DE102011005741B3

DE102011005741B3 - Filling device for filling of high-viscosity material into cylindrical cartridges, has lid at one end, where lid has hollow connector nozzle, and filling tube is provided for feeding high-viscosity material

Info

Publication number: DE102011005741B3
Application number: DE201110005741
Authority: DE
Inventors: Horst Fleischer; Dr. Schick David
Original assignee: Ludwig Schwerdtel GmbH
Current assignee: Ludwig Schwerdtel GmbH
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2012-01-26
Anticipated expiration: 2031-03-18

Abstract

The filling device (1) has a lid (4) at one end, where the lid has a hollow connector nozzle (6). A filling tube (9) is provided for feeding a high-viscosity material. A sliding housing-like valve piston is formed by a valve surface in the filling tube. A valve seat and an outer valve are arranged at the filling tube.

Description

Derartige zylindrische Kartuschen weisen an einem Ende einen Deckel mit einem hohlen Anschluss-Stutzen auf, der eine Anschluss-Kappe aufweist, die vor Ingebrauchnahme der gefüllten Kartusche aufgeschnitten wird. Auf den Anschluss-Stutzen wird dann eine verschließbare Düse aufgesteckt oder aufgeschraubt, durch die das viskose Material, beispielsweise Silikon-Kautschuk oder andere Dichtungsmassen, ausgedrückt wird.Such cylindrical cartridges have at one end a lid with a hollow connection spigot, which has a connection cap, which is cut open before putting the filled cartridge. A closable nozzle is then plugged or screwed onto the connection stub, through which the viscous material, for example silicone rubber or other sealing compounds, is expressed.

Kartuschen-Füll- und Verschließ-Maschinen für derartige Kartuschen sind beispielsweise aus der EP 0 290 747 B1 (entsprechend US-Patent 4,874,022 ) bekannt.Cartridge filling and closing machines for such cartridges are known, for example, from EP 0 290 747 B1 (corresponding U.S. Patent 4,874,022 ) known.

In der Praxis ist das Problem aufgetaucht, dass auch der Anschluss-Stutzen der Kartusche luftfrei, also vollständig gefüllt sein muss, um eine Beeinträchtigung des in der Kartusche befindlichen hochviskosen Materials zu vermeiden. Dies ist mit den bekannten Fülleinrichtungen nicht realisierbar.In practice, the problem has arisen that also the connection nozzle of the cartridge must be air-free, so completely filled to avoid interference with the high-viscosity material contained in the cartridge. This is not feasible with the known filling devices.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fülleinrichtung der allgemeinen Gattung so auszugestalten, dass nicht nur eine vollständige luftfreie Befüllung einer Kartusche, sondern auch des Anschluss-Stutzens möglich ist.The invention is therefore based on the object, a filling device of the general type in such a way that not only a complete air-free filling of a cartridge, but also the connection nozzle is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by the features of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird erreicht, dass bei einer Betätigung der Fülleinrichtung zuerst das Innen-Ventil geöffnet wird, wodurch ein verhältnismäßig kleiner Strahl an abzufüllendem Material in den Anschluss-Stutzen der Kartusche gespritzt wird. In der Folge wird auch das Außen-Ventil geöffnet, sodass dann sowohl durch das geöffnete Innen-Ventil als auch durch das geöffnete Außen-Ventil eine große Menge abzufüllendem Material hindurchströmt und damit die Kartusche sehr schnell vollständig gefüllt wird.As a result of the embodiment according to the invention, when the filling device is actuated, the inner valve is first opened, as a result of which a relatively small stream of material to be filled is injected into the connection nozzle of the cartridge. As a result, the outer valve is opened, so then flows through both the open inner valve and the open outer valve a large amount of material to be filled and thus the cartridge is filled very quickly completely.

Die Betätigung von Innen-Ventil und Außen-Ventil kann mittels eines einzigen Linear-Antriebs erfolgen, der nur ein einfacher 2-Stellungs-Antrieb, beispielsweise ein pneumatisch beaufschlagbarer Kolben-Zylinder-Antrieb sein kann.The operation of the inner valve and outer valve can be done by means of a single linear drive, which can only be a simple 2-position drive, such as a pneumatically actuated piston-cylinder drive.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt:Further advantages, features and details emerge from the following description of an embodiment with reference to the drawing. It shows:

1 eine Fülleinrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt, 1 a filling device according to the invention in longitudinal section,

2 das vollständig geschlossene Füll-Ventil der Fülleinrichtung im Längsschnitt in gegenüber 1 stark vergrößerter Darstellung, 2 the completely closed filling valve of the filling device in longitudinal section in opposite 1 greatly enlarged representation,

3 die Fülleinrichtung nach 2 mit geöffnetem Innen-Ventil und 3 the filling device after 2 with open interior valve and

4 die Fülleinrichtung nach den 2 und 3 mit geöffnetem Innen-Ventil und geöffnetem Außen-Ventil. 4 the filling device after the 2 and 3 with open inner valve and open outer valve.

Die in der Zeichnung dargestellte Fülleinrichtung 1 für eine Kartuschen-Füll- und Verschließ-Maschine zum Abfüllen von zähflüssigem oder pastösem, das heißt hochviskosem Material in zylindrische Kartuschen 2 kann beispielsweise auf einer Kartuschen-Füll- und Verschließ-Maschine eingesetzt werden, wie sie aus der EP 0 290 747 B1 (entsprechend US-Patent 4 874 022 ) bekannt ist. Die Kartuschen 2 weisen einen zylindrischen, also rohrförmigen Behälter 3 auf, der an einem Ende mit einem fest angebrachten Deckel 4 verschlossen ist. Konzentrisch zur Mittel-Längs-Achse 5 des Behälters 3 ist am Deckel 4 ein nach außen vorspringender, hohl ausgebildeter Anschluss-Stutzen 6 angebracht, der mit einer abschneidbaren Abschluss-Kappe 7 verschlossen ist. Auf diesen Anschluss-Stutzen 6 wird beim Einsatz der gefüllten Kartusche 2 nach Abschneiden der Abschluss-Kappe 7 in üblicher und bekannter Weise eine länglich ausgebildete Düse aufgesteckt oder aufgeschraubt, durch die das pastöse Material ausgedrückt wird. Das dem Deckel 4 entgegengesetzte Ende der Kartusche 2 ist eine zum Befüllen der Kartusche 2 noch nicht verschlossene Öffnung 8, auf die nach dem Befüllen mit dem pastösen Material ebenfalls in bekannter Weise mittels eines in Richtung der Achse 5 verschiebbaren Kolbens verschlossen wird.The filling device shown in the drawing 1 for a cartridge filling and closing machine for filling viscous or pasty, that is highly viscous, material into cylindrical cartridges 2 can be used, for example, on a cartridge filling and closing machine, as shown in the EP 0 290 747 B1 (corresponding U.S. Patent 4,874,022 ) is known. The cartridges 2 have a cylindrical, ie tubular container 3 on, which at one end with a firmly attached cover 4 is closed. Concentric to the central longitudinal axis 5 of the container 3 is on the lid 4 an outwardly projecting, hollow formed connecting piece 6 attached, with a cut off graduation cap 7 is closed. On this connection socket 6 is when using the filled cartridge 2 after cutting off the graduation cap 7 plugged or screwed in a customary and known manner, an elongated nozzle through which the pasty material is expressed. That the lid 4 opposite end of the cartridge 2 is one for filling the cartridge 2 not yet closed opening 8th , on the after filling with the pasty material also in a known manner by means of one in the direction of the axis 5 slidable piston is closed.

Die Fülleinrichtung 1 weist ein zylindrisches Füllrohr 9 auf, in dessen hinteres Ende 10 ein Zuführ-Rohr 11 einmündet, durch das von einer Dosier-Einrichtung der erwähnten Kartuschen-Füll- und Verschließ-Maschine pastöses Material zugeführt wird. Das Füllrohr 9 ist an dem Zuführ-Rohr 11 mittels einer Flansch-Verbindung 12 befestigt.The filling device 1 has a cylindrical filling tube 9 on, in the back end 10 a feed tube 11 opens, is supplied by the past of a metering device of the aforementioned cartridge filling and closing machine pasty material. The filling tube 9 is at the feed tube 11 by means of a flange connection 12 attached.

An dem dem hinteren Ende 10 des Füllrohres 9 entgegengesetzten vorderen Ende 13 ist ein als Doppel-Ventil ausgebildetes Füll-Ventil 14 vorgesehen. Dieses Füll-Ventil 14 weist einen gehäuseartig ausgebildeten Ventil-Kolben 15 auf, der an seinem vorderen Ende eine erste Ventilfläche 16 aufweist, die auf einem ersten Ventilsitz 17 aufsitzt, der am vorderen Ende 13 des Füllrohres 9 ausgebildet ist. Der Ventil-Kolben 15 bildet zusammen mit seiner ersten Ventilfläche 16 und dem am Füllrohr 9 ausgebildeten ersten Ventilsitz 17 ein Außen-Ventil 18.At the rear end 10 of the filling tube 9 opposite front end 13 is designed as a double valve filling valve 14 intended. This filling valve 14 has a housing-like designed valve piston 15 on, at its front end a first valve surface 16 which is on a first valve seat 17 sitting on the front end 13 of the filling tube 9 is trained. The valve piston 15 forms together with its first valve surface 16 and at the filling tube 9 trained first valve seat 17 an outdoor valve 18 ,

In dem gehäuseartig ausgebildeten Ventil-Kolben 15 ist ein Ventil-Stößel 19 in Richtung der Achse 5 relativ zum Ventil-Kolben 15 verschiebbar angeordnet. Hierzu weist der in seiner Grundform zylindrisch ausgebildete Ventil-Stößel 19 einen Ringbund 20 auf. Beim Hinausziehen des Ventil-Stößels 19 aus dem Ventil Kolben 15 kommt dieser Ringbund 20 an einem Anschlag 21 zur Anlage, wie es in 4 dargestellt ist. In the box-like designed valve piston 15 is a valve plunger 19 in the direction of the axis 5 relative to the valve piston 15 slidably arranged. For this purpose, in its basic form cylindrically shaped valve plunger 19 a ring collar 20 on. When pulling out the valve tappet 19 from the valve piston 15 comes this ring collar 20 at a stop 21 to plant, as is in 4 is shown.

Der Ventil-Kolben 15 weist einen ringplattenförmigen Boden 22 auf, in dem konzentrisch zur Achse 5 eine Auslass-Öffnung 23 ausgebildet ist. Diese weist einen sich kegelstumpfförmig vom Innenraum 24 des Ventil-Kolbens nach außen zur Achse 5 hin verjüngenden zweiten Ventilsitz 25 auf. Am Ventil-Stößel 19 ist eine der kegelstumpfförmigen Ausgestaltungen des zweiten Ventilsitzes 25 angepasste, sich ebenfalls vom Innenraum 24 in Richtung nach außen verjüngende zweite Ventilfläche 26 ausgebildet. Wenn diese zweite Ventilfläche 26 fest und flächig auf dem zweiten Ventilsitz 25 in einer zweiten Fließ-Position aufsitzt, wie es in 2 dargestellt ist, dann ist die Auslass-Öffnung 23 verschlossen. Der Ventil-Stößel 19 bildet zusammen mit dem Ventil-Kolben 15 ein Innen-Ventil 27.The valve piston 15 has a ring plate-shaped bottom 22 in, concentric with the axis 5 an outlet opening 23 is trained. This has a frustoconical from the interior 24 of the valve piston outwards to the axis 5 towards the tapered second valve seat 25 on. At the valve tappet 19 is one of the frusto-conical configurations of the second valve seat 25 adapted, also from the interior 24 towards the outside tapered second valve surface 26 educated. If this second valve surface 26 firm and flat on the second valve seat 25 seated in a second flow position, as in 2 is shown, then the outlet opening 23 locked. The valve tappet 19 forms together with the valve piston 15 an interior valve 27 ,

Unmittelbar neben dem Boden 22 sind mehrere, beispielsweise sechs, radial zur Achse 5 verlaufende, in den Innenraum 24 des Ventil-Kolbens 15 mündende Zuführ-Kanäle 28 vorgesehen. Der Ventil-Stößel 19 ist an dem dem Boden 22 entgegengesetzten Ende aus dem Ventil-Kolben 15 herausgeführt, wobei hier einige Entlastungs-Kanäle 29 im Ventil-Kolben 15 ausgebildet sind.Immediately next to the ground 22 are several, for example six, radial to the axis 5 running, in the interior 24 of the valve piston 15 opening feed channels 28 intended. The valve tappet 19 is at the bottom 22 opposite end from the valve piston 15 led out, here are some relief channels 29 in the valve piston 15 are formed.

Der Ventil-Stößel 19 wird mittels einer an ihn angeschraubten und mit ihm in Richtung der Achse 5 fluchtenden Betätigungs-Stange 30 betätigt, die sich koaxial durch das Füllrohr 9 und den benachbarten Teil des Zuführ-Rohres 11 erstreckt und aus dem Zuführ-Rohr 11 in einen Halte-Stutzen 31 geführt ist, der einen Befestigungs-Flansch 32 zur Anbringung an der erwähnten Kartuschen-Füll- und Verschließ-Maschine aufweist. Hier ist auch ein Linear-Antrieb 33 vorgesehen, bei dem es sich um einen einfachen pneumatisch beaufschlagbaren 2-Stellungs-Kolben-Zylinder-Antrieb handeln kann. Mittels dieses Antriebs 33 wird die Betätigungs-Stange 30 und mit ihr der Ventil-Stößel 19 und der Ventil-Kolben 15 zwischen zwei Positionen verschoben, nämlich einer in 2 dargestellten Position, in der das Außen-Ventil 18 und das Innen-Ventil 27 geschlossen sind, und einer in 4 dargestellten Position, in der sowohl das Innen-Ventil 27 als auch das Außen-Ventil 18 vollständig geöffnet sind.The valve tappet 19 is screwed by means of a bolted to him and with him in the direction of the axis 5 aligned actuating rod 30 operated, coaxially through the filling tube 9 and the adjacent part of the feed tube 11 extends and out of the feed tube 11 in a holding nozzle 31 is guided, which has a mounting flange 32 for attachment to said cartridge filling and sealing machine. Here is also a linear drive 33 provided, which may be a simple pneumatically actuated 2-position piston-cylinder drive. By means of this drive 33 becomes the actuating rod 30 and with it the valve tappet 19 and the valve piston 15 moved between two positions, namely one in 2 illustrated position in which the outer valve 18 and the inner valve 27 are closed, and one in 4 shown position in which both the inner valve 27 as well as the outside valve 18 are completely open.

Zum Füllen einer Kartusche 2 wird eine solche Kartusche 2 vollständig auf die Fülleinrichtung 1 aufgeschoben, wie es in 1 dargestellt ist. Der Deckel 4 der Kartusche 2 befindet sich unmittelbar vor dem Boden 22 des Füll-Ventils 14. Die noch mittels des Ventil-Stößels 19 verschlossene Auslass-Öffnung 23 befindet sich vor dem hohlen Anschluss-Stutzen 6. Das Füllrohr 9 und das Zuführ-Rohr 12 sind vollständig mit dem abzufüllenden Material gefüllt. Nunmehr wird eine in die Kartusche 2 abzufüllende Menge von abzufüllendem Material über das Zuführ-Rohr 11 in das Füllrohr 9 gepresst. Gleichzeitig wird mittels des Linear-Antriebs 33 über die Betätigungs-Stange 30 der Ventil-Stößel 19 aus seiner in 2 dargestellten Schließ-Stellung in Richtung zum Anschlag 21 hin bewegt, wodurch das Innen-Ventil 27 geöffnet wird, wie es in 3 dargestellt ist. Während dieser Bewegung wird der Ventil-Kolben 15 durch den Druck des in das Füllrohr 9 gepressten Materials in seiner in 2 gezeigten geschlossenen Stellung gehalten.To fill a cartridge 2 will be such a cartouche 2 completely on the filling device 1 deferred as it is in 1 is shown. The lid 4 the cartouche 2 is located directly in front of the ground 22 of the filling valve 14 , The still by means of the valve plunger 19 closed outlet opening 23 is located in front of the hollow connection pipe 6 , The filling tube 9 and the feed tube 12 are completely filled with the material to be filled. Now one is in the cartridge 2 to be filled amount of material to be filled via the feed tube 11 in the filling tube 9 pressed. At the same time by means of the linear drive 33 over the actuating rod 30 the valve tappet 19 from his in 2 illustrated closing position towards the stop 21 moved, causing the inner valve 27 is opened as it is in 3 is shown. During this movement, the valve piston 15 by the pressure of the in the filling tube 9 pressed material in his in 2 kept closed position shown.

Während der Bewegung des Ventil-Stößels 19 bis zum Anschlag 21 wird die Auslass-Öffnung 23 entsprechend der Darstellung in 3 teilweise geöffnet, wobei sich ein kegelstumpfförmiger Innen-Ventil-Spalt 34 zwischen dem zweiten Ventilsitz 25 und der zweiten Ventilfläche 26 bildet.During the movement of the valve tappet 19 until the stop 21 becomes the outlet opening 23 as shown in 3 partially open, with a frusto-conical interior valve gap 34 between the second valve seat 25 and the second valve surface 26 forms.

Durch diesen Innen-Ventil-Spalt 34 wird abzufüllendes Material in einem zur Achse 5 fokussierten Strahl 35 ausgespritzt, das in den unmittelbar vor dem Boden 22 befindlichen Anschluss-Stutzen 6 gedrückt wird. Die zum Füllen dieses Anschluss-Stutzens 6 erforderliche Menge an abzufüllendem Material ist gering. Die kurze Zeit, in der nur das Innen-Ventil 27 geöffnet ist, reicht aus, um mit dem Strahl 35 von abzufüllendem Material den Anschluss-Stutzen 6 vollständig zu füllen.Through this inner valve gap 34 is material to be filled in one to the axis 5 focused beam 35 injected in the immediately before the ground 22 located connection socket 6 is pressed. The to fill this connection neck 6 Required amount of material to be filled is low. The short time in which only the inner valve 27 is open, enough to beam 35 of material to be filled, the connection piece 6 to fill completely.

Mit der weiteren Bewegung der Betätigungs-Stange 30 wird bei Anlage des Ringbundes 20 am Anschlag 21 der Ventil-Kolben 15 vom ersten Ventilsitz 17 abgehoben und damit das Außen-Ventil 18 geöffnet, wodurch ein Außen-Ventil-Spalt 36 geschaffen wird, durch den eine erheblich größere Menge an abzufüllendem Material pro Zeiteinheit austritt, was zu einem vollständigem Füllen der Kartusche 2 führt. Der Querschnitt des Außen-Ventil-Spaltes 36 ist um ein Mehrfaches größer als der Querschnitt des Innen-Ventil-Spaltes 34.With the further movement of the actuating rod 30 becomes with plant of the ring federation 20 at the stop 21 the valve piston 15 from the first valve seat 17 lifted and thus the outside valve 18 opened, creating an outside valve gap 36 is created, through which a considerably larger amount of material to be filled out per unit time emerges, resulting in a complete filling of the cartridge 2 leads. The cross section of the outer valve gap 36 is several times larger than the cross section of the inner valve gap 34 ,

Während der Verstellbewegung des Ventil-Stößels 19 aus der geschlossenen Position des Innen-Ventils 27 in dessen Öffnungsposition gemäß 3 wird das durch den Ringbund 20 verdrängte Material durch die Entlastungs-Kanäle 29 aus dem Ventil-Kolben 15 in das Füllrohr zurückgedrückt. Nach dem Füllen der Kartusche 2 wird das Füll-Ventil 14 durch umgekehrte Betätigung des Linear-Antriebs 33 wieder geschlossen.During the adjustment movement of the valve tappet 19 from the closed position of the inner valve 27 in its opening position according to 3 that will be through the waistband 20 displaced material through the relief channels 29 from the valve piston 15 pushed back into the filling tube. After filling the cartridge 2 becomes the filling valve 14 by reverse operation of the linear drive 33 closed again.

Claims

Filling device ( 1 ) for filling highly viscous material into cylindrical cartridges ( 2 ), which at one end has a lid ( 4 ) with a hollow connection spigot ( 6 ), - with a filling tube ( 9 ) for feeding the material, - with one at one end ( 13 ) of the filling tube ( 9 ) arranged as a double valve filling valve ( 14 ), which consists of an external valve ( 18 ) and an inner valve ( 27 ), - one in the filling tube ( 9 ) displaceable box-like valve piston ( 15 ) with a first valve surface ( 16 ) and one on the filling tube ( 9 ) formed first valve seat ( 17 ) the outside valve ( 18 ), and - wherein one in the valve piston ( 15 ) displaceable valve plunger ( 19 ) with a second valve surface ( 26 ) and one in a floor ( 22 ) of the valve piston ( 15 ) formed outlet opening ( 23 ) with a second valve seat ( 25 ) the inner valve ( 27 ), and - with a linear drive ( 33 ) for moving the valve tappet ( 19 ) against a stop ( 21 ) in the valve piston ( 15 ) under opening of the inner valve ( 27 ) and for moving the valve piston ( 15 ) at the stop ( 21 ) adjoining valve plunger ( 19 ) while opening the outer valve ( 18 ).

Filling device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the outlet opening ( 23 ) from an interior ( 24 ) of the valve piston ( 15 ) and that in the interior ( 24 ) at least one feed channel ( 28 ) from the filling tube ( 9 ).

Filling device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the valve tappet ( 19 ) an annular collar ( 20 ) against the attack ( 21 ) of the valve piston ( 15 ) can be applied.

Filling device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the interior ( 24 ) of the valve piston ( 15 ) with at least one in the filling tube ( 9 ) discharging channel ( 29 ) connected is.