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EP3795530B1 - Closure device and method for closing screw caps - Google Patents

Closure device and method for closing screw caps Download PDF

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Publication number
EP3795530B1
EP3795530B1 EP20189635.4A EP20189635A EP3795530B1 EP 3795530 B1 EP3795530 B1 EP 3795530B1 EP 20189635 A EP20189635 A EP 20189635A EP 3795530 B1 EP3795530 B1 EP 3795530B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
value
torque
actual
closing
operating parameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20189635.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3795530A1 (en
Inventor
Maximilian Landstorfer
Johannes Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krones AG
Original Assignee
Krones AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krones AG filed Critical Krones AG
Publication of EP3795530A1 publication Critical patent/EP3795530A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3795530B1 publication Critical patent/EP3795530B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/26Applications of control, warning, or safety devices in capping machinery
    • B67B3/261Devices for controlling the tightening of threaded caps, e.g. testing the release torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2073Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means
    • B67B3/2093Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means whereby the applied torque limit is varied
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67BAPPLYING CLOSURE MEMBERS TO BOTTLES JARS, OR SIMILAR CONTAINERS; OPENING CLOSED CONTAINERS
    • B67B3/00Closing bottles, jars or similar containers by applying caps
    • B67B3/20Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps
    • B67B3/2073Closing bottles, jars or similar containers by applying caps by applying and rotating preformed threaded caps comprising torque limiting means
    • B67B3/208Electrical means responsive to the torque applied and acting on motor control means, e.g. strain gauges or power measurement means

Definitions

  • the invention is in the technical field of devices that automatically close screw caps on containers, for example motor-driven. It relates in particular to a closing device for closing screw caps comprising a motor and a drive train and designed to transmit power from the motor to the screw caps by means of the drive train.
  • a maximum motor torque is specified. This value can be easily recorded using existing systems and the motor can be controlled so that the maximum motor torque is not exceeded.
  • the motor torque here refers to the torque output by the motor. When transferred to the cap, this motor torque is divided at least into the inherent torque of the drive train and the torque acting on the screw cap. How tightly a screw cap is closed after closing can be quantified, for example, by the actual closing torque. The actual closing torque depends on the torque acting on the screw cap during the closing process. In addition, the properties of the screw cap and the counterpart, in particular the respective thread, also play a role when closing.
  • these can be quantified in the form of a counter torque.
  • the friction coefficients of the closure and counterpart, the geometry of the thread or the elasticity of the material can influence the magnitude of the counter torque.
  • the actual closure torque depends not only on the torque acting on the screw cap but also on this counter torque.
  • One object underlying the invention is therefore to provide a closing device and a method for closing screw caps, in which the deviation of the actual closing torque from the target closing torque is reduced on average.
  • the closing device mentioned at the outset comprises a control device which is designed to dynamically adapt the motor operation using a measured actual value of an operating parameter of the motor, for example an actual speed of the motor, a target closing torque, and an actual closing torque model.
  • the claimed dynamic adjustment enables a reliable reduction of the deviation of the actual closing torque from the target closing torque.
  • the target closure torque is understood to be a predetermined value that the actual closure torque should have after completion of the closure process.
  • the target closure torque can be stored anywhere, for example on a storage medium of the closure device and a separate storage medium. It can have been stored by a user. How high the target closure torque is and in what form or units it is specified depends on the actual application and can be selected appropriately by the specialist.
  • the closure device may further comprise an element that interacts directly with the closure, for example a screw head, which for holding the closure and/or the direct transmission of power during the closing process.
  • the motor can be an electric motor, for example.
  • the drive train can include a gear, for example.
  • the screw caps may comprise closures, for example lids, for containers, wherein the closures have a thread, in particular an internal thread.
  • Dynamic adaptation is understood here to mean that during the entire closing process, for example by means of a control process that receives the actual values of the operating parameters of the motor and adjusts the set values of the operating parameters of the motor in order to regulate to a predetermined target closing torque.
  • the closing device can in particular be designed in such a way that measurement and adaptation of the motor operation, in particular a calculation of the actual closing torque using the actual closing torque model, take place continuously.
  • the actual locking torque model can generate a value for the actual locking torque by calculating the difference between the engine torque (torque output by the engine) and the drive train's own torque.
  • the actual closure torque model is designed such that, based on a modeled torque acting on the closure, it provides a modeled actual closure torque resulting from this modeled torque.
  • the torque acting on the shutter can result from the motor torque, the inherent torque of the drive train and possibly other system parameters, such as friction, and is the torque that is transferred to the shutter.
  • the shutter torque depends on the torque acting on the shutter and the counter torque.
  • the counter torque can, for example, depend on the properties of the shutter and/or its counterpart, in particular their thread, as explained above. These properties and parameters can therefore be incorporated into the modeled torque acting on the shutter and the modeled shutter torque.
  • the actual shutter torque model may be designed to provide the torque acting on the shutter using a drive train model, wherein the Drivetrain model in particular includes a modeled inherent torque of the drivetrain.
  • the drivetrain model may be configured to provide a value of the drivetrain's inherent torque based on inertia and/or friction in the drivetrain.
  • control device is designed to dynamically adapt the engine operation based on a control loop.
  • control loop is designed to output a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value based on the measured actual value of the operating parameter and a predetermined target closure torque as input variables for at least one operating parameter to be set.
  • control loop is designed to determine a current value of the actual closure torque using the actual closure torque model and, based on a comparison of the current value of the actual closure torque with the value of the target closure torque, to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the at least one operating parameter to be set.
  • the control loop can be designed to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the operating parameter to be set such that, according to the actual closure torque model, an approximation of the value of the actual closure torque to the target closure torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.
  • the control device can be designed to set a value for an operating parameter on the engine which corresponds to the output value and/or is within the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.
  • the operating parameter to be set may include an engine speed and/or an engine torque.
  • the closing device can be designed to determine a value of a counter torque, in particular the counter torque described above, which is caused for example by the screw cap, by means of the actual closure torque model using a or the set value of the operating parameter, an expected actual value of the operating parameter and the measured value of the operating parameter.
  • the description also provides a closer, not specifically claimed, comprising at least one of the closing devices described above.
  • the closer can in particular be designed for continuous operation.
  • the closer, in particular the closer designed for continuous operation can be designed in the form of a machine comprising a plurality of the closing devices described above.
  • the machine can in particular be designed in the form of a rotary machine and comprise a plurality of closing devices according to the invention.
  • the closing devices can in particular be arranged on the outer circumference of a carousel of the rotary machine, which is designed to transport the containers to be closed.
  • the closing devices can be arranged at equal intervals on the outer circumference of the carousel.
  • the provision of several closing devices is advantageous for increased throughput. Especially in arrangements with a large number of closing devices, especially in rotary machines, it is particularly advantageous due to this high throughput to carry out the closing in a motorized manner, as quickly as possible but still precisely, so that the use of the closing device described above enables a high throughput with high quality, especially in such machines.
  • the description also provides a filling system, in particular for filling foodstuffs, which is not specifically claimed and which comprises one or more of the closing devices described above, in particular at least one of the closing machines described above, in particular at least one of the rotary machines described above.
  • the invention also relates to methods for closing screw caps, wherein force is transmitted from a motor to the screw caps by means of a drive train for closing.
  • the motor operation is dynamically adjusted using a measured actual value of an operating parameter of the motor, for example an actual speed, a target closure torque, and an actual closure torque model.
  • the actual closure torque model is designed such that, based on a modeled torque acting on the closure, it provides a modeled actual closure torque resulting from this modeled torque.
  • the process steps can be carried out as control processes, i.e. the steps can be carried out repeatedly and the values of the operating parameters can be adjusted dynamically.
  • the measurement of the actual value of the operating parameter and adjustment of the engine operation can in particular be carried out continuously.
  • the engine operation is dynamically adapted based on a control loop.
  • the control loop is designed to output a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value based on the measured actual value of the operating parameter and a predetermined target closing torque as input variables for at least one operating parameter of the engine to be set.
  • control loop is designed to determine a current value of the actual closure torque using the actual closure torque model and, based on a comparison of the current value of the actual closure torque with the target closure torque, to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the at least one operating parameter to be set.
  • the control loop can in particular be designed to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the operating parameter to be set in such a way that, according to the actual closure torque model, an approximation of the value of the actual closure torque to the target closure torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.
  • the method may comprise setting a value for the operating parameter by means of a control device on the engine, which value corresponds to the output value and/or is within the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.
  • FIG. 1 A closure device 1 of an embodiment of the invention is shown schematically and not to scale.
  • the closure device comprises a motor 2, a drive train 3 and a screw head 4.
  • the figure shows a holder 5, which can be part of the closing device, but does not have to be, and is designed to hold a container 6, in particular to hold the container in the working area of the screw head.
  • a screw cap 7 held by the screw head is shown.
  • the screw cap has a thread 7a, here an internal thread.
  • a cross-section through the screw cap is shown here.
  • the container has a thread 6a on the end to be closed, here an external thread for example, which matches the thread of the screw cap. It is understood that the closing device is not limited to closing exactly this type of container and closure.
  • the figure also shows a sensor 8, which can be attached to the engine or formed integrally with the engine.
  • the sensor is designed to measure actual values of at least one operating parameter of the engine, for example to detect the engine speed and/or the engine torque.
  • control device 9 which is connected to the sensor via a data connection 10, wherein the sensor and the control device are designed such that data detected by the sensor are transmitted to the control device.
  • the control device and the sensor can be designed integrally.
  • the control device is designed to set the respective value of one or more operating parameters of the engine.
  • the control device can have a data connection 11 to the engine.
  • the control device can be designed integrally with the engine.
  • the screw cap can be screwed onto the thread of a container.
  • the container can be held by a holder and the screw cap by a screw head.
  • the motor can be operated, for example controlled by a control device, and the motor power can be transmitted to the screw cap by a drive train, in particular via the screw head.
  • the transmission of the motor power can include a transmission and/or redirection of the motor power.
  • the engine operation is dynamically adjusted using a measured actual value of an operating parameter of the engine, for example an actual speed, a target closure torque, and an actual closure torque model.
  • a control loop can be used for this purpose, for example the one described below in connection with Figure 2 control loop described in detail.
  • a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value can be determined and output by means of the actual closing torque model for at least one operating parameter of the engine to be set.
  • an engine speed to be set and/or an engine torque to be set and/or a maximum value for the engine torque to which the engine torque is limited, i.e. an upper limit for the engine torque, can be determined and output.
  • the method can include determining a current actual closure torque using the actual closure torque model, and determining the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the at least one operating parameter to be set based on the current actual closure torque and the target closure torque. For this purpose, for example, the actual closure torque can be compared with the target closure torque, in particular subtracted.
  • the value and/or value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the operating parameter to be set can be determined in such a way that, according to the actual closure torque model, an approximation of the value of the actual closure torque to the target closure torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.
  • a value is then set on the engine for the operating parameter that corresponds to the output value and/or is within the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.
  • the process steps described above are carried out as control processes, i.e. the steps are carried out repeatedly and the values of the operating parameters are dynamically adjusted.
  • the measurement, determination and output can in particular be carried out continuously.
  • FIG. 1 An exemplary control circuit 12 which can be used for the method described above and/or in the closing device described above for dynamically adjusting the engine operation is shown in Figure 2 shown.
  • the control loop comprises in particular a closure torque controller 13.
  • the closure torque is controlled, the input variables for the closure torque controller being the target closure torque and the actual closure torque.
  • control loop includes a section 14 that uses an actual closing torque model to determine the actual closing torque from the actual speed of the engine and the (limited) engine torque and outputs it to the closing torque controller.
  • the section also carries out a modeling of the inherent torque of the drive train as an example.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Of Jars (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet von Vorrichtungen, die automatisiert Schraubverschlüsse von Behältern verschließen, beispielsweise motorgetrieben. Sie betrifft insbesondere eine Verschließvorrichtung zum Verschließen von Schraubverschlüssen umfassend einen Motor und einen Antriebsstrang und dazu ausgebildet, mittels des Antriebsstranges Kraft vom Motor auf die Schraubverschlüsse zu übertragen.The invention is in the technical field of devices that automatically close screw caps on containers, for example motor-driven. It relates in particular to a closing device for closing screw caps comprising a motor and a drive train and designed to transmit power from the motor to the screw caps by means of the drive train.

Es ist bekannt, Schraubverschlüsse mittels eines Motors zu verschließen, indem die Motorkraft geeignet übersetzt wird, so dass der Schraubverschluss auf ein Gewinde gedreht wird, beispielsweise ein Gewinde an einer Behälteröffnung. Dabei wird beispielsweise ein maximales Motor-Drehmoment vorgegeben. Diese Größe kann mit vorhandenen Systemen gut erfasst werden und der Motor so gesteuert werden, dass das maximale Motor-Drehmoment nicht überschritten wird. Als Motor-Drehmoment wird hier das Drehmoment, das vom Motor ausgegeben wird, bezeichnet. Bei der Übertragung auf den Verschluss teilt sich dieses Motor-Drehmoment zumindest auf das Eigendrehmoment des Antriebsstranges und das auf den Schraubverschluss wirkende Drehmoment auf. Wie fest ein Schraubverschluss nach dem Verschließen geschlossen ist, kann beispielsweise durch das Ist-Verschlussdrehmoment quantifiziert werden. Das Ist-Verschlussdrehmoment hängt von dem während des Verschließvorgangs auf den Schraubverschluss wirkenden Drehmoment ab. Außerdem spielen beim Verschließen auch die Eigenschaften des Schraubverschlusses und des Gegenstücks, insbesondere des jeweiligen Gewindes, eine Rolle. Um deren Einfluss auf das Ist-Verschlussdrehmoment zu bestimmen, kann man diese in Form eines Gegendrehmoments quantifizieren. Beispielsweise die Reibungskoeffizienten von Verschluss und Gegenstück, die Geometrie der Gewinde oder die Materialelastizität können dabei die Größe des Gegendrehmoments beeinflussen. Das Ist-Verschlussdrehmoment hängt neben dem auf den Schraubverschluss wirkenden Drehmoment auch von diesem Gegendrehmoment ab.It is known to close screw caps using a motor by appropriately translating the motor force so that the screw cap is turned onto a thread, for example a thread on a container opening. For example, a maximum motor torque is specified. This value can be easily recorded using existing systems and the motor can be controlled so that the maximum motor torque is not exceeded. The motor torque here refers to the torque output by the motor. When transferred to the cap, this motor torque is divided at least into the inherent torque of the drive train and the torque acting on the screw cap. How tightly a screw cap is closed after closing can be quantified, for example, by the actual closing torque. The actual closing torque depends on the torque acting on the screw cap during the closing process. In addition, the properties of the screw cap and the counterpart, in particular the respective thread, also play a role when closing. In order to determine their influence on the actual closing torque, these can be quantified in the form of a counter torque. For example, the friction coefficients of the closure and counterpart, the geometry of the thread or the elasticity of the material can influence the magnitude of the counter torque. The actual closure torque depends not only on the torque acting on the screw cap but also on this counter torque.

Dokument DE 10 2006 025811 A1 beschreibt eine Verschließvorrichtung zum Verschließen von Schraubverschlüssen gemäß dem Oberbegriff des Asnpruchs 1.document DE 10 2006 025811 A1 describes a closing device for closing screw caps according to the preamble of claim 1.

Grundsätzlich ist es wünschenswert, dass das tatsächliche Ist-Verschlussdrehmoment möglichst wenig von einem vorgegebenen Soll-Verschlussdrehmoment abweicht. Mit den bekannten Systemen ergibt sich jedoch eine relativ breite Streuung der Ist-Verschlussdrehmomente.In principle, it is desirable that the actual closing torque deviates as little as possible from a specified target closing torque. However, the known systems result in a relatively wide spread of the actual closing torques.

Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht also darin, eine Verschließvorrichtung und ein Verfahren zum Verschließen von Schraubverschlüssen bereitzustellen, bei dem im Schnitt die Abweichung des Ist-Verschlussdrehmoments vom Soll-Verschlussdrehmoment reduziert wird.One object underlying the invention is therefore to provide a closing device and a method for closing screw caps, in which the deviation of the actual closing torque from the target closing torque is reduced on average.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are described in the dependent claims.

Die eingangs genannte Verschließvorrichtung umfasst erfindungsgemäß eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Motorbetrieb unter Verwendung eines gemessenen Ist-Werts eines Betriebsparameters des Motors, beispielsweise einer Ist-Drehzahl des Motors, eines Soll-Verschlussdrehmoments, sowie eines Ist-Verschlussdrehmoment-Modells dynamisch anzupassen.According to the invention, the closing device mentioned at the outset comprises a control device which is designed to dynamically adapt the motor operation using a measured actual value of an operating parameter of the motor, for example an actual speed of the motor, a target closing torque, and an actual closing torque model.

Das Ist-Verschlussdrehmoment im Betrieb zu messen ist technisch schwierig. Die Erfinder haben zudem festgestellt, dass sich ein wesentlicher Beitrag zu den Abweichungen daraus ergibt, welche Massenträgheit und Reibung im Antriebsstrang auftreten, die unter anderem zu einem gewissen Nachlauf führen können. Selbst wenn man das Ist-Verschlussdrehmoment im Betrieb messen würde und beim Erreichen des Soll-Verschlussdrehmoments den Motor anhalten würde, würde sich aufgrund des Nachlaufs des Antriebsstrangs das Verschlussdrehmoment noch um einen Betrag erhöhen, der von verschiedenen Systemparametern und/oder Betriebsparametem abhängt. Eine Korrektur mit einem einfachen Offset führt also nicht in allen Fällen zu der gewünschten Verbesserung. Außerdem spielen auch, beispielsweise materialbedingte, Abweichungen der Eigenschaften von Verschluss und/oder dem Gegenstück des Verschlusses eine Rolle, da der zeitliche Verlauf des durch sie verursachten Gegendrehmoments aufgrund solcher Abweichungen von Verschließprozess zu Verschließprozess variiert, insbesondere der jeweilige Verlauf gegen Ende eines Verschließprozesses.Measuring the actual closure torque during operation is technically difficult. The inventors have also determined that a significant contribution to the deviations is made by the inertia and friction that occur in the drive train, which can lead to a certain amount of lag, among other things. Even if the actual closure torque were measured during operation and the motor were stopped when the target closure torque was reached, the drive train's lag would still increase the closure torque by an amount that depends on various system parameters and/or operating parameters. A correction with a simple offset does not lead to the desired improvement in all cases. In addition, deviations in the properties of the closure and/or the closure's counterpart, for example due to the material, also play a role, since the temporal progression of the counter torque caused by them varies from closure process to closure process due to such deviations, in particular the respective progression towards the end of a closure process.

Die beanspruchte dynamische Anpassung ermöglicht hingegen eine zuverlässige Reduzierung der Abweichung des Ist-Verschlussdrehmoments vom Soll-Verschlussdrehmoment.The claimed dynamic adjustment, however, enables a reliable reduction of the deviation of the actual closing torque from the target closing torque.

Unter Soll-Verschlussdrehmoment wird dabei ein vorgegebener Wert verstanden, den das tatsächliche bzw. Ist-Verschlussdrehmoment nach Abschluss des Verschließvorgangs aufweisen soll. Das Soll-Verschlussdrehmoment kann an beliebiger Stelle hinterlegt sein, beispielsweise auf einem Speichermedium der Verschließvorrichtung und einem separaten Speichermedium. Es kann durch einen Benutzer hinterlegt worden sein. Wie hoch das Soll-Verschlussdrehmoment ist und in welcher Form bzw. welchen Einheiten es angegeben ist, ist von der tatsächlichen Anwendung abhängig und kann vom Fachmann geeignet ausgewählt werden.The target closure torque is understood to be a predetermined value that the actual closure torque should have after completion of the closure process. The target closure torque can be stored anywhere, for example on a storage medium of the closure device and a separate storage medium. It can have been stored by a user. How high the target closure torque is and in what form or units it is specified depends on the actual application and can be selected appropriately by the specialist.

Die Verschließeinrichtung kann neben dem Motor und dem Antriebsstrang weiterhin ein mit dem Verschluss direkt wechselwirkendes Element, beispielsweise einen Schraubkopf, umfassen, welcher zum Halten des Verschlusses und/oder die unmittelbare Kraftübertragung beim Verschließprozess ausgebildet ist. Bei dem Motor kann es sich beispielsweise um einen Elektromotor handeln. Der Antriebsstrang kann beispielsweise Getriebe umfassen.In addition to the motor and the drive train, the closure device may further comprise an element that interacts directly with the closure, for example a screw head, which for holding the closure and/or the direct transmission of power during the closing process. The motor can be an electric motor, for example. The drive train can include a gear, for example.

Die Schraubverschlüsse können Verschlüsse, beispielsweise Deckel, für Behälter umfassen, wobei die Verschlüsse ein Gewinde, insbesondere ein Innengewinde aufweisen.The screw caps may comprise closures, for example lids, for containers, wherein the closures have a thread, in particular an internal thread.

Unter dynamische Anpassung wird hier verstanden, dass während des gesamten Verschließprozesses, beispielsweise mittels eines Regelprozesses, der die Ist-Werte der Betriebsparameter des Motors erhält, und die eingestellten Werte der Betriebsparameter des Motors nachführt, um auf ein vorgegebenes Soll-Verschlussdrehmoment zu regeln. Die Verschließvorrichtung kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass Messung und Anpassung des Motorbetriebs, insbesondere eine Berechnung des Ist-Verschlussdrehmoments mittels des Ist-Verschlussdrehmoment-Modells, kontinuierlich erfolgen.Dynamic adaptation is understood here to mean that during the entire closing process, for example by means of a control process that receives the actual values of the operating parameters of the motor and adjusts the set values of the operating parameters of the motor in order to regulate to a predetermined target closing torque. The closing device can in particular be designed in such a way that measurement and adaptation of the motor operation, in particular a calculation of the actual closing torque using the actual closing torque model, take place continuously.

Insbesondere kann eine kontinuierliche Berechnung des Eigendrehmoments des Antriebsstranges und daraus abgeleitet des Ist-Verschlussdrehmoments erfolgen und basierend auf dieser Berechnung die Werte der Betriebsparameter nachgeführt werden. Im einfachsten Fall kann das Ist-Verschlussdrehmoment-Modell einen Wert für das Ist-Verschlussdrehmoment generieren, indem es die Differenz aus dem Motor-Drehmoment (vom Motor ausgegebenes Drehmoment) und Eigendrehmoment des Antriebsstrangs bildet.In particular, a continuous calculation of the drive train's own torque and the actual locking torque derived from this can be carried out and the values of the operating parameters can be adjusted based on this calculation. In the simplest case, the actual locking torque model can generate a value for the actual locking torque by calculating the difference between the engine torque (torque output by the engine) and the drive train's own torque.

Das Ist-Verschlussdrehmoment-Modell ist erfindungsgemäß derart ausgebildet dass es basierend auf einem modellierten am Verschluss wirkenden Drehmoment ein aus diesem modellierten Drehmoment resultierendes modelliertes Ist-Verschlussdrehmoment bereitstellt.According to the invention, the actual closure torque model is designed such that, based on a modeled torque acting on the closure, it provides a modeled actual closure torque resulting from this modeled torque.

Dabei kann sich das am Verschluss wirkende Drehmoment aus dem Motor-Drehmoment, dem Eigendrehmoment des Antriebsstranges und gegebenenfalls auch anderen Systemparametern, beispielsweise Reibung, ergeben und ist das Drehmoment, das auf den Verschluss übertragen wird. Das Verschlussdrehmoment hängt von dem am Verschluss wirkenden Drehmoment sowie dem Gegendrehmoment ab. Das Gegendrehmoment kann beispielsweise von den Eigenschaften des Verschlusses und/oder seines Gegenstücks, insbesondere deren Gewinde, abhängen, wie oben erläutert. In das modellierte am Verschluss wirkende Drehmoment und das modellierte Verschlussdrehmoment können daher diese Eigenschaften und Parameter einfließen.The torque acting on the shutter can result from the motor torque, the inherent torque of the drive train and possibly other system parameters, such as friction, and is the torque that is transferred to the shutter. The shutter torque depends on the torque acting on the shutter and the counter torque. The counter torque can, for example, depend on the properties of the shutter and/or its counterpart, in particular their thread, as explained above. These properties and parameters can therefore be incorporated into the modeled torque acting on the shutter and the modeled shutter torque.

Das Ist-Verschlussdrehmoment-Modell kann derart ausgebildet sein, dass es das am Verschluss wirkende Drehmoment unter Verwendung eines Antriebsstrang-Modells bereitstellt, wobei das Antriebsstrang-Modell insbesondere ein modelliertes Eigendrehmoment des Antriebsstranges umfasst.The actual shutter torque model may be designed to provide the torque acting on the shutter using a drive train model, wherein the Drivetrain model in particular includes a modeled inherent torque of the drivetrain.

Das Antriebsstrang-Modell kann derart ausgebildet sein, dass es einen Wert des Eigendrehmoments des Antriebsstranges basierend auf Massenträgheit und/oder Reibung im Antriebsstrang bereitstellt.The drivetrain model may be configured to provide a value of the drivetrain's inherent torque based on inertia and/or friction in the drivetrain.

Die Steuereinrichtung ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet den Motorbetrieb basierend auf einem Regelkreis dynamisch anzupassen.According to the invention, the control device is designed to dynamically adapt the engine operation based on a control loop.

Der Regelkreis ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet basierend auf dem gemessenen Ist-Wert des Betriebsparameters und einem vorgegebenen Soll-Verschlussdrehmoment als Eingangsgrößen mindestens für einen einzustellenden Betriebsparameter einen Wert und/oder einen Wertebereich und/oder eine Ober-und/oder Untergrenze für den Wert auszugeben.According to the invention, the control loop is designed to output a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value based on the measured actual value of the operating parameter and a predetermined target closure torque as input variables for at least one operating parameter to be set.

Der Regelkreis ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet unter Verwendung des Ist-Verschlussdrehmoment-Modells einen aktuellen Wert des Ist-Verschlussdrehmoments zu bestimmen, und basierend auf einem Vergleich des aktuellen Wert des Ist-Verschlussdrehmoments mit dem Wert des Soll-Verschlussdrehmoments den Wert und/oder den Wertebereich und/oder die Ober-und/oder Untergrenze für den Wert des mindestens einen einzustellenden Betriebsparameters zu bestimmen.According to the invention, the control loop is designed to determine a current value of the actual closure torque using the actual closure torque model and, based on a comparison of the current value of the actual closure torque with the value of the target closure torque, to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the at least one operating parameter to be set.

Der Regelkreis kann dazu ausgebildet sein, den Wert und/oder den Wertebereich und/oder die Ober-und/oder Untergrenze für den Wert des einzustellenden Betriebsparameters derart zu bestimmen, dass gemäß dem Ist-Verschlussdrehmoment-Modell bei entsprechendem Einstellen des Werts des einzustellenden Betriebsparameters eine Annäherung des Werts des Ist-Verschlussdrehmoments an das Soll-Verschlussdrehmoment zu erwarten ist.The control loop can be designed to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the operating parameter to be set such that, according to the actual closure torque model, an approximation of the value of the actual closure torque to the target closure torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.

Die Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, am Motor einen Wert für einen Betriebsparameter einzustellen, der dem ausgegebenen Wert entspricht und/oder in dem ausgegebenen Wertebereich liegt und/oder unter der ausgegebenen Obergrenze liegt und/oder über der ausgegebenen Untergrenze liegt.The control device can be designed to set a value for an operating parameter on the engine which corresponds to the output value and/or is within the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.

Der einzustellende Betriebsparameter kann eine Motor-Drehzahl und/oder ein Motor-Drehmoment umfassen.The operating parameter to be set may include an engine speed and/or an engine torque.

Die Verschließvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, dass mittels des Ist-Verschlussdrehmoment-Modells unter Verwendung eines bzw. des eingestellten Werts des Betriebsparameters, eines erwarteten Ist-Werts des Betriebsparameters und des gemessenen Werts des Betriebsparameters ein Wert eines Gegendrehmoments, insbesondere das oben beschriebene Gegendrehmoment, das beispielsweise durch den Schraubverschluss verursacht wird, zu bestimmen.The closing device can be designed to determine a value of a counter torque, in particular the counter torque described above, which is caused for example by the screw cap, by means of the actual closure torque model using a or the set value of the operating parameter, an expected actual value of the operating parameter and the measured value of the operating parameter.

Die Beschreibung stellt zudem einen nicht eigens beanspruchten Verschließer bereit, umfassend mindestens eine der oben beschriebenen Verschließvorrichtungen. Der Verschließer kann insbesondere zum kontinuierlichen Betrieb ausgebildet sein. Der Verschließer, insbesondere der zum kontinuierlichen Betrieb ausgebildete Verschließer, kann in Form einer Maschine umfassend eine Vielzahl der oben beschriebenen Verschließvorrichtungen ausgebildet sein. Die Maschine kann insbesondere in Form eines Rundläufers ausgebildet sein und eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Verschließvorrichtungen umfassen. Die Verschließvorrichtungen können in diesem Fall insbesondere am Außenumfang eines Karussells des Rundläufers angeordnet sein, welches zum Transportieren der zu verschließenden Behälter ausgebildet ist. Insbesondere können die Verschließvorrichtungen in gleichmäßigen Abständen am Außenumfang des Karussells angeordnet sein.The description also provides a closer, not specifically claimed, comprising at least one of the closing devices described above. The closer can in particular be designed for continuous operation. The closer, in particular the closer designed for continuous operation, can be designed in the form of a machine comprising a plurality of the closing devices described above. The machine can in particular be designed in the form of a rotary machine and comprise a plurality of closing devices according to the invention. In this case, the closing devices can in particular be arranged on the outer circumference of a carousel of the rotary machine, which is designed to transport the containers to be closed. In particular, the closing devices can be arranged at equal intervals on the outer circumference of the carousel.

Das Vorsehen mehrerer Verschließvorrichtungen ist vorteilhaft für einen erhöhten Durchsatz. Gerade bei Anordnungen mit einer Vielzahl von Verschließvorrichtungen, insbesondere in Rundläufermaschinen, ist es aufgrund dieses hohen Durchsatzes besonders vorteilhaft, das Verschließen motorisiert, möglichst schnell, aber dennoch präzise durchzuführen, so dass die Verwendung der oben beschriebenen Verschließvorrichtung gerade bei solchen Maschinen einen hohen Durchsatz bei hoher Qualität ermöglicht.The provision of several closing devices is advantageous for increased throughput. Especially in arrangements with a large number of closing devices, especially in rotary machines, it is particularly advantageous due to this high throughput to carry out the closing in a motorized manner, as quickly as possible but still precisely, so that the use of the closing device described above enables a high throughput with high quality, especially in such machines.

Die Beschreibung stellt auch eine nicht eigens beanspruchte Abfüllanlage, insbesondere zum Abfüllen von Lebensmitteln, bereit, die eine oder mehrere der oben beschriebenen Verschließvorrichtungen umfasst, insbesondere mindestens einen der oben beschriebenen Verschließer, insbesondere mindestens eine der oben beschriebenen Rundläufermaschinen.The description also provides a filling system, in particular for filling foodstuffs, which is not specifically claimed and which comprises one or more of the closing devices described above, in particular at least one of the closing machines described above, in particular at least one of the rotary machines described above.

Die Erfindung betrifft auch Verfahren zum Verschließen von Schraubverschlüssen, wobei zum Verschließen mittels eines Antriebsstranges Kraft von einem Motor auf die Schraubverschlüsse übertragen wird. Der Motorbetrieb wird unter Verwendung eines gemessenen Ist-Werts eines Betriebsparameters des Motors, beispielsweise einer Ist-Drehzahl, eines Soll-Verschlussdrehmoments, sowie eines Ist-Verschlussdrehmoment-Modells dynamisch angepasst.The invention also relates to methods for closing screw caps, wherein force is transmitted from a motor to the screw caps by means of a drive train for closing. The motor operation is dynamically adjusted using a measured actual value of an operating parameter of the motor, for example an actual speed, a target closure torque, and an actual closure torque model.

Das Ist-Verschlussdrehmoment-Modell ist derart ausgebildet, dass es basierend auf einem modellierten am Verschluss wirkenden Drehmoment ein aus diesem modellierten Drehmoment resultierendes modelliertes Ist-Verschlussdrehmoment bereitstellt.The actual closure torque model is designed such that, based on a modeled torque acting on the closure, it provides a modeled actual closure torque resulting from this modeled torque.

Die Verfahrensschritte können als Regelverfahren ausgeführt werden, das heißt, die Schritte können wiederholt durchgeführt und die Werte der Betriebsparameter dynamisch angepasst werden. Die Messung des Ist-Werts des Betriebsparameters und Anpassung des Motorbetriebs können insbesondere kontinuierlich erfolgen.The process steps can be carried out as control processes, i.e. the steps can be carried out repeatedly and the values of the operating parameters can be adjusted dynamically. The measurement of the actual value of the operating parameter and adjustment of the engine operation can in particular be carried out continuously.

Der Motorbetrieb ist erfindungsgemäß basierend auf einem Regelkreis dynamisch angepasst Der Regelkreis ist dazu ausgebildet basierend auf dem gemessenen Ist-Wert des Betriebsparameters, und einem vorgegebenen Soll-Verschlussdrehmoment als Eingangsgrößen mindestens für einen einzustellenden Betriebsparameter des Motors einen Wert und/oder einen Wertebereich und/oder eine Ober-und/oder Untergrenze für den Wert auszugeben.According to the invention, the engine operation is dynamically adapted based on a control loop. The control loop is designed to output a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value based on the measured actual value of the operating parameter and a predetermined target closing torque as input variables for at least one operating parameter of the engine to be set.

Der Regelkreis ist erfindungsgemäß dazu ausgebildet unter Verwendung des Ist-Verschlussdrehmoment-Modells einen aktuellen Wert des Ist-Verschlussdrehmoments zu bestimmen, und basierend auf einem Vergleich des aktuellen Wert des Ist-Verschlussdrehmoments mit dem Soll-Verschlussdrehmoment den Wert und/oder den Wertebereich und/oder die Ober-und/oder Untergrenze für den Wert des mindestens einen einzustellenden Betriebsparameters zu bestimmen.According to the invention, the control loop is designed to determine a current value of the actual closure torque using the actual closure torque model and, based on a comparison of the current value of the actual closure torque with the target closure torque, to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the at least one operating parameter to be set.

Der Regelkreis kann insbesondere dazu ausgebildet sein, den Wert und/oder den Wertebereich und/oder die Ober-und/oder Untergrenze für den Wert des einzustellenden Betriebsparameters derart zu bestimmen, dass gemäß dem Ist-Verschlussdrehmoment-Modell bei entsprechendem Einstellen des Werts des einzustellenden Betriebsparameters eine Annäherung des Werts des Ist-Verschlussdrehmoments an das Soll-Verschlussdrehmoment zu erwarten ist.The control loop can in particular be designed to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the operating parameter to be set in such a way that, according to the actual closure torque model, an approximation of the value of the actual closure torque to the target closure torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.

Das Verfahren kann umfassen, dass mittels einer Steuereinrichtung am Motor ein Wert für den Betriebsparameter eingestellt wird, der dem ausgegebenen Wert entspricht und/oder in dem ausgegebenen Wertebereich liegt und/oder unter der ausgegebenen Obergrenze liegt und/oder über der ausgegebenen Untergrenze liegt.The method may comprise setting a value for the operating parameter by means of a control device on the engine, which value corresponds to the output value and/or is within the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.

Die im Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Vorteile sind analog auch für das Verfahren anwendbar.The features and advantages described in connection with the device are also applicable analogously to the method.

Weitere Merkmale und Vorteile werden nachfolgend anhand der beispielhaften Figuren erläutert. Dabei zeigen:

  • Figur 1 eine schematische, nicht-maßstabsgetreue Darstellung einer Verschließvorrichtung gemäß einer Ausführungsform und
  • Figur 2 einen Regelkreis gemäß einer Ausführungsform.
Further features and advantages are explained below using the example figures. They show:
  • Figure 1 a schematic, non-scale representation of a closing device according to an embodiment and
  • Figure 2 a control loop according to an embodiment.

In Figur 1 ist eine schematisch und nicht-maßstabsgetreu eine Verschließvorrichtung 1 einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die Verschließvorrichtung umfasst einen Motor 2, einen Antriebsstrang 3 und einen Schraubkopf 4.In Figure 1 A closure device 1 of an embodiment of the invention is shown schematically and not to scale. The closure device comprises a motor 2, a drive train 3 and a screw head 4.

Weiterhin zeigt die Figur einen Halter 5, der Teil der Verschließvorrichtung sein kann, aber nicht muss, und zum Halten eines Behälters 6 ausgebildet ist, insbesondere zum Halten des Behälters im Arbeitsbereich des Schraubkopfes.Furthermore, the figure shows a holder 5, which can be part of the closing device, but does not have to be, and is designed to hold a container 6, in particular to hold the container in the working area of the screw head.

Außerdem ist ein durch den Schraubkopf gehaltener Schraubverschluss 7 gezeigt. Der Schraubverschluss weist ein Gewinde 7a auf, hier ein Innengewinde. Um das Gewinde zu verdeutlichen, ist hier ein Querschnitt durch den Schraubverschluss gezeigt. Der Behälter weißt an dem zu verschließenden Ende ein Gewinde 6a, hier beispielhaft ein Außengewinde auf, welches zu dem Gewinde des Schraubverschlusses passt. Es versteht sich, dass die Verschließvorrichtung nicht auf das Verschließen genau dieser Art von Behältern und Verschlüssen beschränkt ist.In addition, a screw cap 7 held by the screw head is shown. The screw cap has a thread 7a, here an internal thread. To illustrate the thread, a cross-section through the screw cap is shown here. The container has a thread 6a on the end to be closed, here an external thread for example, which matches the thread of the screw cap. It is understood that the closing device is not limited to closing exactly this type of container and closure.

In der Figur ist zudem ein Sensor 8 gezeigt, der am Motor angebracht oder integral mit dem Motor ausgebildet sein kann. Der Sensor ist zum Messen von Ist-Werten mindestens eines Betriebsparameters des Motors ausgebildet, beispielsweise zum Erfassen der Motor-Drehzahl und/oder des Motor-Drehmoments ausgebildet.The figure also shows a sensor 8, which can be attached to the engine or formed integrally with the engine. The sensor is designed to measure actual values of at least one operating parameter of the engine, for example to detect the engine speed and/or the engine torque.

Weiterhin ist eine Steuereinrichtung 9 gezeigt, die über eine Datenverbindung 10 mit dem Sensor verbunden ist, wobei der Sensor und die Steuereinrichtung derart ausgebildet sind, dass vom Sensor erfasste Daten an die Steuereinrichtung übertragen werden. Alternativ können die Steuereinrichtung und der Sensor integral ausgebildet sein.Furthermore, a control device 9 is shown, which is connected to the sensor via a data connection 10, wherein the sensor and the control device are designed such that data detected by the sensor are transmitted to the control device. Alternatively, the control device and the sensor can be designed integrally.

Die Steuereinrichtung ist dazu ausgebildet, den jeweiligen Wert eines oder mehrerer Betriebsparameter des Motors einzustellen. Dazu kann die Steuereinrichtung eine Datenverbindung 11 zu dem Motor aufweisen. Alternativ kann die Steuereinrichtung integral mit dem Motor ausgebildet sein.The control device is designed to set the respective value of one or more operating parameters of the engine. For this purpose, the control device can have a data connection 11 to the engine. Alternatively, the control device can be designed integrally with the engine.

Im Folgenden wird ein Verfahren zum Verschließen von Schraubverschlüssen beschrieben, das insbesondere mit der oben beschriebenen Verschließvorrichtung durchgeführt werden kann.The following describes a method for closing screw caps, which can be carried out in particular with the closing device described above.

Insbesondere kann zum Verschließen eines Schraubverschlusses der Schraubverschluss auf das Behältergewinde eines Behälters geschraubt werden. Beispielsweise kann dabei der Behälter durch einen Halter gehalten werden und der Schraubverschluss durch einen Schraubkopf. Der Motor kann, beispielsweise gesteuert durch eine Steuereinrichtung, betrieben werden und die Motorkraft durch einen Antriebsstrang auf den Schraubverschluss übertragen werden, insbesondere über den Schraubkopf. Die Übertragung der Motorkraft kann eine Übersetzung und/oder Umlenkung der Motorkraft umfassen.In particular, to close a screw cap, the screw cap can be screwed onto the thread of a container. For example, the container can be held by a holder and the screw cap by a screw head. The The motor can be operated, for example controlled by a control device, and the motor power can be transmitted to the screw cap by a drive train, in particular via the screw head. The transmission of the motor power can include a transmission and/or redirection of the motor power.

Der Motorbetrieb wird unter Verwendung eines gemessenen Ist-Werts eines Betriebsparameters des Motors, beispielsweise einer Ist-Drehzahl, eines Soll-Verschlussdrehmoments, sowie eines Ist-Verschlussdrehmoment-Modells dynamisch angepasst. Dazu kann ein Regelkreis verwendet werden, beispielsweise der unten im Zusammenhang mit Figur 2 im Detail beschriebene Regelkreis.The engine operation is dynamically adjusted using a measured actual value of an operating parameter of the engine, for example an actual speed, a target closure torque, and an actual closure torque model. A control loop can be used for this purpose, for example the one described below in connection with Figure 2 control loop described in detail.

So kann beispielsweise basierend auf dem gemessenen Ist-Wert des Betriebsparameters und einem vorgegebenen Soll-Verschlussdrehmoment als Eingangsgrößen, mittels des Ist-Verschlussdrehmoment-Modells mindestens für einen einzustellenden Betriebsparameter des Motors ein Wert und/oder ein Wertebereich und/oder eine Ober-und/oder Untergrenze für den Wert bestimmt und ausgegeben werden.For example, based on the measured actual value of the operating parameter and a specified target closing torque as input variables, a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value can be determined and output by means of the actual closing torque model for at least one operating parameter of the engine to be set.

Beispielsweise kann eine einzustellende Motor-Drehzahl und/oder ein einzustellendes Motor-Drehmoment und/oder ein Maximalwert für das Motor-Drehmoment, auf den das Motor-Drehmoment beschränkt ist, sprich eine Obergrenze für das Motor-Drehmoment, bestimmt und ausgegeben werden.For example, an engine speed to be set and/or an engine torque to be set and/or a maximum value for the engine torque to which the engine torque is limited, i.e. an upper limit for the engine torque, can be determined and output.

Das Verfahren kann umfassen, dass unter Verwendung des Ist-Verschlussdrehmoment-Modells ein aktuelles Ist-Verschlussdrehmoment bestimmt wird, und basierend auf dem aktuellen Ist-Verschlussdrehmoment und dem Soll-Verschlussdrehmoment der Wert und/oder der Wertebereich und/oder die Ober-und/oder Untergrenze für den mindestens einen einzustellenden Betriebsparameter bestimmt wird. Dazu kann beispielsweise das Ist-Verschlussdrehmoment mit dem Soll-Verschlussdrehmoment verglichen werden, insbesondere subtrahiert werden.The method can include determining a current actual closure torque using the actual closure torque model, and determining the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the at least one operating parameter to be set based on the current actual closure torque and the target closure torque. For this purpose, for example, the actual closure torque can be compared with the target closure torque, in particular subtracted.

Der Wert und/oder Wertebereich und/oder die Ober-und/oder Untergrenze für den Wert des einzustellenden Betriebsparameters kann derart bestimmt werden, dass gemäß dem Ist-Verschlussdrehmoment-Modell bei entsprechendem Einstellen des Werts des einzustellenden Betriebsparameters eine Annäherung des Werts des Ist-Verschlussdrehmoments an das Soll-Verschlussdrehmoment zu erwarten ist.The value and/or value range and/or the upper and/or lower limit for the value of the operating parameter to be set can be determined in such a way that, according to the actual closure torque model, an approximation of the value of the actual closure torque to the target closure torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.

Am Motor wird dann für den Betriebsparameter ein Wert eingestellt, der dem ausgegebenen Wert entspricht und/oder in dem ausgegebenen Wertebereich liegt und/oder unter der ausgegebenen Obergrenze liegt und/oder über der ausgegebenen Untergrenze liegt.A value is then set on the engine for the operating parameter that corresponds to the output value and/or is within the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.

Die oben beschriebenen Verfahrensschritte werden als Regelverfahren ausgeführt, das heißt, die Schritte werden wiederholt durchgeführt und die Werte des Betriebsparameters dynamisch angepasst. Die Messung, Bestimmung und Ausgabe können insbesondere kontinuierlich erfolgen.The process steps described above are carried out as control processes, i.e. the steps are carried out repeatedly and the values of the operating parameters are dynamically adjusted. The measurement, determination and output can in particular be carried out continuously.

Ein beispielhafter Regelkreis 12, der für das oben beschriebene Verfahren und/oder in der oben beschriebenen Verschließvorrichtung zum dynamischen Anpassen des Motorbetriebs verwendet werden kann, ist in Figur 2 gezeigt. Der Regelkreis umfasst insbesondere einen Verschlussdrehmoment-Regler 13. Hier wird auf das Verschlussdrehmoment geregelt, wobei die Eingangsgrößen für den Verschlussdrehmoment-Regler das Soll-Verschlussdrehmoment und das Ist-Verschlussdrehmoment sind.An exemplary control circuit 12 which can be used for the method described above and/or in the closing device described above for dynamically adjusting the engine operation is shown in Figure 2 shown. The control loop comprises in particular a closure torque controller 13. Here, the closure torque is controlled, the input variables for the closure torque controller being the target closure torque and the actual closure torque.

Der Regelkreis umfasst neben dem Verschlussdrehmoment-Regler einen Abschnitt 14, der aus der Ist-Drehzahl des Motors und dem (begrenzten) Motor-Drehmoment, unter Verwendung eines Ist-Verschlussdrehmoment-Modells das Ist-Verschlussdrehmoment bestimmt und an den Verschlussdrehmoment-Regler ausgibt. Der Abschnitt führt hier beispielhaft auch eine Modellierung des Eigendrehmoments des Antriebsstrangs durch.In addition to the closing torque controller, the control loop includes a section 14 that uses an actual closing torque model to determine the actual closing torque from the actual speed of the engine and the (limited) engine torque and outputs it to the closing torque controller. The section also carries out a modeling of the inherent torque of the drive train as an example.

Es versteht sich, dass allgemein die in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen genannten Merkmale nicht auf diese speziellen Kombinationen beschränkt sind und auch in beliebigen anderen Kombinationen möglich sind.It is understood that in general the features mentioned in the previously described embodiments are not limited to these specific combinations and are also possible in any other combinations.

Claims (10)

  1. A closing device (1) for closing screw caps (7) comprising a motor (2) and a drive train (3) and configured to transmit force from the motor (2) to the screw caps (7) by means of the drive train (3),
    further comprising a control device (9) which dynamically adjusts the motor operation using a measured actual value of an operating parameter of the motor (2), a target closing torque and an actual closing torque model,
    wherein the actual closing torque model is configured in such a way that it provides a modelled actual closure torque resulting from this modelled torque based on a modelled torque acting on the closure,
    wherein the control device (9) is configured to dynamically adjust the motor operation based on a control loop (12),
    characterised in that the control loop (12) is configured to represent a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value based on the measured actual value of the operating parameter and a predetermined target closing torque as input variables at least for one operating parameter to be set,
    wherein the control loop (12) is configured to determine a current value of the actual closing torque using the actual closing torque model and to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the at least one operating parameter to be set based on a comparison of the current value of the actual closing torque with the value of the target closing torque.
  2. The closing device (1) according to claim 1, wherein the actual closing torque model provides the torque acting on the cap using a drivetrain model, wherein the drivetrain model comprises in particular a modelled intrinsic torque of the drivetrain (3).
  3. The closing device (1) according to claim 2, wherein the drive train model provides a value for the intrinsic torque of the drive train (3) as a function of mass inertia and/or friction in the drive train (3).
  4. The closing device (1) according to claim 1 to 3, wherein the control loop (12) is configured to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the operating parameter to be set in such a way that, according to the actual closing torque model, an approximation of the value of the actual closing torque to the value of the target closing torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.
  5. The closing device (1) according to claim 1 or 4, wherein the control device (9) is configured to set a value on the motor (2) which corresponds to the output value and/or is in the output value range and/or is below the output upper limit and/or is above the output lower limit.
  6. The closing device (1) according to any of claims 1, 4 or 5, wherein the operating parameter to be set comprises a motor speed and/or a motor torque.
  7. The closing device (1) according to any of the preceding claims, wherein the device is configured to determine a counter-torque caused by the screw cap (7) by means of the actual closing torque model using a or the set value of the operating parameter, an expected actual value of the operating parameter and the measured value of the operating parameter.
  8. A method for closing screw caps (7), wherein force is transmitted from a motor (2) to the screw caps (7) by means of a drive train (3) for closing,
    wherein the motor operation is dynamically adapted using a measured actual value of an operating parameter of the motor (2), a target closing torque and an actual closing torque model;
    wherein the actual closing torque model is configured in such a way that it provides a modelled actual closure torque resulting from this modelled torque based on a modelled torque acting on the closure,
    wherein the motor operation is dynamically adapted based on a control loop (12),
    characterised in that the control circuit (12) is configured to output a value and/or a value range and/or an upper and/or lower limit for the value based on the measured actual value of the operating parameter and a predetermined target closing torque as input variables at least for one operating parameter of the motor (2) to be set,
    wherein the control loop (12) is configured to determine a current value of the actual closing torque using the actual closing torque model and to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the at least one operating parameter to be set based on a comparison of the current value of the actual closing torque with the target closing torque.
  9. The method according to claim 8, wherein the control loop (12) is configured to determine the value and/or the value range and/or the upper and/or lower limit for the operating parameter to be set in such a way that, according to the actual closing torque model, an approximation of the value of the actual closing torque to the target closing torque is to be expected when the value of the operating parameter to be set is set accordingly.
  10. The method according to claim 9, wherein by means of a control device (9) on the motor (2) a value is set which corresponds to the output value and/or lies within the output value range and/or lies below the output upper limit and/or lies above the output lower limit.
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