DE2704216C2 - Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten Herstellung von Kerzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein yuf ein Verfahren zur automatisierten Herstellung von Kerzen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und soll insbesondere die automatisierte Massenherstellung von Kerzen in bestimmten Maschinentypen erleichtern, wobei ein granuliertes Kerzenmaterial, wie z. B. Paraffin, Stearinwachs, Zeresin, usw. verwendet wird, das in einer rohrförmigen Form verdichtet wird.

Bei der automatisierten Herstellung von Kerzen mit einem Verfahren, bei dem Paraffingranulat oder -pulver od. dgl. einem Druck unterworfen wird, verwenden einige bekannte Maschinentypen ein Dochtrohr, durch wclches der Docht vor der Verdichtung des Pulvers hindurchgeführt wird. Das Dochtrohr kann in axialer Richtung bis zu einem bestimmten Grad, der durch das Produktionsverfahren vorgegeben ist, verschoben werden. Das Dochtrohr wird an seinem einen Ende zentriert,

z. B. durch eine oder mehrere Buchsen, und kann an seinem anderen Ende eine zentrierende Einrichtung aufweisen, welche Bestandteil eines Preßkolbens sein kann.

Ein Beispiel aus dem Stand der Technik für die Herstellung von Kerzen aus granuliertem Material zeigt die US-PS 37 02 495, welche die Anwendung von Druck beim Einformen eines granulierten Materials bei der Herstellung von Kerzen lehrt, welche Kerzen dann so aussehen, als ob sie aus einem verflüssigten Kerzcnmaterial gegossen worden wären.

Bekannt ist auch schon ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen und automatischen Herstellung von Kerzen, wobei ein granuliertes Kerzenmaterial verwendet wird, das als Pulver oder Granulat in eine Preßform mit einem den Docht umgebenden Dochtrohr eingefüllt und durch Druck ausgeformt wird, dann als fertige Kerze aus der Form genommen und die erforderliche Dochtlänge abgeschnitten wird. Dabei wird jedoch das Dochtmaterial bei der Kerzenhersiellung sehr lose in dem Dochtrohr gehalten, was zu häufigen Schwierigkeilen und Betriebsstörungen im Herstellungsprozeß und auch zu einem unerwünscht hohen Prozentsatz von unbrauchbaren Kerzen führt, weil die Dochte in diesen Kerzen nicht richtig angeordnet sind.

Die Aufgabe einer festen Verankerung des Dochtes in der fertiggestellten Kerze wurde ebenfalls schon bei vorbekannten Vorrichtungen und Verfahren gestellt und als Lösung wurde versucht, das Dochtmaterial vor Einführung des Dochtes in das granulierte Wachsmaierial mit Wachs zu tränken. Dies führte zwar zu einer gewissen Adhäsion zwischen dem Docht und dem diesen Docht umgebenden Wachsmutcrial, brachte aber auch die Schwierigkeit mit sich, daß das Dochtmaterial während seines Einziehens und Einführens in die Form mit Hilfe eines Dochtrohrs bei dem Kerzcnherstellungsvorgang gehalten werden muß. Außerdem muß, damit der Docht im Dochtrohr in seiner Lage festgehalten und fest im Wachsmaterial verankert werden kann, das untc-

rc Ende des Dochtes umgebogen oder nach oben gebogen werden, wo es dann am unteren Enae der Kerze eingebettet werden muß.

Die DE-OS 22 02 784 zeigt typisch den Stand der Technik für die Massenproduktion von Kerzen aus granuliertem Paraffin, wobei ein Dochtrohr während der Herstellung der Kerze angewandt wird. Nach der Einführung des Paraffins und des Dochtrohrs in eine Preßform wird der Innenraum dieser Form einer ersten Verdichtung unterzogen, d. h. während eines ersten Zehintcrvalls zusrramengepreßt, indem ein Kolben in der Form nach oben bewegt wird. Zur gleichen Zeit wird das Dochtrohr gegen die Oberseite des Kolbens gedrückt. Nach dem ersten Verdichtungsintervall wird das Dochtrohr aus der Preßform herausgezogen, indem es axial und senkrecht nach oben vom Kolben abgehoben wird. Der Docht verbleibt jedoch in dem Hohlraum und wird durch das Paraffin im Bereich einer Vertiefung im Kolben in seiner Lage gehalten. Das Herausziehen des Dochtrohrs ergibt ein zylindrisch geformtes, den Docht umgebendes Loch in dem Paraffin. Dieses Loch wird verschlossen, indem die Aushöhlung in der Form während eines zweiten Intervalls einem vorbestimmten Druck unterworfen wird. Der Docht ist paraffinimprägniert und damit einigermaßen steif. Außerdem sind Einrichtungen vorgesehen, um das Dochtmaterial leicht spannen zu können. Der Nachteil dieser Ausführungsform nach der vorstehend genannten DE-OS besteht darin, daß aufgrund der Tatsache, daß das Dochtrohr zur Erreichung des von ihm erwarteten Erfolgs als ausreichend angesehen wird, sowie zentral und koaxial -^u der Aushöhlung am oberen Ende der Form angeordnet ist, keine spezielle Vorrichtung zur Zentrierung des Dochtrohrs an seinem unteren Ende vorgesehen ist

Um dieses Problem zu beheben, wurde ein zweifach hohlflächiger bzw. kegeliger Sitz für das untere Ende des Dochtrohres vorgeschlagen; ein Beispiel für diesen Si and der Technik ist in der Schwedischen Patentanmeldung 74 03 091-7 zu finden, die am 30. Oktober 1974 olfengelegt wurde und mit der deutschen Patentanmeldung P 25 09 295.9 korrespondiert und welche vom Erfinder der vorliegenden Patentanmeldung entwickelt wurde.

Außerdem wurde eine modifizierte Form eines Dochtrohrs vorgeschlagen, bei welcher zur Erleichterung des Dochtstraffens im Dochtrohr eine Vielzahl von mechanisch betätigten Greifbacken, wie z. B. in Form einer Klemmhülse vorgesehen ist. Während die Backen dieser Klemmhülse im allgemeinen ein hinreichend zuverlässiges Festklemmen auszuführen gestatten, wobei sie den Docht im Dochtrohr festhalten, neigen sie dazu, .srhr leicht in geschlossener Stellung zu verklemmen oder in offener Stellung fest zu sitzen, insbesondere wegen des Wachses, das den Docht imprägniert Ein Imprägnieren des Dochtes mit Wachs vor dem Formpro-•/iß ist jedoch wünschenswert, weil es ein leichteres Anzünden der Kerzen beim Gebrauch ermöglicht und weil es ein außerordentlich schnelles Abbrennen des Doch-Us verhindert. Mit den mechanischen Grei^fbacken, die einen Teil des Dochtrohres bilden, führt der hohe Anteil von Störungen an den Greifbacken bei einem vorgewachsten Docht zwangsläufig zu einem hohen Prozentsatz von fehlerhaft gefertigten Kerzen, die entweder keinen Docht oder einen ungünstig angeordneten Docht besitzen. Darüber hinaus ist bei dieser Dochtrohr-Anordnung die mechanische Klemmbackenausbildung nicht allzusehr förderlich für das mühelose Eingleiten des Dochtes in das Dochtrohr, wenn das Dochtrohr nach der ersten Verdichtungsstufe nach oben zurückgezogen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatisierten Herstellung von Kerzen aus granuliertem oder pulverisiertem Kerzenmaterial und mit Hilfe eines Dochtrohres vorzusehen, welches die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist Zur Aufgabe der Erfindung gehört weiterhin eine exakte und zuverlässige Verankerung des Dochtes im Kerzenboden sowie die Erzielung eines vernachlässigbar kleinen Anteils von fehlerhaft produzierten Kerzen. Außerdem soll das Dochtrohr eine das Dochtmaterial im Dochtrohr umschließende, sich in radialer Richtung erweiternde bzw. verengende, ebenfalls rohrförmige Einspannvorrichtung von relativ geringer Länge und auch sonst geringen Ausmaßen aufweisen, die den Docht halten und festklemmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Ganz allgemein gesehen besteht die Erfindung in einem verbesserten Dochteinführungsrohr an einer automatisierten Kerzenherstellungsmaschine, in der das granulierte bzw. pulverisierte Kerzenmaterial in einer Form entlang einem eingelegten Docht verpreßt wird, wobei das Dochtrohr in seiner allgemeinsten Form eine elastische rohrförmige Membran oder Muffe umfaßt, die innerhalb des Dochtrohrs und koaxial dazu angeordnet ist, so daß der Docht durch die Muffe bzw. Membran und das Dochtrohr hindurchgezogen wird. Die rohrförmige Membran bzw. Muffe wird durch einen hydraulischen oder pneumatischen Druck verengt, so daß der Docht festgeklemmt und während seines Einführens in die Kerzenform in dem Dochtrohr festgehalten wird. Der Docht kann beliebig durch Aufheben des auf die elastische Membran bzw. Muffe wirkenden Drucks freigegeben werden, wodurch sich die Membran bzw. Muffe wieder in ihren Ausgangszustand zurückbildet, so daß der Docht frei hindurchgleiten kann.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung eine Gesamtansicht der automatisierten Kerzenherstellungsvorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 in schematischer Darstellung eine Ansicht des automatisierten Kerzenausformtisches aus der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung;

F i g. 3 einen Längsschnitt durch einen Einführungskopf, der das Dochtrohr nach der Erfindung enthält;

Fig.4 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt einer Kerzenherstellungsform, die eine obere Form- oder Preßeinrichtung enthält;

F i g. 5 und 6 eine Art der Zentrierung des Dochtrohrs, an dessen unterem Ende durch eine vorbekannte, selbstzentrierende Einrichtung.

In F i g. 1 ist eine automatisch arbeitende Vorrichtung zur Massenherstellung von Kerzen guter Qualität und von ziemlich großem Durchmesser gezeigt, in welcher die vorliegende Erfindung angewandt wird.

Das granulierte Kerzenmaterial, wie z. B. Paraffin, Stearinwachs, Zeresin, usw. wird in einem Sieb 11 klassiert und in einen Vorratstrichter 12 eingefüllt. Aus diesem Vorratstrichter wird das Kerzenmaterial dann über eine Kördereinrichtung 16, welche durch einen Elektromotor und vorzugsweise über ein Reduktionsgetriebe angetrieben wird, in den oberen Bereich des Kerzenausformtisches 17 eingespeist. In diesem Ausformtisch ist

eine Vielzahl von zu den Kerzenformgruppen gehörenden Einführungsköpfen 18 vorgesehen, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel vier solcher Gruppen dargestellt sind. Es kann sowohl eine größere als auch eine kleinere Anzahl von Formen auf dem Ausformtisch 17 vorhanden sein, wenn dies für notwendig erachtet wird. Von den Spulen 14 wird ein vorgewachstes Dochtmaterial 15 in die Einführungsköpfe 18 eingebracht, welche durch darüber angeordnete Leiträder (nicht dargestellt) unter einer vorbestimmten Spannung gehalten werden.

Die Arbeitsvorgänge und die einzelnen Schrittfolgen auf dem Ausformtisch, welcher erst später beschrieben werden soll, sind weitgehend automatisiert; sie können aber von einer Bedienungsperson durch entsprechende Steuerschalter 10 auch manuell gesteuert werden. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, wird zur Ausführung der Steuervorgänge am Ausformtisch vorteilhafterweise Druckluft verwendet, es kann aber auch ebensogut ein hydraulischer Druck verwendet werden; zu diesem Zweck sind Fluiddruckleitungen 21 vorgesehen.

Eine Vielzahl von Meßinstrumenten 23 ist für die Parameter vorgesehen, die in den Formen überwacht werden sollen, wie z. B. Temperatur, Druck, usw.

Die fertigen Kerzen, die aus den Formen ausgestoßen worden sind, sind in F i g. 2 ganz allgemein mit dem 2s Bezugszeichen 20 bezeichnet und können auf mechanischem Wege zum Zwecke der Kontrolle und/oder Lagerung bzw. Verschickung weggenommen werden.

Die diese Beschreibung erläuternden Figuren sind nur schematischer Art und sollen nicht dazu dienen, die einzelnen Elemente des Gesamtsystems, wie z. B. die Drucktanks für das Fluid, die Druckleitungen, die abdrehbaren Füllanschlüsse, die hydraulischen oder pneumatischen Komponenten zum Zusammenpressen oder Verdichten des Kerzenmaterials, usw. zu zeigen, welche auf diesem Gebiet sowieso bekannt sind.

Genauso wie beim Stand der Technik wird auch bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Wachskerzen der Docht mit Hilfe eines Dochtrohrs in das Wachs eingeführt. Bei diesem Einführen muß der Docht im Dochtrohr festgehalten werden, so daß er sich nicht verschiebt oder herausrutscht Zu diesem Zweck hält bei der in F i g. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung ein sehr betriebssicher funktionierender Greifkopf den Docht innerhalb des Dochtrohrs fest Das in der Erfindung verwendete Dochtrohr ermöglicht dem darin geführten Docht ein leichtes Verschieben, so daß jeweils zur Vorbereitung des Einbringens eines Dochtes in eine neue Kerze eine entsprechende Dochtlänge durch das Dochtrohr bewegt werden kann.

Ganz allgemein umfaßt das Dochtrohr nach der vorliegenden Erfindung eine elastische, rohrförmige Membran oder Muffe, welche innerhalb des Dochtrohrs und koaxial dazu angeordnet ist, und durch welche der Docht hindurchgezogen wird. Die rohrförmige Membran wird durch einen hydraulischen oder pneumatischen Druck betätigt, so daß sie den Docht einspannt und ihn noch während seines Einführens in das Wachs innerhalb des Dochtrohrs festhält Der Docht kann beliebig durch Aufheben des auf die Membran wirkenden eo Drucks freigegeben werden, wodurch sich die Membran bis zu ihrer ursprünglichen Gestalt zurückbildet und den Docht ungehindert durchlaufen läßt

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zunächst der Docht durch einen pneumatischen Druck festgehalten, dann wird das Dochtrohr mit dem darin festgehaltenen Docht in den Hohlraum der Kerzenform hinabgesenkt Anschließend wird das granulierte Wachs in an sich bekannter Weise in die Form eingegeben und ein erster Verdichtungsgang durchgeführt Dann wird das Dochtrohr bis zum oberen Ende der Kerze zurückgezogen, wobei der pneumatische Druck auf die Muffe nach dieser ersten Verdichtungsstufe aufgehoben und wobei durch dieses Herausziehen des Dochtrohrs eine zylindrische, offene Ausnehmung zurückbleibt. Daraufhin folgt mit dem Füllen dieser offenen Ausnehmung und mit dem Festlegen des Dochtes die zweite Verdichtungsstufe. Danach wird bei aufgehobenem pneumatischem Druck das Dochtrohr erneut um eine solche Lunge verschoben, die der Summe aus der überstehenden Dochtspitze (zum Anzünden der Kerze) und dem Dochtende, welches am Kerzenboden zusammengefaltet wird, entspricht. Der Docht wird dann in bekannter Weise mit Hilfe eines Messers abgeschnitten, so daß ciie Dochtspitze der gepreßten Kerze und das Dochtendc der nachfolgenden Kerze entsteht. Dieser Herslellunjjsprozeß findet ohne jede Unterbrechung statt, da der Docht einerseits durch die zweite Verdichtungssiufe fest im Kerzenboden verankert ist und andererseits während des Abtrennens festgehalten wird. Die überstehende Dochtlänge ist nur selten größer als 3 cm, was aber immer von der Größe der Kerze abhängt Der Docht kann auch vorteilhaft in der Weise abgetrennt werden, daß zusammen mit dem Dochtrohr der gesamte obere Stempel nach oben bewegt wird und der Docht dann mit Hilfe einer eigens angeordneten Abtrenneinrichtung abgeschnitten wird.

F i g. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Einrichtung am Dochtrohr, mit welcher die der Erfindung zugrunde liegenden Ziele erreicht werden können. Die Einrichtung für das Festhalten, das Vorwärtsschieben und das Loslassen des Dochtes 15 in der jeweils gewünschten Weise ist in F i g. 3 in einem Füllraum 38 innerhalb des Kopfes 36 vorgesehen. Der Füllraum 38 ist durch O-Ringe 39 oder ähnliche fluiddichte Elemente abgedichtet, um das Dochtrohr 35 von der Umgebung zu isolieren. Durch eine öffnung 33 im Kopf 36 wird eine Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft in den Füllraum 38 eingespeist

Die Einrichtung, welche den Docht 15 festhält, besteht aus einer zylindrischen Muffe 37 aus elastischem Material. Diese elastische Muffe erlaubt dem Docht 15 ein freies Durchlaufen, wenn sich das elastische Material in einem entspannten Zustand befindet Wenn die elastische Muffe den Docht 15 festklemmen soll, läßt man das komprimierte Fluid in die Öffnung 33 eintreten und die Muffe 37 zusammendrücken, wobei eine Einschnürung herbeigeführt wird und dadurch der Docht 15 rund um seine Umfangsfläche festgeklemmt bzw. festgehalten wird. Die Muffe 37 ist in F i g. 3 in ihrem entspannten Zustand und durch die strichpunktierten Linien in ihrem eingeschnürten Zustand als Muffe 37' dargestellt

Gemäß F i g. 4 wird das pulverisierte Wachs, welches in den Hohlraum 41 eingebracht worden ist, mit Hilfe von zwei gegeneinander beweglichen Preßeinrichtungen 42 und 43 verdichtet Das pulverisierte Wachs kann auch durch nur einen einzigen Kolben, der einen Hohlraum 41 aufweist zu einer Kerze verpreßt werden. Fi g. 4 zeigt die Preßeinrichtung 43 mit Hilfe von gestrichelten Linien in ihrem mit dem Bezugszeichen 43' gezeichneten Preßzustand.

Die Preßeinrichtung 42 kann vorteilhafterweise mit einem selbstzentrierenden Oberteil ausgestattet sein, wie es ausführlicher in den Fig.5 und 6 dargestellt ist; die Ausgestaltung nach den F i g. 5 und 6 gehören zum Stand der Technik und können vorteilhaft bei der crfin-

dungsgemäßen Ausführungsform angewandt werden, welche auf ein verbessertes Dochtrohr einschließlich einer elastischen Muffe gerichtet ist. die mit Hilfe eines l-'luiddrucks radial nach innen verengt werden kann.

Für die in F i g. 3 gezeigte zylindrische Muffe 37 kann jedes geeignete elastomere Material, z. B. Gummi, welcher seine Elastizität beibehält, verwendet werden, soweit bei seiner Auswahl die umgebende Atmosphäre, die angewandten Temperaturen und die mechanischen Umkehrdrücke berücksichtigt werden, wobei auf letzteres besonderes Augenmerk zu legen ist, da diese Muffe dazu vorgesehen ist, sich kontinuierlich zu verengen.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform soll nur als ein Beispiel dienen und soll in keiner Weise die Erfindung einschränken, deren Schutzumfang sich allein nach den anliegenden Patentansprüchen bestimmt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

20

25

30

40

45

50

Ϊ5

•0

•5

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur automatisierten Herstellung von Kerzen aus granuliertem Kerzenmaterial, das in einer der Kerzenform entsprechenden Negativform entlang eines in diese Form eingelegten Dochtmaterials verdichtet wird, wobei dieses Dochtmaterial im Innern eines Dochtrohrs in die Kerzenform eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Dochtmaterial (15) mittels einer elastischen Muffe (37), die einen Bestandteil des Dochtrohrs (35) bildet und koaxial um das Dochtmaterial herum angeordnet ist, eingespannt und losgelassen wird; daß zur Erreichung einer Verengung dieser elastischen Muffe (37) auf ihrer äußeren Oberfläche mittels eines Fluids ein Druck erzeugt wird, welcher das innerhalb der elastischen Muffe (37) geführte Dochtmaterial (15) festklemmt; und daß der Fluiddruck weggenommen wird, wenn das Dochtmaterial (15) nicht eingespannt werden soll.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer der Kerzenform entsprechenden Negativform, in die das Kerzenmaterial einfüllbar und darin verpreßbar ist, und aus einem Dochtrohr, welches das Dochtmaterial in seinem Innern führt und es so in die Form einbringt und es gegebenenfalls darin festklemmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Dochtrohr (15) ein elastisches Rohrelement in Form einer im wesentlichen zum Dochtmaterial (15) koaxial angeordneten Muffe (37) aufweist; und daß Einrichtungen zum Aufbringen eines Fluiddrucks auf die äußere Oberfläche dieser elastischen Muffe (37) vorgesehen sind, die die Muffe

(37) elastisch verengen und dabei das durchgeführte Dochtmaterial (15) festklemmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dochtrohr (35) außerdem ein festes, an das eine Ende der elastischen Muffe (37) anschließendes und koaxial dazu angeordnetes starres Rohrstück aufweist, durch welches starre Rohrstück sich das Dochtmaterial (15) ebenfalls erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Muffe (37) in ihrer Längsrichtung in ein starres Rohrstück eingesetzt ist, wobei das Dochtmaterial (15) kontinuierlich durch das starre Rohrstück und die dazwischen angeordnete elastische Muffe (37) hindurchläuft, und daß das Dochtrohr (35) außerdem noch einen rohrförmigen, die elastische Muffe (37) koaxial umgebenden Füllraum (38) umfaßt, der an Einrichtungen zur Erzeugung eines Fluiddrucks in diesem Füllraum

(38) angeschlossen ist, wobei der Fluiddruck auf die elastische Muffe (37) wirkt und diese einschnürt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Rohrstück koaxial zu und in radialem Abstand von der elastischen Muffe (37) angeordnet ist, wobei der Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche dor elastischen Muffe (37) und der inneren Oberfläche des starren Rohrstücks diesen Füllraum (38) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem starren Rohrstück und der koaxial dazu angeordneten Muffe (37), vorzugsweise im Bereich der Enden der Muffe (37), Dichtmittcl (39) zum Abdichten des Füllraums (38) von der Umgebung vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Dichtmittel (39) aus O-Ringen bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Aufbringen eines Fluiddrucks geeignet sind, auf der Oberfläche der elastischen Muffe (37) einen pneumatischen Druck zu erzeugen.