DE4429148A1 - Verfahren und Maschine zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Tuben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen, Fül­ len und Verschließen von Tuben aus Kunststoff, Metall­ kunststofflaminat o. dgl. und eine Maschine zu dessen Durchführung.

Soweit bekannt, werden Tuben, unabhängig davon, aus wel­ chem Material diese gebildet werden, in der Weise herge­ stellt und gefüllt, daß man den fertigen Tubenkörper mit seiner Schulter und seinem Verschluß bodenseitig offen­ hält, füllt und dann den Boden in geeigneter Weise ver­ schließt (bei Kunststoff bspw. durch Querversiegeln und bei Weichmetall durch Umfalten und Verquetschen). In der Regel bezieht dabei der Hersteller des Füllgutes die in­ soweit fertigen aber bodenseitig noch offenen Tuben vom Tubenhersteller und füllt diese auf geeignet angepaßten Füll- und Schließmaschinen ab. Es müssen also vorge­ fertigte Tuben transportiert und in die Füllmaschine ein­ gesetzt werden. Sofern dies das Füllgut verlangt, ist es außerdem erforderlich, für möglichst weitgehende Keimfreiheit des Tubeninnenraumes zu sorgen, was durchaus nicht unproblematisch ist. Außerdem verlangt die Vorfer­ tigung von Tuben aus Kunststoff, bzw. Weichmetall oder Laminaten aufwendige Spritzguß- bzw. Fließpressmaschinen und insbesondere teure Formwerkzeuge dann, wenn die Tu­ benverschlüsse sogleich mitgespritzt werden sollen. Die ganze Abfüllung von Füllgut in die an sich für den Ver­ braucher sehr praktikable Verpackungsform von Tuben ist also mit einem beträchtlichen Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der praktischen Tubenverpackung die Tuben­ körperherstellung und -abfüllung wesentlich zu vereinfa­ chen, und zwar verbunden mit der Maßgabe, dabei nicht mehr von vorgefertigten Tuben auszugehen, sondern von auf einer Vorratsrolle befindlicher einfach abziehbarer Fo­ lie, wobei die Tubenherstellung der erste Schritt des ganzen Verpackungsvorganges für das Füllgut sein soll.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung mit einem Verfahren wie folgt gelöst:
Ausformen einer im Takt kontinuierlich von einer Vorrats­ rolle abgezogenen Folie an einem Formrohr zu einem schlauchbeutelförmigen Tubenkörper mit Bodenquersiegel­ naht,
Abziehen des den Tubenkörper bildenden Endes des Folien­ schlauches vom Formrohr und Abtrennen des Tubenkörpers vom Folgetubenkörper unmittelbar unter dessen Quersiegel­ naht bei gleichzeitiger Erfassung der Quersiegelnaht des vorausgehenden Tubenkörpers,
Transport des Tubenkörpers unter ein Füllrohr,
Einsenken des Füllrohres in den Tubenkörper und dessen Füllung unter Freihaltung eines oberen Verschlußrandes,
Einsetzen eines mit der Folie versiegelbaren Tubenver­ schlusses in den gefüllten Tubenkörper und
Versiegeln des Verschlußrandes mit dem eingesetzten Tu­ benverschluß.

Dabei ist es, und zwar auch von der maschinellen Seite her gesehen, ohne weiteres vorteilhaft möglich, gleich­ zeitig mehrere Tubenkörper in Reihe neben- oder hinter­ einander auszuformen, querzuversiegeln, abzuschneiden, zu füllen und zu verschließen.

Wesentliche Voraussetzung für diese Lösung ist einerseits die Abkehr von der bisherigen Tubenfüllmethode, nämlich die Fertigtuben von der offenen Bodenseite her zu füllen und dann den Boden zu schließen und andererseits die An­ wendung der bekannten und rationellen Schlauchbeutelher­ stellungsmethode, die für den vorliegenden Fall eine ge­ taktete, kontinuierliche Herstellung der eigentlichen Tu­ benkörper zuläßt. Im Gegensatz zur normalen Schlauchbeu­ telherstellung und -verpackung sind hierbei jedoch inso­ fern Sondermaßnahmen erforderlich, als die Schlauchbeutel zunächst nicht geschlossen sein dürfen und Füllung und Verschluß in Folgeschritten erfolgen. Je nach Art des Füllgutes und auch der Folie und evtl. Sondermaßnahmen an der Maschine kann jedoch auch in Betracht gezogen werden, die Füllung, wie bisher bei der Schlauchbeutelverpackung, unmittelbar an den Ausformvorgang des Tubenkörpers anzu­ schließen, d. h., das Formrohr ist dann gleichzeitig auch Füllrohr, was noch näher erläutert wird. Um von der Art des Füllgutes und auch der Folie weitgehend unabhängig zu sein, wird jedoch die Durchführung der Tubenkörperausfor­ mung und der Füllung in separaten Stationen bevorzugt.

Die Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens gestaltet sich denkbar einfach, d. h., erfindungs­ gemäß vorgesehen sind:
Eine Schlauchbeutelformstation mit deren Quersiegelbacken unmittelbar nachgeordneten Trenneinrichtungen,
einen unter der Schlauchbeutelformstation angeordneten Endlostransport mit Quersiegelnahterfassungselementen,
mindestens eine über dem Endlostransport angeordnete und der Schlauchbeutelformstation nachgeschaltete Füllstation mit auf und ab beweglichen Füllrohren und
eine der Füllstation nachgeordnete Verschlußstation mit Versiegelungseinrichtungen zum Versiegeln des Tubenver­ schlusses am oberen Verschlußrand des Tubenkörpers.

Die an der Schlauchbeutelformstation notwendige Trennein­ richtung ist insofern nicht unmittelbar mit den Trennein­ richtungen an normalen Schlauchbeutelmaschinen vergleich­ bar, als im vorliegenden Fall nicht die Quersiegelnaht zu trennen ist, sondern der offenbleiben müssende Tubenkör­ per ist vom nachfolgenden, herkömmlich längsgesiegelten Folienschlauch abzutrennen, d. h., die Trenneinrichtung befindet sich unmittelbar unter der Quersiegeleinrichtung und es wird unmittelbar unter der Quersiegelnaht der Trennschnitt geführt. Auch insofern ist es vorteilhafter, den Füllvorgang vom Ausformvorgang des Tubenkörpers ge­ trenntzuhalten, denn sonst müßte das Füllstandsniveau im Tubenkörper niedriger gehalten werden, die Querversiege­ lung die Wandung des Tubenkörpers einzieht, wobei nicht nur dies zu berücksichtigen ist, sondern auch die Frei­ haltung des inneren oberen Randes des Tubenkörpers von Füllgut, der ja anschließend mit dem eingesetzten Tuben­ verschluß einwandfrei versiegelt werden muß.

Für die Schlauchbeutelausformung hat sich für den vorlie­ genden Fall diejenige als besonders geeignet erwiesen, bei der die Schlauchbeutel mit einem innenliegenden Längssiegelstreifen (siehe DE-GM 93 12 664) längs versie­ gelt werden, da dadurch, abgesehen vom ansprechenderen Äußeren der fertigen Tube, die vom Formrohr abgezogenen Tubenkörper 11 weitgehend ihre zylindrische Form beibe­ halten.

Das erfindungsgemaße Verfahren und die Maschine zu dessen Durchführung werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 die Schlauchbeutelformstation;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine;

Fig. 3 das Schrittfolgeschema des Verfahrens;

Fig. 4 den Ausform-, Folienabzugs- und Übernahmevor­ gang des Tubenkörpers an dem Endlostransport.

Fig. 5 eine bauliche Einzelheit der Maschine.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht die Maschine aus ei­ ner Schlauchbeutelformstation 1 mit Trenn- und Quersie­ geleinrichtungen 2, 3, unter der ein Endlostransport 4 mit Quersiegelnahterfassungselementen 5 angeordnet ist. Danach folgt die Füllstation 6 mit auf und ab beweglichen Füllrohren 7 und dann die Verschlußstation 8 mit nachfol­ gender Versiegelungseinrichtung 9 zum Versiegeln des Tu­ benverschlusses 10 am oberen Rand R des Tubenkörpers 11.

Die in Fig. 1 stark schematisiert dargestellte Schlauchbeutelformstation 1 mit mehreren in Reihe hinter­ einander angeordneten Formrohren 17 entspricht im wesent­ lichen bekannten Schlauchbeutelformvorrichtungen mit dem Unterschied, daß den Quersiegeleinrichtungen 3 eine Trenneinrichtung 2 unmittelbar nachgeordnet ist.

Das Schrittfolgeschema ist in Fig. 3 verdeutlicht. Gemäß dieser Darstellung vollzieht sich das Verfahren wie folgt:
Ausformen einer im Takt kontinuierlich von einer Vorrats­ rolle V abgezogenen Folie am Formrohr 17 zu einem schlauch­ beutelförmigen Tubenkörper 11 mit Quersiegelnaht N,
Abziehen des den Tubenkörper 11 bildenden Endes des Foli­ enschlauches S vom Formrohr 17 und Abtrennen des Tuben­ körpers 11 vom Folgetubenkörper 11′ unmittelbar unter dessen Quersiegelnaht N′ bei gleichzeitiger Erfassung der Quersiegelnaht N des vorausgehenden Tubenkörpers 11;
Transport des Tubenkörpers 11 unter ein Füllrohr 18 und Einsenken des Füllrohres 18 in den Tubenkörper 11 und dessen Füllung unter Freihaltung seines oberen Randes R,
Einsetzen eines mit der Folie versiegelbaren Tubenver­ schlusses 10 in den gefüllten Tubenkörper 11 und schließ­ lich
Versiegeln des Randes R mit dem eingesetzten Tubenver­ schluß 10.

Eines der Quersiegelnahterfassungselemente 5 des End­ lostransportes 4, der getaktet für Tubenkörpergruppen von bspw. fünf Stück weiterrückt, ist in Fig. 5 dargestellt. Diese Elemente 5 sind in Form von der Quersiegelnaht entsprechend breiten Zangen 5′ mit einem Stellfortsatz 12 ausgebildet, für dessen Betätigung im Stellweg des Endlostransportes 4 unter der Beutelformstation 1 und hinter der Verschluß- und Siegelstation 8 Stellelemente 13 angeordnet sind.

Die Übergabe des in der Schlauchbeutelformstation 1 mit­ tels eines Längssiegelwerkzeuges 31 hergestellten und mit der Quersiegeleinrichtung 3 unten verschlossenen Tuben­ körpers 11 erfolgt, nachdem der Tubenkörper 11 vom Folge­ folienschlauch S abgetrennt ist, dadurch, daß die Quer­ siegelnähte N, die bis in die genau darunterstehenden Zangen 5′ gefahren worden sind, von den Zangen 5′ erfaßt und festgeklemmt werden (siehe Fig. 4). Beidseitig längs des Transportweges angeordnete Führungselemente 20 sorgen für die Beibehaltung der Senkrechtstellung der Tubenkör­ per 11. Bezüglich der Transportrichtung in Fig. 5 sei darauf hingewiesen, daß sich diese senkrecht zur Darstellungsebene erstreckt.

Nach Weiterrücken der ganzen Gruppe von nach oben offenen Tubenkörpern 11 unter die Füllstation 6 werden dort die Füllrohre 18 in die Tubenkörper 11 eingesenkt, und das Füllgut wird eingebracht. Danach rückt der Endlostrans­ port 4 wieder um eine Gruppenlänge weiter und bringt die gefüllten Tubenkörper 11 unter die Verschlußstation 8. Dort werden mit einer geeigneten Übernahme- und Aufsetzeinrichtung (nicht dargestellt) aus in einem Maga­ zin bevorratete Tubenverschlüsse 10 erfaßt, in die Tuben­ körper 11 eingesetzt und in der folgenden Versiegelungs­ einrichtung 9 in geeigneter Weise rundum mit dem Rand R der Tubenkörper 11 versiegelt.

Während dieses ganzen Vorganges bleiben die Zangen 5′ ge­ schlossen. Erst hinter der Versiegelungseinrichtung 9 sind wieder Stellelemente 13 angeordnet, die die Zangen 5′ öffnen, so daß die fertigen und verschlossenen Tuben vom Endlostransport 4 in einen Sammler 18 o. dgl. ab­ fallen können. Dieser kann, wie in Fig. 2 angedeutet, auch unter dem Endlostransport 4 angeordnet sein.

Was den Tubenverschluß 10 (siehe Fig. 3) betrifft, so ist dieser vorteilhaft an seinem einsatzseitigen Ende 10′ mit einer konischen Anphasung 14 und mit einem Aufsetzring­ bund 15 versehen, was beides das Einsetzen und tiefen­ genaue Einbringen des Tubenverschlusses 10 in den Tuben­ körper 11 erleichtert und sicherstellt. Dargestellt ist der Tubenverschluß 10 bspw. mit einer bereits aufge­ schraubten Verschlußkappe 16, d. h., der Tubenverschluß 10 wird mit dieser Verschlußkappe 16 eingesetzt.

Wie einleitend erwähnt, ist es auch möglich, das Füllen des Tubenkörpers 11 durch das Formrohr 17 unmittelbar nach der Querversiegelung des Tubenkörpers anzuschließen und dann das Aufsetzen und Ansiegeln des Tubenverschlus­ ses 10 folgen zu lassen. Aus den genannten Gründen wird aber die oben beschriebene Vorgehensweise bevorzugt, die zudem zu größeren Durchsatzleistungen führt, da hierbei Ausformen des Tubenkörpers 11 und Füllen gleichzeitig aber in Folgestationen durchgeführt werden können. Die Längenabmessung der Maschine wird hierbei vorteilhaft kürzer, da der Platzbedarf für die Füllstation 6 weg­ fällt.

Unter Verweis auf Fig. 4 vollziehen sich das Formen, Quer­ siegeln und Abtrennen wie folgt:
Stellung I Siegelbacken 3 mit Schneidmesser 2 öffnen
Zange 5′ an Quersiegelnaht N anlegen
aus Stellung I Siegelbacken 3 mit Schneidmes­ ser 2 in Stellung II hochfahren
Stellung II Siegelbacken 3 schließen
Schneidmesser 2 betätigen
Abtransport des oben offenen Tubenkörpers 11
erneuter Abzug vom Formrohr 17
Siegelbacken 3 mit Schneidmesser 2 schließen und aus Stellung II in Stellung I.

Etwa sich ergebenden konstruktiven Schwierigkeiten im Bereich der Stellung I, wo die Zangen 5 die Quer­ siegelnaht N von den Siegelbacken 3 zu übernehmen ha­ ben, könnte einfach dadurch begegnet werden, indem noch eine Tubenkörperlänge daruntergesetzt wird, d. h., die Fig. 5 wäre (mit voller Tubenkörperlänge) der Fig. 4 unten noch hinzuzufügen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen, Füllen und Verschließen von Tuben, gekennzeichnet durch folgende Schrit­ te:

• 1.1 Ausformen einer im Takt kontinuierlich von ei­ ner Vorratsrolle abgezogenen Folie an einem Formrohr zu einem schlauchbeutelförmigen Tuben­ körper mit Bodenquersiegelnaht,
• 1.2 Abziehen des den Tubenkörper bildenden Endes des Folienschlauches vom Formrohr und Abtrennen des Tubenkörpers vom Folgetubenkörper unmittel­ bar unter dessen Quersiegelnaht bei gleichzei­ tiger Erfassung der Quersiegelnaht des voraus­ gehenden Tubenkörpers,
• 1.3 Transport des abgetrennten Tubenkörpers unter ein Füllrohr,
• 1.4 Einsenken eines Füllrohres in den Tubenkörper und dessen Füllung unter Freihaltung eines obe­ ren Verschlußrandes des Tubenkörpers,
• 1.5 Einsetzen eines mit der Folie versiegelbaren Tubenverschlusses in den gefüllten Tubenkörper und
• 1.6 Versiegeln des Verschlußrandes mit dem einge­ setzten Tubenverschluß.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mehrere Tubenkörper in Reihe neben- oder hintereinander ausgeformt, querversiegelt, ab­ geschnitten, gefüllt und verschlossen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllen des Tubenkörpers unmittelbar nach dessen bodenseitiger Querversiegelung durch das Formrohr mit erfolgt und sich daran die Schritte 1.5 und 1.6 anschließen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausformung der Tubenkörper aus einem am Formrohr gebildeten Folienschlauch erfolgt, der mit einem inneren Längssiegelstreifen längsversiegelt wird.

5. Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 oder 4, gekennzeichnet durch:

• 3.1 eine Schlauchbeutelformstation (1) mit Quersiegel- und Trenneinrichtungen (2, 3),
• 3.2 einen unter der Schlauchbeutelformstation (1) angeordneten Endlostransport (4) mit Quersie­ gelnahterfassungselementen (5),
• 3.3 eine über dem Endlostransport (4) angeordnete und der Schlauchbeutelformstation (1) nachge­ schaltete Füllstation (6) mit auf und ab beweg­ lichen Füllrohren (7) und
• 3.4 eine der Füllstation (6) nachgeschaltete Ver­ schlußstation (8) mit Versiegelungseinrichtun­ gen (9) zum Versiegeln des Tubenverschlusses (10) am oberen Rand (R) des Tubenkörpers (11).

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstation (6) in die Schlauchbeutelform­ station (1) einbezogen und deren Formrohr (17) gleichzeitig das Füllrohr (18) bildet.

7. Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersiegelnahterfassungselemente (5) am End­ lostransport (4) in Form von Zangen (5′) mit einem Stellfortsatz (12) ausgebildet sind, für dessen Be­ tätigung im Stellweg des Endlostransportes (4) unter der Beutelformstation (1) und hinter der Verschluß- und Siegelstation (8) Stellelemente (13) angeordnet sind.

8. Tubenverschluß zum Verschließen der nach einem der Ansprüche 1 bis 4 hergestellten Tubenkörpers (11), dadurch gekennzeichnet, daß der Tubenverschluß (10) an seinem einsatzseiti­ gen Ende (10′) mit einer konischen Anphasung (14) versehen ist.

9. Tubenverschluß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tubenverschluß (10) mit einem Aufsetzring­ bund (15) versehen ist.