專利名稱：用于安裝預(yù)螺紋蓋的擰入滾壓頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擰入滾壓頭，其用于將預(yù)螺紋蓋安裝在具有螺紋 頸部的容器上。
背景技術(shù)：
瓶子的預(yù)螺蓋具有圃柱形壁，該圃柱形壁由可變形的金屬材料(例 如，鋁或類似材料)制成，其在將蓋擰在瓶子的頸部上之后，通過滾 壓接受低溫塑性變形操作。這種滾壓操作會使蓋的側(cè)壁的環(huán)狀部分在 螺紋部的底部處，相對于設(shè)置在容器頸部上的環(huán)狀槽產(chǎn)生變形。本發(fā)明涉及一種被設(shè)計成能夠共同實現(xiàn)擰入和滾壓操作的加工頭。在文獻No.EP-A-l 519 891中披露了一種組合式擰入滾壓頭，其具 有權(quán)利要求1前序部分所含的特征。在該文獻披露的方案中，將蓋擰 在容器頸部頂面上的部件通過在蓋頂面上的摩擦工作，通過摩擦將夾 緊力矩作用于容器的頸部上會導(dǎo)致出現(xiàn)損壞蓋頂面的危險。特別是， 已知類型的擰入滾壓頭會導(dǎo)致出現(xiàn)損壞印在蓋頂面上的文字和圖像的 危險。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種用于安裝預(yù)螺紋蓋的組合式擰入滾壓 頭，其能克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。根據(jù)本發(fā)明，所述目的由一種具有形成權(quán)利要求1主題的特征的 檸入滾壓頭實現(xiàn)。
在參照附圖，在進行僅以非限定性例子提供的詳細說明的過程 中，能夠更清楚地了解本發(fā)明的頭的特點和優(yōu)點，其中 圖1為本發(fā)明的擰入滾壓頭的軸向剖面圖； 圖2為以圖1中頭的放大比例所示的軸向剖面圖； 圖2a為可以在圖2的平面視圖中看到的一部分頭的細節(jié)；
圖3， 4， 5和6顯示了本發(fā)明的頭的操作順序。
具體實施方式
參見圖1和圖2，標(biāo)號IO表示本發(fā)明的擰入滾壓頭。頭IO被設(shè)計 成能夠?qū)㈩A(yù)螺紋蓋12安裝在具有螺紋頸部的容器14上(在所說明的 例子中，所述容器為瓶子)。預(yù)螺紋蓋12本身是已知的，所迷蓋包括 一平面頂面l6和一大致圓柱形側(cè)表面18。蓋12包括一外裙部(其由 塑性可變形金屬材料制成的薄層形成)和一與設(shè)置在容器14頸部上的 螺紋部結(jié)合的螺紋內(nèi)側(cè)插入件。這種預(yù)螺紋蓋在頂面16之下還設(shè)有位 于金屬裙部內(nèi)的盤形柔性墊團。所述墊團被設(shè)計成壓在容器14的頸部 的前緣上。擰入滾壓頭IO包括第一支承件20，該支承件具有在圖1中由箭頭 22表示的螺旋運動。第一支承件20的螺紋運動由沿頭10的縱向軸線 26方向的直線運動(以雙頭箭頭24表示)和繞縱向軸線26的旋轉(zhuǎn)運 動形成。第一支承件20包括管狀心軸28，其與能夠?qū)Φ谝恢С屑?0 賦予螺旋運動的致動裝置(未示出)相連.由于致動裝置并不落入本 發(fā)明的保護范圍內(nèi)，因此，并未對該裝置進行說明。所述致動裝置可 通過被設(shè)計成能夠作用于螺紋頂部上且在壓蓋機領(lǐng)域中已知的任意方 式獲得。心軸28的底端固定在第一凸緣30上，該凸緣相對于心軸28沿徑向向外延伸。頭10包括第二支承件32,該支承件可沿縱向軸線26方向、相對 于第一支承件20運動并相對于第一支承件20可轉(zhuǎn)動地固定。其意味 著第二支承件32既繞軸線26轉(zhuǎn)動，又相對于第一支承件20固定， 同時，其能夠自由進行相對于第一支承件20、沿軸線26方向的位移。 第一支承件20與第二支承件32之間的連接通過多根導(dǎo)引桿34獲得， 這些桿平行于縱向軸線26延伸。每一導(dǎo)引桿34均具有一固定在第二 支承件32上的底端以及一頂端，該頂端接合以便其能夠在設(shè)置于第一 支承件20的凸緣30中的孔中滑動。頭10包括多根沿圓周方向彼此以 一定間距設(shè)置的導(dǎo)引桿34。在附圖中僅僅能看到這些導(dǎo)引桿34中的一 根。例如，可以以彼此成90。的角度距離設(shè)置四根導(dǎo)引桿34。在第一支承件20與第二支承件32之間設(shè)置彈性壓縮裝置，從而 能夠推動第二支承件32離開第一支承件20。參見圖2和2a，所述彈性
裝置采用了相對于相應(yīng)導(dǎo)桿34同軸布置的螺旋壓縮彈簧36， 38的形 式。第一系列彈簧36 (圖2a)施加較低強度的力。第二系列彈簧38 (圖2)施加較高強度的力。第二系列彈簧38作用并且僅在第二支承 件32相對于第一支承件20運動(其大于預(yù)設(shè)域值)之后產(chǎn)生較高強 度的力。當(dāng)?shù)诙С屑?2相對于第一支承件20沿軸向的相對運動小 于所述域值時，第二支承件32恰好受到彈簧36產(chǎn)生的力(較小強度 的力)的影響。當(dāng)?shù)诙С屑?2相對于第一支承件20的軸向運動超 過所述域值時，第二支承件32受到由彈簧36和38產(chǎn)生的彈力總和的 影響。例如，由彈簧36產(chǎn)生的較低強度的力可處于15kg的范圍內(nèi)， 而由彈簧36和38產(chǎn)生的較高強度的力可在50kg的范圍內(nèi)。在最初3-4mm的運動期間，第二支承件32受到較低強度力的影響，隨后在大約 12mm的運動期間，第二支承件32受到較高強度的力的影響。如在下 面描述的那樣，第一運動能夠?qū)崿F(xiàn)蓋的擰入，第二運動能夠?qū)崿F(xiàn)蓋的 滾壓。第二支承件32包括管狀套筒40和固定在管狀套筒40上并沿徑向 從管狀套筒40向外伸出的凸緣42。導(dǎo)桿34固定在第二支承件32的凸 緣42上。管狀套筒40沿第一支承件20的方向，相對于頭10的縱向軸 線26同軸延伸。第一支承件20帶有相對于凸緣30固定的凸輪44。凸 輪44朝第二支承件32延伸并具有與管狀套筒40的頂端滑動接觸的底。在套筒40以及凸輪44中均存在的臺肩限制了沿軸線26的方向、 笫一支承件20與第二支承件32之間的最大位移。第二支承件32的凸緣42帶有至少一個繞橫向軸線46鉸接的振動 臂46。振動臂46可以在非工作位置與工作位置之間運動，并且，在其 底端帶有一空轉(zhuǎn)滾壓盤5<>，其被設(shè)計成能夠?qū)崿F(xiàn)蓋12的側(cè)壁l8的滾 壓。振動臂46包括伸出部52，該伸出部繞第二軸線S4鉸接并與壓縮 彈簧54配合。振動臂46的伸出部52帶有與第一支承件20的凸輪44 配合工作的空轉(zhuǎn)輪58。壓縮彈簧59能夠朝其非工作位置推動振動臂 46。通過彈簧56和59的作用，始終保持振動臂"的輪58與凸輪44 接觸，頭10最好設(shè)有兩個或更多振動臂46，這些振動臂沿圓周方向彼 此以相等的間距設(shè)置并設(shè)有相應(yīng)的滾壓輪60。不同的振動臂46均與相 同的凸輪46相配合。
頭10包括用于檸入蓋的裝置60，該裝置包括與頭10的縱向軸線 26同軸的管狀軸62。管狀軸62沿軸向、相對于笫二支承件32固定并 通過第二支承件32的管狀套筒40、以繞軸線26可轉(zhuǎn)動的方式被支承. 在附圖中所示的實施例中，通過一對徑向軸承64和一對軸向軸承66， 由管狀套筒40承載管狀軸62。通過力矩限制裝置68，使管狀軸62與 第二支承件32轉(zhuǎn)動連接。在附圖所示的例子中，力矩限制裝置68由 磁力離合器構(gòu)成，該離合器包括兩個彼此通過磁力結(jié)合在一起的環(huán) 70， 72。第一環(huán)70相對于第二支承件32的管狀套筒40固定，第二環(huán) 72相對于管狀軸62固定。擰在管狀軸62的螺紋部上的環(huán)形螺母74能 夠調(diào)節(jié)兩個環(huán)70， 72之間的軸向間隙，以便改變力矩限制裝置68的 干涉域值。低于力矩的預(yù)設(shè)域值(可通過環(huán)形螺母74調(diào)節(jié)的值)，軸 62相對于第二支承件32轉(zhuǎn)動。當(dāng)在第二支承件32與管狀軸62之間傳 遞的力矩超過力矩限制裝置68的干涉域值時，管狀軸62相對于第二 支承件32自由轉(zhuǎn)動。用于檸入蓋的裝置60包括設(shè)置在管狀軸62的底端處的夾具76. 夾具76在管狀軸62的底端包括多個繞橫向軸80鉸接的搖臂78。搖臂 78 (例如為三個)在它們的底端處帶有由彈性材料制成的塊體82，這 些塊體具有圓柱形區(qū)域，這些區(qū)域的周長與蓋12的外周長相等。大體 形成夾具76的搖臂78可以在打開位置與關(guān)閉位置之間運動。搖臂78 的頂端具有相應(yīng)的徑向附件84,這些附件與具有控制桿88的設(shè)置在底 端的凸輪部分86配合。控制桿88同軸安裝在管狀軸62內(nèi)并可沿縱向 軸線14方向、相對于管狀軸62滑動。環(huán)狀彈簧83保持臂的徑向附件86與凸輪部分86接觸?？刂茥U88的頂端與一致動凸輪(未示出)配合。螺旋壓縮彈簧90 始終向上推動控制桿86;因此，夾具通常是閉合的。與控制桿8S配套 的凸輪克服彈簧卯的作用向下推動控制桿，從而能夠在壓蓋機的工作 周期的預(yù)設(shè)步驟中打開夾具。夾具76與安全裝置92相結(jié)合，該安全裝置能夠在容器"上沒有 蓋12情況下，防止夾具閉合。安全裝置92包括環(huán)繞搖臂78的外側(cè)的 環(huán)94。環(huán)94可以在降低位置與升高位置之間，沿頭10的縱向軸線26 方向運動。環(huán)94具有環(huán)狀槽96，該槽在環(huán)94的升高位置處能夠接收 形成于搖臂78外側(cè)上的凸起98。安全裝置92包括中央觸銷100，該銷
通過橫向銷102固定在環(huán)94上。觸銷100通過具有較低強度的力的彈 簧104被向下推動。頭10包括中央件106,該中央件通過一系列軸向柱108被固定在 第二支承件32。相對于管狀軸62空轉(zhuǎn)的靜止件IIO被固定在管狀軸62 的底端上并被設(shè)定在形成夾具76的振動臂78的內(nèi)側(cè)。下面，對本發(fā)明的頭io的操作進行說明。容器12本身位于頭10之下并且蓋12插至容器的頸部上，但尚未 擰入。最初，頭IO呈現(xiàn)圖2所示的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，夾具10在打 開位置，第二支承件32與第一支承件20相距最大距離，并且，承載 滾壓輪50的臂46處于它們的非工作位置(向外分叉的位置)。從上述結(jié)構(gòu)開始，第一支承件20以螺旋運動向下運動，在該第一 步，第二支承件i32相對于第一支承件20、以固定方式運動。通過力矩 限制裝置68相對于第二支承件32固定管狀軸62。圖3顯示了頭IO接近蓋12的步驟。靜止件IIO抵靠在蓋102的頂 端上。蓋12的頂面16克服彈簧104的作用向上推動觸銷100。觸銷100 的向上運動向上推動環(huán)94。在升高位置，環(huán)94的環(huán)狀槽96處于對應(yīng) 于夾具96中臂78的外側(cè)凸起98的位置處。在該位置處，可閉合夾具。 安全裝置76的目的在于如果蓋12未存在于容器14上，則防止夾具 閉合。在實際中，在沒有蓋12的情況下，不會向上推動觸銷100，并 且，臂78的凸起98碰到環(huán)的內(nèi)側(cè)表面上，從而能夠防止夾具的內(nèi)表 面運動'此時，如圖4所示，向下推動控制桿88的凸輪升高，以便控制桿 88在彈簧卯的作用下向上移動?？刂茥U88的向上運動控制夾具76的 閉合。夾具76的塊體82夾持蓋12的一部分外表面。隨后，頭10將蓋12擰在容器14上。在擰動步驟期間，通過僅由 在第一支承20與第二支承件32之間起作用的彈簧36提供的較低強度 的彈力向下推動夾具76。在擰動的最后，與控制桿88相結(jié)合的凸輪控 制夾具的打開(圖6)。笫一支承件20的向下運動量大于擰動量。隨后， 一旦完成擰動步 驟，便中斷管狀軸62與第二支承件32的向下運動，而第一支承件20 的向下運動繼續(xù)進行。以此方式，壓縮第二彈簧38，從而在第二支承 件32上作用更大強度的力。 一旦完成擰入運動，磁力離合器68便開
始滑動以便管狀軸62與夾具76保持靜止，同時，笫二支承件32繞管 狀軸62轉(zhuǎn)動。在該步驟(如圖5所示)中，夾具76相對于蓋12靜止， 并且，通過大強度的力向下推動夾具76。該力將位于蓋12內(nèi)的可變形 墊閨壓在容器的頂緣上。在下一步驟中，開始滾壓加工。在完全檸入蓋12并通過高強度的 力向下推動蓋12的同時，第一支承件20的進一步向下運動通過凸輪 44控制臂46的振動，從而使?jié)L壓輪與蓋12的外壁接觸。第一支承件 20的進一步向下螺旋運動形成第二支承件32的純轉(zhuǎn)動運動，同時，以 彈性方式、將滾壓輪50壓在蓋12外緣上。滾壓輪50繞蓋12的轉(zhuǎn)動 產(chǎn)生在對應(yīng)環(huán)狀套環(huán)(其設(shè)置在容器的螺紋部的底部處)內(nèi)的蓋的塑 性變形。在滾壓步驟的最后，第一支承件20向上運動，并且，使頭10自 動返回圖2的最初位置。在蓋12不在容器14上的情況下，與夾具76相結(jié)合的安全裝置92 除了防止夾具76閉合以外，還能防止?jié)L壓運動，參見圖2，當(dāng)安全裝 置92的環(huán)94在降低位置時，在觸銷IOO還未提升所述環(huán)的情況下，臂 46的凸起112抵靠在環(huán)94的外表面上。參見圖3~6,當(dāng)環(huán)94處于升 高位置時，凸起112不會與環(huán)94發(fā)生干涉，并且，臂46能夠移動至滾 壓的位置處。以此方式，能夠避免在沒有蓋12的情況下，因直接在容 器14上滾壓而導(dǎo)致容器的破壞或損壞。在滾壓步驟的最后，這種頭能夠?qū)崿F(xiàn)隨后的擰緊蓋的最終步驟. 另外，由于對頭的打開和閉合進行了控制，因此，能夠在夾具打開的 情況下，進行滾壓步驟，因此，能夠進一步降低蓋上印花的損壞。當(dāng)然，在不偏離本發(fā)明的原理的情況下，結(jié)構(gòu)和方案的細節(jié)可根 據(jù)本申請披露和說明內(nèi)容而改變，因此，這些改變不應(yīng)落入由權(quán)利要 求限定的本發(fā)明的保護范圍之外。
權(quán)利要求
1.一種用于將預(yù)螺紋蓋(12)安裝在容器(14)上的擰入滾壓頭，其包括-被設(shè)計成能夠作螺旋運動的第一支承件(20)，該螺旋運動由沿縱向軸線(26)的直線運動和繞所述軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成；-第二支承件(32)，其可以相對于第一支承件(20)、沿所述縱向軸線(26)的方向運動并且相對于第一支承件(20)轉(zhuǎn)動固定；-用于擰入蓋的裝置(60)，其相對于第二支承件(32)沿軸向固定并且可相對于第二支承件(32)轉(zhuǎn)動；-力矩限制裝置(68)，該裝置連接在擰入裝置(60)與第二支承件(32)之間，其中，力矩限制裝置(68)能夠以低于預(yù)設(shè)力矩域值使擰入裝置(60)相對于第二支承件(32)轉(zhuǎn)動固定并且能夠以高于所述預(yù)設(shè)域值的力矩作用使擰入裝置(60)相對于第二支承件(32)轉(zhuǎn)動；-至少一個振動臂(46)，所述振動臂帶有一滾壓件(50)并且繞橫向軸線(48)鉸接至第二支承件(32)上，所述振動臂(46)可在工作位置與非工作位置之間移動并且與由第一支承件(20)承載的凸輪致動件(44)配合；以及-第一彈性裝置(36)，該裝置用于在蓋的擰入步驟期間，在第一支承件(20)與第二支承件(32)之間施加較低的軸向力，以及第二彈性裝置(38)，該裝置用于在滾壓步驟期間，在第一支承件(20)與第二支承件(32)之間施加較高的軸向力，所述頭的特征在于用于擰入蓋的裝置(60)包括夾具(76)，該夾具可在打開位置與閉合位置之間運動并且被設(shè)計成能夠沿其側(cè)壁夾緊蓋(12)，夾具(76)的打開和閉合運動由可沿軸向運動的控制桿(88)控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的頭，其特征在于夾具(76)與安全裝 置(92)相結(jié)合，該安全裝置能夠在容器(14)上沒有蓋(12)的情 況下，防止夾具(76)的閉合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頭，其特征在于所述安全裝置(92) 在容器(14)上沒有蓋(l2)的情況下，能夠防止所述振動臂(46) 朝工作位置移動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的頭，其特征在于所述安全裝置(92 ) 包括環(huán)(94)，該環(huán)可在降低位置與升高位置之間沿軸向運動并與觸 銷(100)相連，該觸銷抵靠在蓋(12)的頂面(16)上并且在其與蓋(12)接觸時，使所述環(huán)朝升高位置運動。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的頭，其特征在于所述環(huán)(94)具有環(huán) 狀槽(96)，該槽被設(shè)計成能夠在環(huán)(94)的升高位置處，接收夾具(76)的外側(cè)凸起(98)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的頭，其特征在于所述振動臂(46)具 有凸起(112),該凸起被設(shè)計成在環(huán)(94)處于其降低位置處時，抵 靠在環(huán)(94)的外表面上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的頭，其特征在于擰入裝置(60)包括 管狀軸(62 )，在其一端鉸接有多個形成所述夾具(76 )的搖臂(78)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的頭，其特征在于與夾具(76)結(jié)合的 控制桿(88)同軸設(shè)置在所述管狀軸(62)內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的頭，其特征在于第二支承件(32)包 括管狀套筒(40)和徑向凸緣(32)，該凸緣相對于所述管狀套筒(40) 沿徑向朝外延伸，用于擰入蓋的裝置(60)的上述管狀軸(62)同軸 設(shè)置在所述管狀套筒(40)內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的頭，其特征在于第一支承件(20) 包括徑向凸緣(30)，該凸緣通過多個導(dǎo)引桿(:34)與第二支承件(32) 的所述徑向凸緣(42)相連。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的頭，其特征在于所述第一和第二彈 性裝置包括螺旋壓縮彈簧(36， 38)，這些彈簧相對于所述導(dǎo)引桿(34)同軸設(shè)置。
全文摘要
用于將預(yù)螺紋蓋(12)安裝在容器(14)上的擰入滾壓頭，其包括被設(shè)計成能夠作螺旋運動的第一支承件(20)，該螺旋運動由沿縱向軸線(26)的直線運動和繞所述軸線的轉(zhuǎn)動構(gòu)成；第二支承件(32)，其可以相對于第一支承件(20)、沿所述縱向軸線(26)的方向運動并且相對于第一支承件(20)轉(zhuǎn)動固定；用于擰入蓋的裝置(60)，其相對于第二支承件(32)沿軸向固定并且可相對于第二支承件(32)轉(zhuǎn)動；力矩限制裝置(68)，該裝置連接在擰入裝置(60)與第二支承件(32)之間；至少一個振動臂(46)，所述振動臂帶有一滾壓件(50)并且繞橫向軸線(48)鉸接至第二支承件(32)上。用于擰入蓋的裝置(60)包括夾具(76)，其可在打開位置與閉合位置之間運動并且被設(shè)計成能夠沿其側(cè)壁夾緊蓋(12)，夾具(76)的打開和閉合運動由可沿軸向運動的控制桿(88)控制。
文檔編號B67B3/20GK101157432SQ200710105108
公開日2008年4月9日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月2日
發(fā)明者S·西里奧 申請人:阿羅爾股份有限公司