DE3744402C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erhitzen der Ränder der Einfüllöffnung von Behältern, insbesondere Tuben, mittels Heißgas zum späteren Verschließen dersel­ ben, mit einer in die Einfüllöffnung des Behälterendes einfahrbaren Heißgasdüse zur Heißgaszufuhr, wobei die Heißgasdüse einen im wesentlichen radial nach außen ge­ richteten Gasaustritt bedingt.

Es ist bekannt, Enden von Behältern, beispielsweise Ein­ füllöffnungen begrenzende Enden, insbesondere von Tuben durch Heißluftverschweißung zu verschließen. Hierbei wird in das Behälterende Heißluft eingeblasen, welche den Rand der Tube erwärmt. Anschließend wird das Behälterende durch Backen einer Schließstation zusammengepreßt, wodurch es durch Heißverschweißen verschlossen wird. Ein derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 45 11 426 bekannt.

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

Aus der US-PS 31 40 571 ist eine Vorrichtung zum Erhit­ zen eines offenen Behälterendes zwecks Verschweißen mit­ tels Heißluft bekannt, bei der die Heißluft in gleicher Weise wie bei der US-PS 45 11 426 über einen Heißluft­ kopf in das Innere des Behälterendes eingeführt und im wesentlichen radial seitlich ausgeblasen wird. Der Heiß­ luftkopf ist von einer Haube umgeben, die auch das über den Heißluftkopf gestülpte Behälterende teilweise umgibt. Die aus dem Kopf austretende Heißluft strömt über die obere freie Kante des Behälterendes und zwischen der Wandung desselben sowie der Haube abwärts nach unten aus der Haube heraus. Hierdurch kann eine Zentrierung des Behälterendes nicht erzielt werden. Ungleichmäßig aus dem Heißluftkopf ausströmende Luftmassen verteilen sich beim Weiterströmen über die Oberkante des Behälters und entlang der Außenwandung desselben durch die Haube. Aufgrund der unterschiedlichen radialen Lagen der Ring­ räume zwischen Heißluftkopf und Innenwandung des Behäl­ terendes einerseits und Außenwandung des Behälterendes sowie Innenwandung der Haube werden zwischen den entspre­ chenden Wandungen Ringflächen mit unterschiedlichem Quer­ schnitt gebildet, so daß bei gleicher strömender Heiß­ luft außenseitig des Behälters ein geringerer Druck an­ steht als innenseitig. Wenn, was nicht auszuschließen ist, aus dem Heißluftkopf eine nicht gleich verteilte Strö­ mung austritt, so kann die austretende Luft das Behäl­ terende zur Seite drücken, ohne daß dies durch die an der Außenseite abströmende Luft kompensiert würde. Eine Zentrierung des Behälterendes durch die strömende Luft ist bei dem bekannten Gegenstand nicht möglich. Aus die­ sem Grunde sind wohl auch die Abstände zwischen Behäl­ terwandung und insbesondere Heißluftkopf relativ groß gewählt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermei­ dung der genannten Nachteile eine Vorrichtung zum Er­ hitzen der Ränder der Einfüllöffnung von Behältern, wie insbesondere Tuben zu schaffen, die eine optimale Zen­ trierung der Tube und damit insbesondere ein Festkle­ ben derselben am Heizkopf und übermäßiges Schrumpfen verhindert.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer Vor­ richtung der gattungsgemäßen Art gelöst durch eine das Behälterende umgebende Zentriergasdüse mit im wesentli­ chen radial nach innen gerichtetem Gasaustritt, wobei die Innenkontur der Mündung der Zentriergasdüse gering­ fügig größer ist als die Außenkontur des Behälterendes und die Zentriergasdüse eine zum Behälterende hin gerich­ tete Richtungskomponente aufweist.

Die berührungslose Zentrierung wird insbesondere dadurch erreicht, daß das Behälter- oder Tubenende außenseitig mit Luft oder inertem Gas beaufschlagt wird. Hierzu wird die Luft über eine Zentrierluftleitung einer Ringkammer zugeführt, aus welcher sie dann über einen Ringspalt ge­ gen das Tubenende hin ausströmt. Die dem Einlaß der Zen­ trierluftleitung zugeführte Luft muß im Gegensatz zu der im Inneren des Behälterendes in dieses eingeführten Luft nicht erwärmt sein, sondern kann Zimmertemperatur oder beispielsweise bis zu 50°C aufweisen, so daß außensei­ tig keine Heizenergie zugeführt werden muß.

Das Gas wird in einem Ringspalt zwischen dem Außenumfang des Tubenendes und einer dieses mit Abstand umgebenden Begrenzungswand hindurchgedrückt, wobei von außen zugeführtes Zentriergas insbesondere mit einem größeren Druck zugeführt wird, als das in das Innere des Tuben­ endes eingeführte Heißgas. Dadurch, daß das außenseitig zugeführte Zentriergas mit einem geringen Überdruck ge­ genüber dem innenseitig zugeführten Heißgas zugeführt wird, wird zuverlässig vermieden, daß Heißgas über den Strinrand des Tubenendes hinweg auf dessen Außenseite dringt und dort zu einem Schrumpfen oder einer Beschä­ digung eines Lackaufdrucks der Tube führt. Der Überdruck kann gering gewählt werden, indem beispielsweise der Überdruck des von außen zugeführten Zentriergases bei 0,1 bar, der des Heißgases lediglich bei 0,05 bar liegt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung sieht vor, 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 Behälterendes angepaßt und umgibt dieses in einem hin­ reichenden, wenn auch geringfügigen Abstand von bei­ spielsweise 0,5 mm.

Üblicherweise werden zylinderförmige Enden von Behäl­ ter, insbesondere Tuben verschlossen. Die Enden können aber auch vor dem Verschweißen eine andere Form, bei­ spielsweise im Schnitt Ovalform oder Ellipsenform auf­ weisen. In diesem Falle ist die Innenkontur der äußeren Düse an die entsprechende Außenkontur des Behälterendes angepaßt und umgibt diese mit dem erwähnten geringfügi­ gen Abstand. Gleiches gilt für den erwähnten äußeren Wandungsbereich. In bevorzugter Ausgestaltung ist vor­ gesehen, daß die Zentrierluftdüse von der geschlosse­ nen Seite des Behälters einen kleineren axialen Ab­ stand aufweist als die Heißgasdüse. Hierdurch wird er­ reicht, daß das von außen zugeführte Zentriergas das Ende über einen hinreichenden Bereich zur Zentrierung überstreicht und insbesondere schon in Kontakt mit dem Behälteräußeren gelangt und eine Zentrierung un­ terhalb der Zuführebene des den Behälterrand schmel­ zenden Heißgases erfolgt.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. 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 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 einstellbar sein, indem beispielsweise der Halte­ stab 9 für den Abschirmkegel 7 spindelartig in seiner Lagerung verstell­ bar ist, um so den Abstand des Kegels 7 zur Stirnseite des Endes 4 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 verbunden ist. Die die Kammer 13 umgebende innere Gehäusewandung verjüngt sich über einen Bereich 14 zu einem an die Außenkontur der zu füllenden Tube 16 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 Endes 4 unterhalb des Innendurchmessers der Tube. Die umgebende Zentrierwandung 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 Heißluftdüse 8 angeordnet, wie dies in der Figur darge­ stellt ist.

Zur Erwärmung des offenen Einfüllendes 22 der Tube 16 wird diese, die Füllgut enthält, mit ihrem offenen Einfüllende 22 in den Ring­ spalt zwischen der Zentrierwandung 17 und dem Ende 4 bzw. dem Abschirmkegel 7 eingeführt bzw. die dargestellte er­ findungsgemäße Vorrichtung über das Einfüllende 22 der Tube 16 geführt. Anschließend wird am Heizelement vorbei Luft zur Heißluftdüse 8 hingeblasen, die durch das Heizelement 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 Heißluftdüse 8 und streicht am Einfüllende 22 der Tube 16 vorbei und erhitzt dieses 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 Einfüllende 22 der Tube mit Abstand zu der umgebenden Zentrierwandung 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 Einfüllende 22 der Tube den umgebenden Zentrierring mit der Zentrierwandung 17 berührt und ihr anhaftet bzw. zu Verschmutzungen führt.

Nach hinreichender Erhitzung des Einfüllendes 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 Einfüllende 22 der Tube an und drücken dieses zusammen, so daß die Bereiche des Einfüllendes 22 miteinander verschweißen und die Tube sicher verschlossen wird.

Bezugszeichen-Liste

 1 Führungsrohr mit Heizelement
 2 Füllgut
 3 Schulter
 4 Ende
 5
 6 Öffnung
 7 Abschirmkegel
 8 Heißluftdüse
 9 Haltestab
10 Zentrierluftzuführung
11 Rippe
12 Gehäuse
13 Abluftkammer
14 Bereich
15
16 Tube
17 Zentrierwandung
18 Zentrierluftkammer
19 Zentrierluftzuführung
20
21 Ringdüse
22 Einfüllende

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Erhitzen der Ränder der Einfüll­ öffnung von Behältern, insbesondere Tuben, mit­ tels Heißgas zum späteren Verschließen derselben, mit einer in die Einfüllöffnung des Behälteren­ des einfahrbahren Heißgasdüse zur Heißgaszufuhr, wobei die Heißgasdüse einen im wesentlichen ra­ dial nach außen gerichteten Gasaustritt bedingt, gekennzeichnet durch eine das Behälterende (22) umgebende Zentriergasdüse (21) mit im wesentli­ chen radial nach innen gerichtetem Gasaustritt, wobei die Innenkontur der Mündung der Zentrier­ gasdüse (21) geringfügig größer ist als die Au­ ßenkontur des Behälterendes (22) und die Zen­ triergasdüse (21) eine zum Behälterende (22) hin gerichtete Richtungskomponente aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Behälterende (22) auf der axialen Höhe der Heißgasdüse (8) mit geringem Abstand durch einen zylindrischen Wandungsbereich (17) umgeben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentriergasdüse (21) als Ringdüse ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zentriergasdüse (21) von der geschlossenen Seite des Behälters (16) ei­ nen kleineren axialen Abstand aufweist als die Heißgasdüse (8).

5. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von außen zugeführte Zentriergas mit einem grö­ ßeren Druck zugeführt wird, als das in das Innere der Einfüllöffnung eingeführte Heißgas.

6. Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentriergas einer Zentrierluftleitung mit etwa Zimmertemperatur zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, da­ durch gekennzeichnet, daß eines der verwendeten Gase oder beide Luft sind.