DE3744402A1

DE3744402A1 - Verfahren und vorrichtung zum zentrieren von tuben

Info

Publication number: DE3744402A1
Application number: DE19873744402
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Jaehrig; Lutz Dipl Ing Langenhahn; Robert Riedl
Original assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Current assignee: IWK Verpackungstechnik GmbH
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1989-07-13
Also published as: DE3744402C2; GB2213096B; GB2213096A; US4957581A; GB8829099D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zentrieren eines Ver packungsbehälters, wie einer Tube in einer Vorrichtung zum Erhitzen eines offenen Tubenendes mittels Heißluft zwecks späterem Verschweißen der Tubenränder sowie eine Vorrichtung zum Erhitzen von Rändern der Einfüllöffnung von Aufnahmebehäl tern, wie Tuben mittels Heißgas zum späteren Verschließen der selben, mit einer in die Einfüllöffnung des Behälterendes ein fahrbaren Düse zur Heißgaszufuhr, wobei die Düse einen im we sentlichen radial nach außen gerichteten Gasaustritt bedingt.

Es ist bekannt, Enden von Behältern, beispielsweise Einfüll öffnungen begrenzende Enden, insbesondere von Tuben durch Heiß luftverschweißung zu verschließen. Hierbei wird in das Behälter ende Heißluft eingeblasen, welche den Rand der Tube erwärmt. Anschließend wird das Behälterende durch Backen einer Schließ station zusammengepreßt, wodurch es durch Heißverschweißen verschlossen wird. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 45 11 426 bekannt.

Bei dieser Vorrichtung wird Heißluft in das Innere des Tuben endes eingeführt, wodurch das Tubenende erhitzt wird. Es be steht die Gefahr, daß die erhitzten Ränder schrumpfen und den umgebenden Haltering verkleben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde unter Vermeidung der genannten Nachteile, insbesondere ein Schrumpfen und Festkleben des erweichten Tubenendes an Halte- oder Zentriereinrichtungen zu verhindern.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, dadurch gelöst, daß dem Tubenende außenseitig Zentriergas, insbesondere Luft, zugeführt wird. Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung die Ausbildung einer gattungsgemäßen Vorrichtung mit berührungslosen Zentriermitteln für das Behälterende vor.

Die berührungslose Zentrierung wird insbesondere dadurch er reicht, daß das Behälter- oder Tubenende außenseitig mit Luft oder inertem Gas beaufschlagt wird, wobei diese Luft im Gegensatz zu der im Inneren des Behälterendes in dieses eingeführten Luft nicht erwärmt sein muß, sondern Zimmertemperatur oder beispielsweise bis zu 50° aufweisen kann, so daß außenseitig keine Heizenergie zugeführt werden muß. Weiterhin wird durch die Zufuhr von Luft bis zu der genannten Temperatur erreicht, daß das Behälterende nur auf der Innenseite erhitzt und erweicht wird, während die Außenseite relativ kühler gehalten wird, wodurch ein Schrumpfen des freien Be hälterendes, wie dies beim Stande der Technik auftreten kann, zuverlässig vermieden wird, dennoch aber mittels Preßbacken aufgrund der Erweichung im Inneren des Behälterendes der Tube dieses durch Verschweißen verschlossen werden kann. Gleich zeitig wird ein Verkleben der Außenseite der Tube sowohl mit Zentriereinrichtungen als auch mit den das Verschließen schließ lich vornehmenden Preßbacken verhindert.

Bevorzugte Ausgestaltungen sehen vor, daß das Gas in einem Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Tubenendes und einer dieses mit Abstand umgebenden Begrenzungswand hindurchgedrückt wird und daß das von außen zugeführte Zentriergas mit einem größeren Druck zugeführt wird, als in das Innere des Tuben endes eingeführtes Heißgas. Dadurch, daß die außenseitig zu geführte Zentrierluft mit einem geringen Überdruck gegenüber der innenseitig zugeführten Heißluft zugeführt wird, wird zu verlässig vermieden, daß Heißluft über den Stirnrand des Tuben endes hinweg auf dessen Außenseite dringt und dort zu einem Schrumpfen oder einer Beschädigung eines Lackaufdrucks der Tube führt. Der Überdruck kann gering gewählt werden, indem beispielsweise der Überdruck der von außen zugeführten Zen trierluft bei 0,1 bar, der der Heißluft lediglich bei 0,05 bar liegt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vor richtungen sehen eine das Behälterende umgebende Düse mit im wesentlichen radial nach innen gerichteten Gasaustritt vor, wobei die Innenkontur der Mündung der Düse geringförmig größer ist als die Außenkontur des Behälterendes, wobei insbesondere die Zentrierluftdüse eine zum Behälterende hin gerichtete Richtungs komponente aufweist und das Behälterende auf der axialen Höhe der Heißluftdüse mit geringem Abstand durch einen zylindrischen Wandungsbereich umgeben ist. Üblicherweise werden zylinder förmige Enden von Behälter, insbesondere Tuben verschlossen. Die Enden können aber auch vor dem Verschweißen eine andere Form, beispielsweise im Schnitt Ovalform oder Ellipsenform aufweisen. In diesem Falle ist die Innenkontur der äußeren Düse an die entsprechende Außenkontur des Behälterendes angepaßt und umgibt diese mit dem erwähnten geringfügigen Abstand. Das gleiche gilt wenn in bevorzugter Weise vorgesehen ist, daß das Behälterende auf der axialen Höhe der Heißluftdüse mit geringem Abstand durch einen zylindrischen Wandungsbereich umgeben ist. Auch eine solche achsparallele Wand ist der Kontur des Behälter endes angepaßt und umgibt dieses in einem hinreichenden, wenn auch geringfügigen Abstand von beispielsweise 0,5 mm. In bevor zugter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Zentrierluftdüse von der geschlossenen Seite des Behälters einen kleineren axialen Abstand aufweist als die Heißluftdüse. Hierdurch wird erreicht, daß die von außen zugeführte Zentrierluft das Ende über einen hinreichenden Bereich zur Zentrierung überstreicht und insbesondere schon in Kontakt mit dem Behälteräußeren gelangt und eine Zentrierung unterhalb der Zuführebene der den Behälterrand schmelzenden Heißluft erfolgt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt die einzige Figur eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erwärmen der Enden von Behältern, wie Tuben zum späteren Verschweißen deren Enden, weist in bekannter Weise ein Führungsrohr 1 für Heißgas, ins besondere Heißluft auf. In dem Führungsrohr ist ein Heizelement 2 zur Erwärmung der zugeführten Luft angeordnet. In seinem unteren Bereich verjüngt sich das Führungsrohr 1 über eine schräge Schulter 3 zu einem zylindrischen Ende 4 mit einer stirnseitigen Öffnung 6. Die Öffnung 6 ist derart durch einen Abschirmkegel 7 abgedeckt, daß zwischen der Öffnung 6 und dem Abschirmkegel 7 ein schmaler Ringspalt als Heißluftdüse 8 verbleibt. Der Abschirmkegel 7 ist im Inneren des Führungsrohrs 1 über einen Haltestab 9 und radiale Rippen 11 befestigt. Gegebenenfalls kann der Spalt 8 einstellbar sein, indem beispielsweise der Halte stab 9 für den Kegel 7 spindelartig in seiner Lagerung verstell bar ist, um so den Abstand des Kegels 7 zur Stirnseite des Endes 4 des Zylinders zu verändern. Der Spalt kann eine Stärke von 0,5 bis 2 mm aufweisen, wobei die Spalteinstellung von der Ausführung des Packmaterials, insbesondere einer Tube und der zur hinreichenden Erwärmung erforderlichen Wärmemenge abhängt.

Mit dem Führungsrohr 1 ist ein äußeres Gehäuse 12 verbunden, das eine Abluftkammer 13 aufweist, welche mit einem Abluft ausgangsrohr 11 verbunden ist. Die die Kammer 13 umgebende innere Gehäusewandung verjüngt sich über einen Bereich 14 zu einem an die Außenkontur des zu füllenden Packmittels 16, wie einer Tube, angepaßten Zentrierwandung 17 mit achsparalleler Erstreckung; die Wandung 17 ist insbesondere zylindrisch. Unter halb des Gehäuses 12 ist eine Zentrierluftkammer 18 ausgebildet, die eine seitliche Zentrierluftzuführung 19 aufweist und durch eine nach innen hin gerichtete Ringdüse 21 geöffnet ist. Die Ringdüse 21 mündet unterhalb der Wandung 17 und weist eine zu dieser hin gerichtete Komponente auf. Bei einer Tube 16 mit kreisförmigem Querschnitt liegt der Außendurchmesser des Zylinderansatzes 4 unterhalb des Innendurchmessers der Tube. Der umgebende Zylinderabschnitt 17 der inneren Gehäusewandung liegt auf einem Radius, der den der Tube 16 übertrifft, so daß beispielsweise zwischen der Tube und der Wandung 17 ein Spalt von 0,5 mm gebildet wird. Die Ringdüse 21 weist einen geringeren Spalt von 0,05 mm auf. Die Düse 21 ist axial versetzt zur Heißluftringdüse 8 angeordnet, wie dies in der Figur darge stellt ist.

Zur Erwärmung des offenen Endes 22 der Tube 16 wird diese, die Füllgut enthält, mit ihrem offenen Einfüllende 22 in den Ring spalt zwischen der Zylinderwand 17 und dem Zylinderabschnitt 4 bzw. dem Abschirmkegel 7 eingeführt bzw. die dargestellte er findungsgemäße Vorrichtung über das Einfüllende 22 der Tube 16 geführt. Anschließend wird am Heizelement 2 vorbei Luft zur Heißluftringdüse 8 hingeblasen, die durch das Heizelement 2 erhitzt wird, wobei die Temperaturen ebenfalls in Abhängigkeit vom Material der hier zu erhitzenden Tube im Bereich von 300 bis 450° liegt.

Die Luft tritt durch die Heißluftringdüse 8 und streicht am Ende 22 der Tube 16 vorbei und erhitzt dieses insbesondere auf der Innenseite. Gleichzeitig wird die Tube 16 durch ihr auf der Außenseite über die Zentrierluftzuführung 10, die Zentrierluft kammer 18 und die Düse 21 zugeführte Zentrierluft derart zen triert, daß das Tubenende 22 mit Abstand zur der umgebenden Zylinderwandung 17 durch die zugeführte Zentrierluft gehalten wird. Dabei wird die Zentrierluft vorzugsweise mit einem höheren Druck zugeführt als die Heißluft, wobei beispielsweise die Zentrierluft mit einem Überdruck von 0,1 bar und die Heißluft mit einem Überdruck von 0,05 bar zugeführt wird. Hierdurch wird verhindert, daß das durch die Heißluft erhitzte Ende 22 den umgebenden Zentrierring mit der Zylinderwandung 17 berührt und ihr anhaftet bzw. zu Verschmutzungen führt.

Nach hinreichender Erhitzung des Endes 22 der Tube 16 bis in den Bereich der Schmelztemperatur des Tubenmaterials von 100 bis 150°C wird die dargestellte Vorrichtung entfernt bzw. die Tube 16 aus dieser entfernt. Anschließend greifen in an sich bekannter Weise Backen einer Verschließstation am Tubenende 22 an und drücken dieses zusammen, so daß die Bereiche des Tubenendes 22 miteinander verschweißen und die Tube sicher verschlossen wird.

Bezugszeichen-Liste

1 Führungsrohr
2 Füllgut, Heizelement
3 Schulter
4 Ende, Zylinderende, Zylinderansatz, Zylinderabschnitt
6 Öffnung
7 Abschirmkegel, Kegel
8 Abschirmkegel, Spalt, Heißluftringdüse
9 Haltestab, Zentrierluftzuführung
11 Rippe, Abluftausgangsrohr
12 Gehäuse
13 Abluftkammer, Kammer
14 Bereich
16 Packmittel, Tube
17 Zentrierwandung, Wandung, Zylinderabschnitt, Zylinderwand, Zylinderwandung
18 Zentrierluftkammer
19 Zentrierluftzuführung
21 Ringdüse, Düse
22 Ende, Einfüllende, Tubenende

Claims

1. Verfahren zum Zentrieren eines Verpackungsbehälters, wie einer Tube in einer Vorrichtung zum Erhitzen eines offenen Tubenendes mittels Heißluft zwecks späterem Verschweißen der Tubenränder, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tubenende außenseitig Zentriergas, insbesondere Luft, zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in einem Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Tubenendes und einer dieses mit Abstand umgebenden Be grenzungswand hindurchgedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von außen zugeführte Zentriergas mit einem größeren Druck zugeführt wird, als in das Innere des Tubenendes eingeführtes Heißgas.

4. Vorrichtung zum Erhitzen von Rändern der Einfüllöffnung von Aufnahmebehältern, wie Tuben mittels Heißgas zum späteren Verschließen derselben, mit einer in die Einfüll öffnung des Behälterendes einfahrbaren Düse zur Heißgas zufuhr, wobei die Düse einen im wesentlichen radial nach außen gerichteten Gasaustritt bedingt, gekennzeichnet durch berührungslose Zentriermittel (8, 21, 17) für das Behälter ende (22).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine das Behälterende (22) umgebende Düse (21) mit im wesentlichen radial nach innen gerichtetem Gasaustritt, wobei die Innen kontur der Mündung der Düse (21) geringfügig größer ist als die Außenkontur des Behälterendes (22).

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierluftdüse (21) eine zum Behälterende (22) hin gerichtete Richtungskomponente aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Behälterende (22) auf der axialen Höhe der Heißluftdüse (8) mit geringem Abstand durch einen zylindrischen Wandungsbereich (17) umgeben ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierluftdüse (21) als Ringdüse ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Zentrierluftdüse (21) von der ge schlossenen Seite des Behälters (16) einen kleineren axialen Abstand aufweist als die Heißluftdüse (8).