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Verfahren zum Verschliessen der Füllöffnung eines Verschlussstückes und Vorrichtung zum Füllen des Behälters und zur Durchführung des Verfahrens
Verschiedene Behälter, insbesondere Tuben, werden im allgemeinen durch das offene Bodenende gefüllt, welches dann entweder mit entsprechenden Maschinen durch Falzen od. ähnl. Arbeiten oder Löten bzw. Verkleben oder Warmluft-Verschweissen, wenn es sich um Kunststoff-Tuben oder Behälter handelt, geschlossen werden. Alle diese Schliessverfahren bedingen eine besondere, komplizierte und teure Maschine und nach dem Füllen einen zusätzlichen Arbeitsgang.
Es ist ferner ein bekannter Übelstand, dass beim Füllen von Tuben das vollständige Anfüllen, also das sogenannte Prallmachen der Tube, je nach den einzufüllenden Gütern, oft Schwierigkeiten macht und zu Fehldosierungen der Füllung führt, nachdem beim Verschliessen der Tuben Materialverluste an Füllgut auftreten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschliessen der Füllöffnung eines Verschlussstückes, bei dem die Einfüllöffnung seitlich in einem oben geschlossenen Stopfen liegt, der mit dem Verschlussstück durch Abreissstege so verbunden ist, dass zwischen dem Verschlussteil und dem Stopfen ein Füllen durch den Verschlussteil möglich ist und bezweckt, die vorstehend erwähnten Nachteile zu vermeiden.
Erfindungsgemäss wird nach dem an sich bekannten Aufsetzen eines Füllkopfes auf den Behälterver- schlussteil und anschliessenden Füllen des Behälters durch die Füllöffnung der Stopfen bei noch aufgesetztem Füllkopf in die Füllöffnung eingepresst. Nach beendigter Füllung vor dem Einpressen des Stopfens wird die Füllöffnung abgedichtet.
Die Erfindung umfasst ausserdem eine Vorrichtung zum Füllen des Behälters und Verschliessen der Füllöffnung des Verschlussstückes, die dadurch gekennzeichnet ist, dass im Füllkopf ein zum Eindrücken des Stopfens in die Füllöffnung dienender axial bewegbarer Stössel angeordnet ist. Im Füllkopf ist ein axial bewegbarer Ventilkörper angeordnet, der so ausgebildet ist, dass er in seiner einen Stellung die Füllöffnung verschliesst. Zweckmässig ist der Ventilkörper als hohler Führungskörper für den Stössel ausgebildet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann eine auf den Ventilkörper einwirkende, ihn in die Schliessstellung drückende Feder und ein Servokolben vorgesehen sein, der durch den Druck des Füllgutes den Ventilkörper in die Offenstellung bringt.
Die für das vollständige Füllen des Tubeninhaltes gebrauchte Füllgutmenge wird in einer dem Füllkopf vorgeschalteten Dosiereinrichtung abgemessen und bei jedem Fülltakt in die vom Füllkopf erfasste Tube eingepresst, wobei im Augenblick da die vorbereitete Dosiermenge durch die Einfüllöffnung in der Verschlusskappe hindurchgetreten ist, selbsttätig die Zufuhr des Füllgutes aufhört, aber auch gleichzeitig die Einfüllöffnung verschlossen wird.
In der Zeichnung sind das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtungen zu dessenDurchführung näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen tubenartigen Behälter mit fest aufgeschraubter Verschlusskappe und an den Abreisskerben hängenden Stopfen und Fig. 2 den gleichen Behälter mit eingedrücktem Stopfen ; Fig. 3 einen Füllkopf zur Durchführung des Verfahrens mit einer Gummidichtung und Fig. 4 den gleichen Füllkopf mit einer Krallenringdichtung ; die Fig. 5 und 6 einen weiteren Füllkopf zur Durchführung des Ver-
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fahrens bei einer Verschlusskappe mit Bohrungen in der Kappendecke, während und nach dem Füllvorgang und die Fig. 7 und 8 einen ähnlichen Füllkopf für die Füllung durch die Bohrung der Kappendecke, wäh- rend und nach dem Füllvorgang.
Bei den Fig. 5-8 ist, der Einfachheit halber, nur jeweils eine Hälfte dargestellt.'
Auf einem mit Gewinde versehenen Hals 2 eines tubenartigen Behälters l ist eine Verschlusskappe 3 aufgeschraubt. Mittels eines Dichtungsringes 4, der in eine entsprechende Rolle am Ende des Halses 2 eingreift, ist ein Abschluss erreicht. Die Decke der Verschlusskappe 3 ist mit einer Öffnung 5 versehen, in die ein Verschlussstopfen 6 eindrückbar ist. Dieser Stopfen 6 hängt mittels Abreisskerben in der Öffnung 5 und ist an seinem unteren Ende mit Rippen 8 ausgerüstet, so dass trotz des teilweise in der Öffnung 5 sich befindenden Stopfens 6 bzw. Rippen 8 ein Durchtrittsquerschnitt vorhanden ist. Durch diesen freien Querschnitt kann, mittels einer entsprechenden Füllvorrichtung, irgend ein Füllgut in das Innere des Behälters gepresst werden.
In der Decke der Kappe ist noch eine ringförmige Rille 9 vorgesehen.
Der Behälter sowie die Kappe können aus dem gleichen oder aus verschiedenem Material sein, wobei Blech, Kunststoff od. dgl. verwendet werden können.
Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Verschlusskappen ist gemäss Fig. 1 eine Verschlusskappe vor der Füllung des Behälters und gemäss Fig. 2 eine solche nach der Füllung, nämlich mit eingedrücktem Stopfen 6, dargestellt.
Eine Ausführungsform eines für das Verfahren zum Füllen der Behälter zu verwendenden Füllkopfes ist in der Fig. 3 dargestellt. Der Behälter ist mittels einer Zange oder Gabel 10, unterhalb des unteren Randes der Verschlusskappe 3 erfasst, wobei diese Gabel 10 an dem Arbeitstisch befestigt ist.
Der Gabel wird der Behälter in einer Zuführvorrichtung, z. B. mittels zwei parallelen Schienen, zugeleitet.
Es wird entweder der Füllkopf auf die Tube aufgesetzt bzw. die Verschlusskappe der Tube oder es wird der Arbeitstisch gegen den feststehenden Füllkopf angehoben.
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das obere Ende der Kappe legt und die Einfüllöffnung gegen das Äussere abdichtet. Ein innerhalb des Füllkopfes vorgesehener rohrförmiger Füllkanal 13 hat in seinem Inneren einen verschiebbaren hohlen Ventilkörper 14, der mittels sternartiger Rippen 15 geführt ist. Dieser hohle Ventilkörper 14 umfasst einen Stössel 16, der sich auf den Stopfen 6 aufsetzen kann, sowie das obere Ende des Stopfens 6.
Das in dem Ringraum 17 innerhalb des Füllkanals 13 eingepresste Füllgut gelangt durch den Ringraum 5 in der Decke der Verschlusskappe 3 in das Innere des Behälters bzw. der Tube. In dem Augenblick da die für den Behälter bestimmte und aus einer Dosiervorrichtung kommende Füllgutmenge in diesen eingepresst ist, wird der Ventilkörper 14 gegen die Verschlusskappe, also nach unten bewegt und wird sich mit seinem unteren Ende in eine Dichtung 18 aus elastischem Werkstoff, die am Grunde des Füllkanals angeordnet ist, aufsetzen und schliesst damit den Zufluss sicher ab.
Durch eine elektrische oder magnetsche bzw. pneumatische oder hydraulische Einrichtung wird der im Ventilkörper 14 geführte Stössel 16 anschliessend nach unten bewegt, so dass der Stopfen 6 von den Abreisskerben 7 in der Kappendecke getrennt wird und in diese eingedrückt wird. Der Behälter bzw. die Tube ist damit, nach vollständiger Fül- lung, sicher verschlossen.
In der gleichen Art und Weise wird der in Fig. 4 dargestellte Füllkopf für das erfindungsgemässe Verfahren verwendet. Der Unterschied in der Ausbildung besteht bloss darin, dass in dem Füllkopf 11'ein rohrförmiger Füllkanal 13'eingesetzt ist, der an seinem unteren Ende mit einem krallenartige Dichtungsring 19, versehen ist, der sich in die Ringnut 9 in der Kappendecke einpresst und dadurch die Abdichtung bewirkt. Die übrige Ausbildung des Füllkopfes ist dieselbe wie bereits in Fig. 3 beschrieben.
Es ist auch ohne weiteres möglich, an Stelle eines Stopfens der an Abreisskssrben hängt, eine Art Rückschlagventil vorzusehen, in dem irgendwelche Mittel zur Abdeckung der Öffnung in der Rippendecke, wie Kugeln, Scheibchen od. dgl., die federbelastet sind, angebracht werden.
Eine Verschlusskappe mit einem Mittelstopfen an Abreisskerben und Bohrungen in der Kappendecke zeigen die Fig. 5 und 6. Die Verschlusskappe 20 ist auf dem Gewindehals 2 aufgeschraubt, wobei in diesem eine ringförmige Nut 21 vorgesehen ist, in die ein in der Kappe 20 angebrachter Arretierstift 22 hineinragt. Dadurch kann die Kappe 20 nicht abgenommen werden, ist also unverlierbar. In der Decke der Kappe 20 sind eine oder mehrere Bohrungen 23 angebracht, durch die das im Behälter bzw. in der Tube enthaltene Füllgut austreten kann, wenn die Kappe 20 gelockert wird, so weit dies der Stift 22 zulässt, denn wenn sich die Verschlusskappe 20 soweit vom Gewindehals abgehoben hat, dass der Dichtungsring 4 nicht mehr in die korrespondierende Ringnut am Gewindehals 2 eingreift, ist das Innere des Gewindehalses 2 mit dem Freien in Verbindung.
Das Füllgut kann an dem sternartigen Teil 24 des Stopfens 25 vorbei zu der bzw. den Bohrungen 23 und damit ins Freie gelangen.
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Das Füllen eines mit einer derartigen Verschlusskappe 20 versehenen Behälters erfolgt mittels eines
Füllkopfes wie in Fig. 5 und 6 dargestellt durch folgende Verfahrensschritte :
Ein Füllkopf 26, der mit seinem unteren Ende 27 die Verschlusskappe umfasst, wird so aufgesetzt, dass sich ein in seinem Inneren vorgesehener Dichtungsring 19 in eine entsprechende Ringnut in der Kap- pendecke einsetzt. In dem hohlen Füllkopf 26 ist ein Füllventilrohr 27 vorgesehen, das mittels einzelner
Nasen 28 in diesem geführt ist, so dass ein Ringraum 29 entsteht, der als Füllkanal dient. Das Rohr 27 um- fasst einen Stössel 30, der sich auf den Stopfen 25 aufsetzt.
In der in Fig. 5 skizzierten Stellung wird durch den Füllkanal 29 das Füllgut, in dosierter Menge, zugeführt und gelangt, vorbei an dem Sternteil 24, durch die Mittelbohrung 5 in das Innere des Behälters.
Mit dem Ende der vordosierten Menge Füllgut wird das Füllventilrohr 27 nach abwärts gedrückt, so dass sich sein unteres Ende 31 am Grunde des Ringraumes 29 dichtend einschiebt. Gleichzeitig oder an- schliessend wird der Stössel 30 nach unten bewegt, der den Stopfen 25 von den Abreisskerben 7 löst und ihn in die Decke der Kappe 20 eindrückt (Fig. 6). Damit ist der Behälter 1 gefüllt und der Füllkopf 26 kann abgehoben werden, worauf die Gabel oder Zange 10 sich öffnet, so dass der Behälter bzw. die Tube
1 freigegeben werden. Wird eine unter den Füllkopf stehende Schlitzscheibe verwendet, wird der gefüllte
Behälter weitergeschoben.
Während bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Verschlusskappe 20 die Bohrungen in der Decke der Kappe ausserhalb der Ringnut liegen, sind sie bei der Verschlusskappe 32 (Fig. 7 und 8) innerhalb die- ser Ringnut angebracht. Innerhalb der Bohrungen 23 ist ein in das Innere der Kappe vorspringender fester
Stopfen 33 vorhanden, so dass dann, wenn die Kappe 32 ganz aufgeschraubt das Innere des Behälters 1 ab- geschlossen ist, weil der Stopfen 33 am Rand des Gewindehalses 2 aufsitzt. Die Bohrungen 33 sind so an- gebracht, dass sie durch die Ringfläche auf der Oberseite des Gewindehalses 2 in dieser Stellung verschlos- sen sind. Die sonstige Ausbildung derArretierung ist wie bei der in Fig. 5 und 6 dargestellten Kappe.
Für den Füllvorgang ist ein Füllkopf vorgesehen der in Fig. 7 in der Füllstellung und in Fig. 8, ausser- dem mit einer kleinen Abänderung in der Stellung vor bzw. nach der Füllung skizziert ist. In einem Füll- kopf 34, dessen unteres Ende 35 die Kappe 32 umfasst, sind in seinem Boden 36 Bohrungen 37 angebracht, die mit den Bohrungen 23 der Kappe 32 fluchten. Im Inneren des Füllkopfes 34 ist wieder ein Füllventil- rohr 27'vorgesehen, das mittels vorspringender Nasen 28'im Inneren des Füllkopfes 34 so eingehängt ist, dass ein Füllkanal 29 entsteht. Im Rohr 27'ist ein Dichtungskolben 38 verschiebbar angeordnet, der sich an einem nach oben vorragenden Mittelzapfen 39 des Füllkopfbodens 36 führt.
Für den Füllvorgang wird die Kappe 32 etwas nach oben gedreht (Fig. 7), so dass das Innere des Ge- windehalses 2 über die Bohrungen 23 mit dem Freien in Verbindung steht. Wird nun der Füllkopf 34 auf die Kappe 32 aufgesetzt, setzt sich der Dichtungsring 19 in die Ringnut der Kappendecke und die Bohrun- gen 23 und 37 kommen in Deckung. Der Dichtungskolben 38 kommt in die in Fig. 8 angegebene Stellung und verschliesst mittels der Zapfen 40 und der Dichtung 41 die Bohrungen 37 gegen den Füllkanal 29. Be- vor die vordosierte Füllgutmenge durch den Füllkanal 29 zugeführt wird, wird der Dichtungskolben ange- hoben, so dass das Füllgut durch die Bohrungen 37 und 23 in das Behälterinnere eingepresst werden kann.
Nach Beendigung der Füllgut-Einpressung fährt der Dichtungskolben 38 wieder nach unten und die Kappe
32 wird auf den Gewindehals fest aufgeschraubt.
Dann kann der Füllkopf 34 angehoben und der Behälter bzw. die Tube aus der Gabel ausgestossen oder in einer Schlitzschiene weitergeschoben werden.
Das Festschrauben der Verschlusskappe 32 kann von Hand aus oder maschinell, in Abhängigkeit von dem Ende der Füllgut-Einpressung, bewerkstelligt werden. Zu diesem Zweck kann das untere Ende des Füllkopfes etwas anders ausgebildet werden, wie Fig. 8, Füllkopf 34', zeigt. Hier ist das untere Ende des Füllkopfes als eine Art Manschette 42 ausgebildet, soweit sie die Verschlusskappe 32 umfasst. Diese Manschette 42 ist auf dem Füllkopf 34'verdrehbar aber nicht höhenverstellbar, wozu eine Halterung 44 am Füllkopf 34'angebracht ist. Zur Betätigung der Manschette 42 ist ein Friktionsring 43 vorgesehen, der wieder von Hand aus, bevorzugt aber maschinell und selbsttätig, verdreht wird, wenn die Füllung beendet . ist.
Hernach wird der Füllkopf 34'abgehoben und die Gabel oder Zange 10 öffnet sich, wodurch die Tube bzw. der Behälter freigegeben oder in einer Schlitzschiene weitergeschoben wird.
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