。这是可以想像的，例如当这两 个部件各由导电材料制成时。从该距离d，也可以确定出盖子12相对螺纹IOc和/或相对 于容器10在容器的L方向上的位置。根据测量的距离d，相应的值可被输出到驱动设备4(也参照图1)，以便限定封闭 头仍须旋转经过的旋转角度。同样也可能的是，首先进行大致的距离测量，以便检查盖子是否已与容器口的螺 纹接合。在封闭过程中的较晚时刻，可适时地进行精确测量，以便精确地确定出盖子仍须旋 转经过的旋转角度。也可能的是，在封闭过程中，至少检测盖子的旋转位置一次。本申请文件中公开的所有特征对本发明而言均是必要的，不论是单独或相互结 合，相比于现有技术均是新颖的。
权利要求
1.一种用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其中，所述装置(1)具有至少有时支撑 盖子(1 的封闭头O)，并设有相对所述容器(10)旋转所述盖子(1 的旋转驱动器G)， 其特征在于，所述装置(1)具有距离检测设备(14)，该距离检测设备(14)在封闭过程中至 少不时地检测所述容器(10)的(IOa)和所述盖子(12)之间在所述容器(10)的纵向(L) 上的距离(d)。
2.根据权利要求1所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征在于，所述装 置(1)具有从检测的距离(d)确定出所述盖子(1 相对所述容器(10)的封闭状态的处理 器(16)。
3.根据至少一项前述权利要求所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征 在于，所述距离检测设备(14)检测所述封闭头(2)和支撑所述容器的部件02)之间距离。
4.根据至少一项前述权利要求所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征 在于，所述装置(1)具有预加载设备(18)，该预加载设备(18)在封闭过程中至少不时在所 述纵向(L)上将所述盖子(12)推到所述容器(10)的口(IOa)上。
5.根据至少一项前述权利要求所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征 在于，所述装置(1)具有存储所述容器(10)的螺纹的特征数据的存储设备。
6.根据至少一项前述权利要求所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征 在于，所述装置(1)具有沿预定传送路径传送所述容器(10)的传送设备。
7.根据至少一项前述权利要求所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征 在于，所述距离检测设备(14)具有测量部件，该测量部件选自包括电感式测量部件、电容 测量部件、光学测量部件、机械测量部件和类似测量部件的一组测量部件。
8.根据至少一项前述权利要求所述的用盖子(1 封闭容器(10)的装置(1)，其特征 在于，所述封闭头⑵相对所述容器(10)的位置可以被改变。
9.一种用盖子(1 封闭容器(10)的方法，其中，所述盖子(1 被旋转到所述容器 (10)的口(IOa)上，其特征在于，在封闭过程中，至少检测所述容器(10)的口(IOa)和所述 盖子(12)之间在所述容器(10)的纵向(L)上的距离(d) —次。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在封闭过程中，相对所述容器(10)的口 预加载所述盖子(12)。
全文摘要
本发明公开了一种用盖子(12)封闭容器(10)的装置(1)，其中，所述装置(1)具有至少不时支撑盖子(12)的封闭头(2)，并设有相对所述容器(10)旋转所述盖子(12)的旋转驱动器(4)。依据本发明，所述装置(1)具有距离检测设备(14)，在封闭过程中，该距离检测设备(14)至少不时检测所述容器(10)的口(10a)和所述盖子(12)之间在所述容器(10)的纵向(L)上的距离(d)。
文档编号B67B3/20GK102139848SQ20101062096
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月22日
发明者哈特穆特·戴维森 申请人:克朗斯股份有限公司