DE60203542T2 - Schlauchfüllmaschine und füllverfahren in solch einer maschine - Google Patents

Schlauchfüllmaschine und füllverfahren in solch einer maschine Download PDF

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    • B29L2031/605—Multi-tubular articles, i.e. composed of a plurality of tubes composed of several elementary tubular elements one placed inside the other, e.g. dual wall tubes concentrically

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Schlauchfüllmaschinen und Füllverfahren in solchen Maschinen. Genauer bezieht sich die Erfindung auf das Füllen von doppelten Schläuchen. Dieses bedeutet einen Schlauch von der Art, der einen inneren Schlauch hat, wobei dieser mit einem Abstand umgeben ist, und einen äußeren Schlauch, wobei beide mit einer gemeinsamen Schlauchschulter verbunden sind, die Mittel für das Liefern eines Produkts vom inneren Schlauch und vom äußeren Schlauch durch eine leerende Öffnung in einer gewünschten Weise aufweist.
  • Stand der Technik
  • Doppelte Schläuche dieser Art oder auch andere Arten von Zweikammer- oder Mehrkammerschläuchen werden unter anderem zum Verpacken von verschiedenen Arten von Produkten oder Komponenten verwendet, die bei gegenseitigem Kontakt auf einfacher Weise miteinander chemisch oder auf andere Weise reagieren. Es ist wünschenswert, dass eine solche Reaktion nur in Verbindung mit den Inhalten in Teile oder vollständig, auftritt, die aus dem Schlauch geleert wurden. Unter solchen Bedingungen müssen die Komponenten daher separat in dem Schlauch aufbewahrt werden.
  • Anmeldungen anderer als die erwähnten existieren auch. Ein doppelter Schlauch oder andere Mehrkammerschläuche können beispielsweise verwendet werden, um "gestreifte Zahnpasta" bereitzustellen.
  • Das Dokument US-A-1 676 734 offenbart einen frühen Versuch einer sequentiellen Füllung innerer und äußerer Schläuche eines doppelten Schlauches.
  • Für eine zügige und zuverlässige Behandlung der doppelten Schläuche fehlt jedoch ein effektiver Füllschritt und daher eine kommerziell wettbewerbliche Schlauchfüllmaschine bis heute.
  • Solch eine Schlauchfüllmaschine muss in der Lage sein, verwendet zu werden, mit Genauigkeit und hoher Kapazität, zum Produzieren fehlerfrei gefüllter Schläuche ohne Betriebsunterbrechungen der Maschine als eine Konsequenz von beispielsweise Verunreinigung in Verbindung mit Füllen, schlechtem Verschließen der gefüllten Schläuche oder anderen Schwierigkeiten, die das Funktionieren unterbrechen.
  • Um eine hohe Ausgabekapazität zu erreichen, muss es auch möglich sein, wenn es für das Füllen notwendig ist, das Füllen in einer parallelen Weise mit einer großen Anzahl von Schläuchen gleichzeitig in der Füllstation auszuführen.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Doppelte Schläuche von der Art, die in der Einleitung erwähnt wurden, haben zuvor zu schweren Problemen geführt und es ist nicht möglich gewesen, effektiv solche Schläuche in Schlauchfüllmaschinen abzufüllen, ohne dass die zuvor erwähnten Unterbrechungen auftraten.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, diesen Nachteil zu beseitigen und einen effektiven Füllprozess und eine Schlauchfüllmaschine für die doppelten Schläuche bereitzustellen.
  • Die Erfindung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird erreicht durch das Füllverfahren gemäß dem Verfahrensanspruch 1 und auch durch die Schlauchfüllmaschine gemäß dem Vorrichtungsanspruch 5.
  • Abhängige Ansprüche verbunden mit den entsprechenden Hauptpatentansprüchen zeigen vorteilhafte Entwicklungen.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die begleitenden Zeichnungen zeigen in einer Anzahl von einfachen und detaillierten Darstellungen wichtige Strukturelemente, die einen Teil der Schlauchfüllmaschine für das Lösen der zuvor erwähnten Aufgabe bilden, in denen die Zeichnungen:
  • 1 einen doppelten Schlauch prinzipiell in einem Zustand vor dem Einsetzen in die Schlauchfüllmaschine gemäß der Erfindung zeigt,
  • 2 den doppelten Schlauch nach 1 in einem Zustand zeigt, wenn er die Schlauchfüllmaschine verlässt,
  • 3 prinzipiell die Behandlungsschritte zum Füllen des lückenförmigen Raumes des doppelten Schlauches zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch zeigt, und
  • 4 eine perspektivische Ansicht der Fülldüse für den lückenförmigen Raum zeigt.
  • Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
  • Der doppelte Schlauch 10 in 1 weist einen inneren Schlauch 11 und einen äußeren Schlauch 12 auf. Diese zwei Schläuche sind verbunden mit einer Schlauchschulter 13, in der Durchlässe (nicht dargestellt) sich befinden zum separaten Abgeben und nachfolgenden Mischen der Inhalte des inneren Schlauches 10 und des lückenförmigen Raumes zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch. Es befindet sich eine Schlauchkappe 14 auf der Schlauchschulter.
  • In der gezeigten Ausführungsform haben der innere Schlauch, der äußere Schlauch, die Schlauchschulter und die Schlauchkappe alle einen kreisförmigen Querschnitt, was vorteilhaft ist für den Füllschritt, der nachfolgend beschrieben wird.
  • Prinzipiell jedoch sind andere Querschnittsformen möglich.
  • Die Auswahl eines Materials für die doppelten Schlauchkomponenten hängt von der beabsichtigten Verwendung ab. Thermoplasten der Polyolefin-Art, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen usw. mit und ohne Barriereschicht werden gewöhnlich verwendet. Um das Heißgasaktivierungsverfahren und das Heißversiegelungsverfahren anzuwenden, die in unserer schwedischen Teilungsanmeldung Nr. 0203294-4 beschrieben sind, ist es jedoch wesentlich, dass die offenen Endabschnitte des doppelten Schlauches in 1 ein Material aufweisen, welches heißsiegelbar ist.
  • Der doppelte Schlauch 10 wird in die Schlauchfüllmaschine direkt von Transportpaketen, die mit einer großen Anzahl von Schläuchen gefüllt und durch einen Schlauchhersteller bereitgestellt sind, eingesetzt. Die Schläuche können stark deformiert sein und wesentlich von ihrem nominalen (kreisförmigen) Querschnitt an dem offenen Ende abweichen. Der doppelte Schlauch, dargestellt in 1, der zum Einsetzen in die Schlauchfüllmaschine vorgesehen ist, weicht gemäßigt von dem nominalen Querschnitt ab. In Abhängigkeit jedoch davon, dass die Lücke zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch eine relativ kleine Breite aufweist, beispielsweise um 5 mm, ist das Umgehen unausweichlich eine schwierige Angelegenheit, hauptsächlich in Verbindung mit dem Füllen des Lückenraums, aber auch während der Wärmeaktivierung für nachfolgendes Verschließen.
  • Es ist eine weitere wichtige Aufgabe in Bezug auf den engen Lückenraum und wo verschiedene Arten von Materialien in dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch vorhanden sind, eine leckagesichere und ästhetisch attraktive Endversiegelung des doppelten Schlauches bereitzustellen. Solch eine Endversiegelung kann in 2 gesehen werden. Ein spezielles thermisches Aktivierungsverfahren für diese wichtige Aufgabe wird in der zuvor genannten schwedischen Teilungspatentanmeldung offenbart.
  • 3 zeigt prinzipiell die Prozessschritte gemäß der Erfindung zum Füllen des lückenförmigen Raumes zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch. Der doppelte Schlauch 10 wird in einem Schlauchhalter 15 unterstützt. Dieser ist angeordnet auf einem endlosen Förderband 16, das durch einen Maschinenrahmen (nicht dargestellt) unterstützt ist und schrittweise angetrieben wird, um die Schläuche zu transportieren, einzeln oder in Gruppen, zu den Arbeitsstationen um sie zu behandeln.
  • Eine Hebevorrichtung 17 wird dargestellt in der Füllstation in 3 und kann auf die Unterseite des Schlauchhalters 15 angewendet werden, um die vertikale Position des Schlauchhalters und damit des Schlauches vertikal nach oben und unten anzupassen.
  • Angeordnet vertikal oberhalb des Schlauches 10 in 3 ist eine Fülldüse 18, die in der dargestellten Ausführungsform in einer stationären Weise in den Maschinenrahmen unterstützt ist. Eine vertikal nach oben und unten anpassbare Zentrierbuchse 19 des kreisförmigen inneren Querschnitts umgibt die laterale Oberfläche der länglichen zylindrischen Düse 18 mit einer Lücke, die es möglich macht, das Ende des äußeren Schlauches in den Lückenraum einzuführen. Der innere Querschnitt (kreisförmig in der dargestellten Ausführungsform) der Zentrierbuchse stimmt mit dem Querschnitt des Endes des äußeren Schlauches überein und mit dem Querschnitt wird diesem Ende sein nominaler Querschnitt und seine Dimension gegeben. Mittels der Zentrierbuchse wird die definierte Form des äußeren Schlauchendes somit erzeugt und/oder gewährleistet von der Außenseite des doppelten Schlauches.
  • Bevor die Prozessschritte, die in 3 dargestellt sind, beschrieben werden, ist eine detailliertere Beschreibung der Fülldüse 18 notwendig und Bezug zu 4 wird dafür hergestellt.
  • Die Fülldüse ist länglich und hat eine kreisförmige zylindrische äußere Lateraloberfläche, die zusammen mit der zuvor genannten Zentrierbuchse 19 beabsichtigt, den äußeren Schlauch 12 des doppelten Schlauches zwischen sich selbst und der Zentrierbuchse aufzunehmen. Angeordnet radial ein wenig auf der Innenseite der lateralen Oberfläche mit gleichförmigen Abständen entlang dem gesamten Umfang der lateralen Oberfläche ist eine Gruppe von Füllrohren 18f. Die Öffnungen dieser Rohre haben einen relativ kleinen Durchmesser im Bereich von wenigen Millimetern, der offensichtlich kleiner ist als die Lückenbreite zwischen dem inneren Schlauch 11 und dem äußeren Schlauch 12 des doppelten Schlauches. Wie zuvor erwähnt, ist der zum Füllen beabsichtigte Raum zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch eng und es ist daher wesentlich, dass ein Produkt nicht auf der Außenseite der Füllrohre und der lateralen Oberfläche der Düse angesammelt wird. Mit einem schmalen Durchmesser der Öffnung der Füllrohre ist es relativ einfach, die Produktzufuhr schnell und genau zu unterbrechen.
  • Ein länglicher hohler Dorn 20 der männlichen Art ist angeordnet in der Düse koaxial mit ihrer lateralen Oberfläche entlang der gesamten Länge der Düse und ein konisches Einführende 21 tritt ein wenig über die Öffnungen der Füllrohre 18f hinaus. In der illustrativ dargestellten Ausführungsform hat der Dorn 20 einen kreisförmigen Querschnitt in Übereinstimmung mit dem nominalen kreisförmigen Querschnitt des inneren Schlauches 11. Das bedeutet, dass der innere Schlauch notwendigerweise zu dem nominalen Querschnitt geformt wird, wenn die Fülldüse 18 mit ihrem Dorn 20 in dem doppelten Schlauch 10 sich befindet. Der äußere Schlauch des doppelten Schlauchs liegt mit seiner Innenseite zentriert um die laterale Oberfläche der Fülldüse und wird durch den Zentrierring 19 zu seinem nominalen kreisförmigen Querschnitt geformt. Auf diese Weise wird ein definierter Raum zum Füllen zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch erzeugt. In diesem Raum befinden sich die Öffnungen der Füllrohre 18f in definierten Positionen zum Füllen des lückenförmigen Raumes ohne Beeinflussung und Ablagerung auf der Düse.
  • Um zu bewirken, dass dieser Raum während des gesamten Füllschrittes definiert bleibt, wird sichergestellt, dass der Zentrierring 19 seine Position relativ zu dem doppelten Schlauch während des Füllschritts beibehält. Die bevorzugte Position der dargestellten Ausführungsform ist eine Position um den offenen Endabschnitt des doppelten Schlauches.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Fülldüse 18 stationär in dem Maschinenrahmen, während der Schlauch 10 in vertikaler Richtung anpassbar ist.
  • Es ist daher eine Angelegenheit der Synchronisierung der Bewegung des Schlauchhalters 15 mit der Bewegung der Zentrierbuchse 12. In der dargestellten Ausführungsform wird dieses durch eine synchronisierte servoangetriebene Einheit (nicht dargestellt) erreicht.
  • 3 zeigt den Betrieb eines kompletten Füllschrittes zum Füllen des lückenförmigen Raumes zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch.
  • Bei Position A wird der Vortrieb des Förderers 16 gestoppt. Der Schlauchhalter 15 ist in seiner Transportposition, die Hebevorrichtung 17 ist nicht in Kontakt mit dem Schlauchhalter und die Zentrierbuchse 19 ist nicht in einer Position mit einer Lücke, die das abgegebene Ende der Fülldüse umgibt.
  • Wenn der Vortrieb gestoppt ist, wird die Hebevorrichtung 17 angewendet und das offene Ende des doppelten Schlauches wird durch die Zentrierbuchse 19 außerhalb zentriert und innerhalb durch den Dorn 20, so dass dem äußeren Schlauch ein kreisförmiger Querschnitt durch die Zentrierbuchse gegeben wird und der innere Schlauch notwendigerweise zu einem kreisförmigen Querschnitt auf dem Dorn 20 geformt wird. Dieses wird in Schritt B durchgeführt.
  • In Schritt C wurde der doppelte Schlauch durch die Hebevorrichtung 17 zu einer Position angehoben, in der die Öffnungen der Füllrohre 18f nahe bei der Schlauchschulter sich befinden und in einer beeinflussungsfreien Weise in dem lückenförmigen Raum zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch angeordnet sind. Die Zentrierbuchse 19 wurde vertikal nach oben bewegt (durch die Servoeinheit, wie auch die Schlauchschulter) und behält ihre relative Position in Bezug auf das offene Ende des doppelten Schlauches bei. Der Dorn 20 liegt innerhalb des inneren Schlauches 11. Füllen des lückenförmigen Raumes kann daher beginnen. Während dieses Prozesses werden der Schlauchhalter 15 und die Zentrierbuchse 19 nach unten (durch ihre Servoeinheiten) gezogen, bis der Schlauch zu der Position in Schritt B zurückgekehrt ist. Während dieser Prozedur behält die Zentrierbuchse 19 ihre Position in Bezug zu dem doppelten Schlauch bei. In Schritt D wurde das Füllen des lückenförmigen Raumes zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch beendet und der Schlauchhalter 15 kehrt dann in die Transportposition zurück, Schritt E. Es bleibt, den inneren Schlauch 11 mit dem dafür vorgesehenen Produkt zu füllen. Der doppelte Schlauch 10 wird zu der nächsten Füllstation transportiert. Von dem Aspekt des Füllens aus gesehen, ist der innere Schlauch 11 im Prinzip ein gewöhnlicher Einzelschlauch, aber mit verbesserter dimensionaler Stabilität, die durch das Füllen des lückenförmigen Raumes herbeigeführt wurde, und kann daher einfach durch eine Fülldüse, vorgesehen für Einzelschläuche, gefüllt werden.
  • Die Erfindung stellt daher eine Schlauchfüllmaschine bereit und ein bevorzugtes Prozessverfahren zum Füllen von doppelten Schläuchen wurde beschrieben. In der Beschreibung wurde Bezug genommen auf Zeichnungen, die der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien werden auf der einen Seite diagrammartig und auf der anderen Seite durch spezifische Ausführungsformen der Komponenten beschrieben.
  • Solche Komponenten können natürlich in ihrer Ausführungsform innerhalb des Umfangs der begleitenden Patentansprüche abweichen und es ist die Absicht, dass die Erfindung nur durch den Inhalt der begleitenden Patentansprüche begrenzt wird.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Füllen von Schläuchen (10) in einer Schlauchfüllmaschine, wobei der Schlauch von der Art ist, die einen inneren Schlauch (11) und einen den inneren Schlauch mit einer Lücke umgebenden äußeren Schlauch (12) aufweist, welche beide über eine gemeinsame Schlauchschulter verbunden sind, die Mittel für das Liefern eines Produktes vom inneren Schlauch und vom äußeren Schlauch durch eine leerende Öffnung in einer gewünschten Weise aufweist, wobei die Schläuche einzeln oder alternativ in Gruppen einer Füllstation (18), die entlang eines Förderweges angeordnet ist, mit einem Fördermittel, das schrittweise arbeitet, in zur Weiterbearbeitung erforderlicher Reihenfolge zugeführt werden, wobei der Schlauch/die Schläuche in einer Füllstation befüllt werden und der Schlauch/die Schläuche nach dem Verschließen von der Schlauchfüllmaschine zu einer Ausgabestation überführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der Füllstation die Lücke des Schlauches (10) zwischen dem inneren Schlauch (11) und dem äußeren Schlauch (12) mittels einer gestreckten Düse (18) die in die Lücke eingeführt werden kann, zuerst befüllt wird, wobei die Düse mit einem zentral angeordneten Dorn des männlichen Typs und mit Füllrohren (18f) versehen ist und Produktzuführöffnungen entsprechend der Lückenausführung aufweist, und daß als ein erster Schritt das offene Ende des äußeren Schlauchs (12) mit seinem nominalen Querschnitt versehen wird und relativ zur Düse mittels einer Zentrierbuchse (19), die außerhalb um die Düse herum angeordnet ist, zentriert wird und dass gleichzeitig das offene Ende des inneren Schlauchs mit seinem nominalen Querschnitt versehen wird und relativ zur Düse mittels eines Dorns (29) des männlichen Typs zentriert wird, dass dann, wenn der äußere und der innere Schlauch zentriert sind, die Düse (18) in ihrer Ausgangsstellung mit einem kurzen Abstand von der Schlauchschulter (13) angeordnet wird, um das Befüllen zu beginnen, dass dann, während die Zentrierbuchse (19) um das offene Schlauchende festgehalten wird, die Düse (18) in die Richtung aus dem Schlauch heraus von einer ersten Startposition hin zu einer Abschlussposition, die dem gewünschten Füllstand entspricht, geführt wird, und dass dann der innere Schlauch (11) mittels eines Füllrohres, welches zentral in den inneren Schlauch eingeführt werden kann, befüllt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen der Düse (18) und dem Schlauch mittels einer Düse, die in einer stationären Art und Weise in einem Maschinenrahmen angeordnet ist, einem Schlauchhalter (15), der vertikal im Rahmen angehoben und abgesenkt werden kann, und einer Zentrierbuchse (19), die vertikal im Rahmen angehoben und abgesenkt werden kann, erzeugt wird und mit der Bewegung des Schlauchhalters synchronisiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse mit einer Anzahl von Füllrohren (18f) versehen ist, die mit im Wesentlichen gleichen Abständen um den gesamten Umfang des zentralen Dorns angeordnet sind.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schläuche, die verarbeitet werden, einen äußeren Schlauch (12) und einen inneren Schlauch (11) mit einem Schlauchkörper zumindest entlang des größten Teils des Körpers von dem offenen Ende davon mit kreisförmig zylindrischer Form aufweisen.
  5. Schlauchfüllmaschine zum Füllen von Schläuchen (10), wobei der Schlauch von der Art ist, der einen inneren Schlauch (11) und einen den inneren Schlauch mit einer Lücke umgebenden äußeren Schlauch (12) aufweist, die beide über eine gemeinsame Schlauchschulter verbunden sind, die Mittel für das Liefern eines Produktes vom inneren Schlauch und vom äußeren Schlauch durch eine leerende Öffnung in einer gewünschten Weise aufweist, eine gestreckte Düse (18), die in die Lücke zwischen dem inneren Schlauch und dem äußeren Schlauch eingeführt werden kann, die mit einem zentralen Dorn (20) des männlichen Typs versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchfüllmaschine mit Füllrohren (18f) versehen ist und Produktzuführöffnungen, die der Lückenausführung entsprechen, eine Zentrierbuchse (19), die extern um die Düse herum angeordnet ist, Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Schlauch (10) und der Düse (18) und Mittel zum konstanten Halten der Zentrierbuchse um die offene Schlauchöffnung während der Relativbewegung zwischen dem Schlauch und der Düse aufweist.
  6. Schlauchfüllmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Schlauch und der Fülldüse einen Schlauchhalter (15), der vertikal angehoben und abgesenkt werden kann und mit einer Servokontrolle im Gestell unterstützt wird, und eine Fülldüse (15), die in einer positionsfesten Art im Gestell unterstützt ist, beinhalten, und dass die Mittel zum Halten der Zentrierbuchse um das offene Schlauchende eine Servoantriebseinheit beinhalten, die mit den zuerst erwähnten synchronisiert ist.
  7. Schlauchfüllmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse eine Anzahl von Füllrohren (18f) aufweist, die mit im Wesentlichen gleichen Abständen um den gesamten Umfang des zentralen Dorns angeordnet sind.
  8. Schlauchfüllmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gestreckte Düse (18) im Wesentlichen kreiszylindrisch ist, wobei die Füllrohre (18f) im Wesentlichen innerhalb der Lateralseite der Düse angeordnet sind, und dass der zentrale Dorn (20) im Wesentlichen zylindrisch mit einem konischen Einführende (21) ausgeführt ist.
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