DE69302868T2

DE69302868T2 - Endverschluss für geraffte Schlauchhülle und Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69302868T2
Application number: DE69302868T
Authority: DE
Inventors: Robert Alan Beardsley
Original assignee: Viskase Corp
Current assignee: Viskase Corp
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1996-12-05
Anticipated expiration: 2013-08-19
Also published as: MX9305050A; BR9303366A; ES2087624T3; DE69302868D1; JPH0680115A; US5238443A; CA2093980A1; JP2646328B2; EP0583780B1; CA2093980C; EP0583780A1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Endverschluß für eine geraffte Schlauchraupe sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung des Endverschlusses.

Hintergrund der Erfindung

Geraffte Nahrungsmittelhüllen aus flexiblem Schlauch werden in der Wurstindustrie zur Herstellung von Wurstprodukten wie beispielsweise Frankfurtern, Schweinswürsten oder ähnlichem benutzt. Typische Materialien zur Ausbildung des für die Nahrungsmittelhülle benutzten flexiblen Schlauchs beinhalten u.a. Collagen, Alginat und Zellulosematerial, wie z.B. Zelluloseester, Zelluloseether und regenerierte Zellulose, sowie andere natürliche, synthetische oder künstliche Materialien. Die Hüllen werden zuerst als hohle, dünnwandige Röhren mit einer Länge im Bereich von etwa 12,2 bis etwa 48,8 Metern und mehr ausgebildet und dann gerafft und in Längsrichtung verdichtet, um das zu erzeugen, was in der Technik als "geraffte Schlauchraupen" oder "Strands" bezeichnet wird, wobei diese eine Länge von etwa 20 cm oder weniger bis zu etwa 55 cm oder mehr haben. Das Verhältnis der Hüllenlänge zu der Länge der gerafften Schlauchraupe hängt von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise dem Durchmesser der Hülle, ab. Üblich sind jedoch Verhältnisse im Bereich von 80:1 bis 125:1.
Geraffte Raupen, insbesondere aus regenerierter Zellulose, sind insofern kohärent, als die durch das Raffen und Verdichten gebildeten Falten eng gegeneinander anliegen, so daß die Raupe mittels mechanischen Mitteln ohne Lösen der Falten voneinander gehandhabt werden können.
Es wurden automatische Maschinen entwickelt, um geraffte Schlauchraupen mit Nahrungsmittelemulsionen zu füllen und Glieder zu bilden, um solche Produkte, wie z.B. Frankfurter oder ähnliches, auf einer kontinuierlichen Basis zu erzeugen. Eine solche in dem US-Patent Nr.3 115 668 von Townsend offenbarte automatische Maschine ist in der Lage, eine geraffte Raupe aufeinanderfolgend mit Nahrungsmittelemulsion zu füllen und Glieder auszubilden, um eine Mehrzahl von Nahrungsmittelgliedern auf einer kontinuierlichen Basis zu erzeugen. Bei einem automatischen Füllbetrieb unter Verwendung einer Vorrichtung derart, wie sie in US-A 3 115 668 beschrieben ist, werden die hohlen gerafften Schlauchraupen automatisch auf ein Füllrohr gefördert, indem die Raupe gehalten wird und das Füllrohr durch die Öffnung der gerafften Raupe hindurchbewegt wird. Das Füllrohr bewegt die Raupe zu einem Futter, welches das vordere Ende der Raupe ergreift und die Raupe um das Füllrohr rotiert. Dann wird Nahrungsmittelsemulsion in die Hülle eingeführt, was bewirkt, daß sich die Hülle füllt und von der Raupe entrafft. Die geraffte Hülle, die sich ebenfalls dreht, wird von der sich drehenden Raupe nach vorne gezogen und gelangt in den Greifbereich einer kontinuierlich betriebenen Anordnung zur Ausbildung von Gliedern. Diese Anordnung zur Ausbildung von Gliedern zieht die geraffte Hülle nach vorne und arbeitet so mit dem Futter zusammen, daß die gefüllte Hülle zu Gliedern mit einer vorbestimmten Länge geformt werden.
Eine Maschine zum Füllen und Ausbilden von Gliedern, die in solch einer Weise betrieben wird, erfordert, daß die gerafften Nahrungsmittel-Schlauchraupen einen Stopfen oder einen Verschluß an dem vorderen Ende der Raupen aufweisen. Es ist eine konventionelle Praxis, eine Schlauchraupe mit einem Endverschluß zu versehen, der während dem Betrieb der Raffmaschine während der Ausbildung der gerafften Raupe gebildet wird.
Im allgemeinen verbrauchen auf solche Weise hergestellte Endverschlüsse oder "Stopfen" eine Länge an Hülle, die in die Öffnung der Raupe hinein umgeklappt und verdichtet wird, um das vordere Ende der Raupenöffnung zu verstopfen. Der durch diese nach innen umgeklappte Hülle gebildete Endverschluß oder "Stopfen" dient mehreren Zwecken. Beispielsweise schiebt das in die Raupenöffnung eingeführte Füllrohr den Stopfen nach vorne, um die gesamte Raupe in Richtung auf das sich drehende Futter zu bewegen. Wenn das vordere Ende der Raupe fest von dem Futter umgriffen wird, schiebt das Rohr, welches weiterhin nach vorne bewegt wird, den Stopfen aus der Raupenöffnung heraus und in die Anordnung zur Ausbildung der Glieder gerade dann, wenn das Füllen beginnt.
Eine weitere Funktion des Stopfens besteht darin, daß er die Hülle verschließt, so daß diese mit Emulsion gefüllt werden kann. Diesbezüglich muß der Stopfen ausreichend kohärent sein, um dem Druck des Füllvorgangs standzuhalten, bis ein erstes Glied gebildet wurde. Es wurden verschiedene Arten von Hüllenverschlüssen sowie Verfahren zu deren Herstellung offenbart, bei welchen Hülle von einem Ende der gerafften Raupe in die Raupenöffnung hinein umgeklappt und verdichtet wird, wie z.B. unter anderem in den US-Patenten Nr.3 274 005, 3 383 222, 3 419 401,3 892 869 und 4 759 100.
In US-A-3 892 869 ist eine hohle geraffte Raupe aus rohrförmigem Schlauch sowie eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Endverschlusses innerhalb der Öffnung einer hohlen gerafften Raupe aus Hüllenschlauch offenbart, welche die Merkmale der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 14 aufweisen.
Im allgemeinen wird das Verdichten der nach innen umgeklappten Hülle dadurch erreicht, daß ein Anschlag gegen ein Ende der Raupenöffnung plaziert wird und eine Stopfstange in das andere Ende eingeführt wird, um so zwischen diesen Bauteilen die nach innen umgeklappte Hülle zu verdichten.
Vorzugsweise enthält der aus nach innen umgeklappter Hülle gebildete Verschluß eine Länge an Schlauch, die so kurz wie möglich ist. Die Verwendung einer übermäßigen Menge an Hülle von der gerafften Raupe zur Bildung des Verschlusses bedeutet, daß weniger Hüllenmaterial in der gerafften Raupe zum Füllen verbleibt. Falls umgekehrt zu wenig Hülle benutzt wird, kann möglicherweise der sich ergebende Endverschluß nicht dem Druck des Nahrungsmittelsprodukts widerstehen, welches in die Hülle eingeführt wird, so daß sich der Stopfen öffnet, was zu einem "aufgerissenen Ende" führt, welches es der Nahrungsmittelemulsion erlaubt, aus der Hülle auszutreten.
Es ist wichtig, daß der Verschluß nicht zu fest in der Öffnung der gerafften Raupe verankert wird, da sonst die umgebende Hülle reißen oder andernfalls brechen könnte, wenn der fest verankerte Verschluß von dem vorderen Ende der Schlauchraupe weggedrängt wird. Falls der Stopfen zu fest in der Raupenöffnung verankert ist, kann die zum Herausschieben des Stopfens aus der Öffnung erforderliche Kraft (im folgenden als die "Entstopfkraft" bezeichnet) die Zugfestigkeit der Raupe übersteigen. Sollte dies geschehen, so wird die Raupe ihre Integrität verlieren, wobei sich Falten voneinander separieren und zwei Teile von geraffter Raupe entstehen, die durch eine Länge von entraffter Raupe verbunden sind. Die Verbindungslänge aus entraffter Raupe kann sich um das Rohr drehen und bewirken, daß sich die Raupe auf dem Rohr festsetzt. Ein weiteres mögliches Ergebnis einer hohen Entstoptkraft besteht in dem Reißen der Hülle oder einem "gerissenen Ende", wodurch die Füllemulsion aus der Hülle austreten kann.
Falls der Verschluß zu fest verankert ist, wird der Druck innerhalb der Raupenöffnung ansteigen, was durch das Verdichten der Luft zwischen dem Stopfen und dem sich vorwärts bewegenden Füllrohr verursacht wird, wodurch der Stopfen aus der Öffnung austreten und in die Vorrichtung zur Ausbildung von Gliedern gelangen kann. Dies bewirkt, daß die Vorrichtung zur Ausbildung von Gliedern die Hülle ergreift und nach vorne zieht, bevor die Emulsion zu strömen beginnt, so daß die ersten gebildeten Glieder nicht vollständig gefüllt sein oder möglicherweise nur Luft enthalten können. Außerdem neigt ein verdichteter Verschluß oder ein Stopfen, welcher fest in der Raupenöffnung verankert ist, dazu, mit der Zeit länger zu werden. Dies ist nicht erwünscht, da das längere Stück, selbst falls es in der Öffnung verbleibt bis es von dem Füllrohr herausgeschoben wird, ergriffen und von der Vorrichtung zur Ausbildung von Gliedern gezogen werden kann, bevor die Emulsion zu fließen beginnt.
Der Grad der Verdichtung ist ein Faktor, welcher bestimmt, ob der Verschluß fest oder lose in der Raupenöffnung verankert ist. Der Grund dafür ist, daß wenn die nach innen umgeklappte Hülle zwischen der Stopfstange und dem Anschlag verdichtet wird, die Oberfläche des Stopfens dadurch gebildet wird, daß die Hülle gegen die Öffnungswand gedrückt wird. Der Grad der Verdichtung, der erforderlich ist, um dem Fülldruck zu widerstehen, kann gesenkt werden, falls die Länge der nach innen umgeklappten Hülle vergrößert wird, jedoch ist dies nicht wümschenswert, da dies die zum Füllen verfügbare Hüllenlänge vermindert. Die Verwendung von weniger Hülle für den Stopfen bedeutet im allgemeinen, daß der Verdichtungsgrad zunehmen muß, um für eine dichte Struktur zu sorgen, die in der Lage ist, den Fülldruck zu halten. Für eine gegebene Länge von nach innen umgeklappter Hülle erhöht jedoch eine Steigerung der Verdichtung die Entstopfkraft.
In den oben angegebenen Druckschriften ist veranschaulicht, daß verschiedene Mittel vorgeschlagen und benutzt wurden, um die Bildung von Endverschlüssen zu automatisieren. Jeder dieser Vorschläge war zu einem gewissen Grad erfolgreich, jedoch sind Verbesserungen dennoch wünschenswert. Insbesondere ist es wünschenswert, einen Endverschluß zu schaffen, der ausreichend Hülle enthält und der zu einem solchen Grad verdichtet ist, daß er dem Fülldruck widerstehen kann ohne jedoch zu fest in der Raupenöffnung verankert zu sein, d.h. mit einer niedrigeren, jedoch noch zweckmäßigen Entstopfkraft.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neuartige und verbesserte Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Schließen des vorderen Endes einer gerafften Schlauchraupe zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Endverschlusses innerhalb der Raupenöffnung zu schaffen, indem ein Teil des nach innen umgeklappten Schlauches innerhalb der Raupenöffnung in Längsrichtung so verdichtet wird, daß nur ein Teil des vorderen Endverschlusses gegen die Öffnungswand gebildet wird.
Noch eine weitere Aufgabe besteht darin, eine geraffte Schlauchraupe mit einem neuartigen und verbesserten Endverschluß zu schaffen, der innerhalb der Raupenöffnung angeordnet und gebildet ist und aus Schlauch besteht, der von einem Ende der Raupe gezogen wurde.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine geraffte Schlauchraupe mit einem in Längsrichtung verdichteten Endverschluß zu schaffen, der an einem Ende der Raupenöffnung angeordnet ist, wobei nur ein Teil der Oberfläche des Endverschlusses gegen die Öffnungswand geformt und gepreßt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Endverschluß gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus Schlauchmaterial, das von einem Ende der Raupe gezogen und in die Raupenöffnung umgeklappt wird, in welcher er in Längsrichtung dadurch kollabiert wird, daß er zwischen einer Stopfstange und einem Anschlag verdichtet wird, um einen dichten Stopfen aus Schlauchmaterial zu bilden. Während der Längsverdichtung wird ein Teil des Stopfens dadurch gebildet, daß Schlauch gegen die Öffnungswand gedrückt wird. Dies dient dazu, den Stopfen innerhalb der Öffnung zu verankern. Jedoch wird ein weiterer Teil des Stopfens dadurch gebildet, daß Schlauch gegen ein in Längsrichtung zwischen die nach innen umgeklappte Hülle und die Öffnungwand eingeführtes Bauteil gedrückt wird. Das Bauteil hat einen bogenförmigen Querschnitt wodurch das Entfernen dieses Bauteils nach der Verdichtung für einen bogenförmigen Raum zwischen einem Teil der Außenfläche des Stopfens und der benachbarten Öffnungswand sorgt. Dieser bogenförmige Raum sorgt für einen Abstand eines Teils des Stopfens von der Öffnungswand, und er senkt das Ausmaß des Eingriffs dieses Abschnitts des Stopfens mit der benachbarten Öffnungswand. Infolgedessen verfügt der Endverschluß gemäß der vorliegenden Erfindung über eine Entstopfkraft, welche geringer als die eines vergleichbaren bekannten Endverschlusses ist, dessen gesamte Oberfläche dadurch gebildet wird, daß sie gegen die Öffiungswand geformt und gepreßt wird.
Das entfernbare Bauteil zur Ausbildung des Raumes zwischen der Öffnungsoberfläche und dem Stopfen ist vorzugsweise in die Struktur der Stopfstange integriert. Dies wird dadurch erreicht, daß die Spitze der Stopfstange mit einer Schulter versehen wird, die sich in Längsrichtung von dem Umfang der Spitze weg erstreckt, so daß die Schulter eine Verlängerung der runden Außenfläche der Spitze ist. Da sich die Stopfstange in die Raupenöffnung hinein erstreckt, bewegt sich die besagte Schulter entlang der Wand der Raupenöffnung und tritt zwischen die Öffnungswand und die nach innen umgeklappte Hülle ein. Während der nach innen umgeklappte Schlauch zwischen der Spitze der Stopfstange und dem Anschlag in Längsrichtung kollabiert wird, wird ein Teil der nach innen umgeklappten Hülle gesammelt und gegen die Innenfläche der Schulter verdichtet, statt gegen die Oberfläche der Raupenöffnung verdichtet zu werden. Es ist möglich, daß ein Teil des nach innen umgeklappten Schlauches sich vor der Schulter gegen die Raupenöffnung zu falten beginnt. Entsprechend sollte die bogenförmige Schulter ausreichend dünn sein, so daß sie zwischen der Öffnungswand und den Falten aus nach innen umgeklapptem Schlauch gleiten kann, wenn die Stopfstange vorwärtsbewegt wird. Wenn die Stopfstange und die Schulter entfernt werden, verbleibt ein bogenförmiger Raum zwischen einem Teil des Stopfen und dem benachbarten Bereich der Öffnungswand.
Somit ist die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt derselben gekennzeichnet durch eine geraffte Raupe mit einer Axialöffnung und einem Stopfen, der ein Ende der Öffnung verschließt, wobei der Stopfen aus in die Öffnung hinein umgeklapptem Schlauch gebildet ist, welcher in Längsrichtung innerhalb der Öffnung verdichtet ist, wobei der Stopfen einen ersten, sich in Längsrichtung erstreckenden Oberflächenabschnitt aufweist, der über seine volle Länge gegen die Öffnungsoberfläche geformt und gepreßt wurde, sowie einen diametral gegenüberliegenden zweiten Oberflächenabschnitt, der zumindest über einen Teil seiner Länge in Abstand von einem benachbarten Abschnitt der Öffnungsoberfläche angeordnet ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist die vorliegende Erfindung durch ein Verfahren zum Ausbilden eines Endverschlusses für eine geraffte Schlauchraupe gekennzeichnet, bei dem ein Teil des Schlauches innerhalb der Öffnung einer gerafften Schlauchraupe nach innen umgeklappt und verdichtet wird und während dem Verdichten ein erster Abschnitt des Endverschlusses gegen die Öffnungswand geformt und gepreßt wird, während ein zweiter diametral gegenüberliegender Abschnitt des Endverschlusses gegen ein Bauteil geformt und gepreßt wird, welches zwischen den Endverschluß und die Öffnungswand eingeführt wurde, und wobei dann das Bauteil zum Ausbilden des Raumes zwischen dem zweiten Abschnitt des Endverschlusses und einem benachbarten Abschnitt der Öffnungswand entfernt wird.

Beschreibung der Zeichnungen

FIGN. 1 bis 5 veranschaulichen in schematischer Weise eine Abfolge von Schritten eines Verfahrens zum Ausbilden des Endverschlusses gemäß der vorliegenden Erfindung;
FIG. 6 ist eine perspektivische Ansicht in größerem Maßstab, die eine Spitze der Stopfstange zeigt, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird; und
FIG. 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche den Endverschluß gemäß FIG. 5 im geformten Zustand zeigt, wobei die den Endverschluß umgebende geraffte Raupe in gestrichelten Linien dargestellt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt FIG. 1 eine geraffte Raupe 10. Die innere Umfangsfläche 11 der Raupe bestimmt eine Axialöffnung 12. Ein Lappen aus Schlauch 14 wird seitlich von dem vorderen Ende 16 der Raupe gezogen, um die Öffnung an dem vorderen Ende zu bedecken oder zu versperren. Eine Stange 18 wird gegen den Lappen bewegt und in die Öffnung der gerafften Raupe in die in FIG. 2 gezeigte Position eingeführt.
Während dem Einführen der Stange wird der Lappen 14 aus Schlauch umgeklappt und in die Öffnung der Raupe eingeführt. In Abhängigkeit von der Länge des Lappens und der Tiefe des Einführens in die Raupenöffnung kann etwas zusätzlicher Schlauch, wie es bei 20 gezeigt ist, von dem vorderen Ende der Raupe entrafft und in die Raupenöffnung umgekehrt werden.
Nach dem Einführen des Schlauchs wird die Stange 18 entfernt. Es verbleibt ein Zylinder 22 aus Schlauchmaterial innerhalb der Raupenöffnung. Dieser Schlauchzylinder hat ein geschlossenes Ende 24 und ein offenes Ende 26, wobei das offene Ende mit den Schlauchfalten an dem vorderen Ende 16 der Raupe verbunden ist.
Wie in FIG. 3 gezeigt ist, wird dann ein Anschlag 28 gegen das vordere Ende 16 der Schlauchraupe plaziert, so daß er sich über die Raupenöffnung erstreckt. Eine Stopfstange 30 wird dann von dem gegenüberliegenden Ende (nicht gezeigt) der Öffnung in diese und in Richtung auf das geschlossene Ende 24 des Schlauchzylinders eingeführt. Der vordere Endbereich oder die Spitze 32 der Stange hat einen nur geringfügig kleineren Durchmesser als die Raupenöffnung 11, so daß er die Öffnung im wesentlichen ausfüllt. Die Spitze 32 kann einstückig mit dem Ende der Stopfstange 30 ausgeführt sein, oder es kann sich um ein separates Bauteil handeln, welches mit der Stange 30 verschraubt oder in anderer Weise lösbar verbunden ist. Wird die Spitze als ein separates Bauteil ausgebildet, so wird das Auswechseln von Spitzen zur Anpassung an verschiedene Öffnungsgrößen erleichtert.
Die Spitze hat eine generell kreisförmige vordere Stirnfläche 34, die sich quer über die Raupenöffnung erstreckt, sowie eine dünne Schulter 36, die sich in Längsrichtung von der vorderen Stirnfläche aus erstreckt. Die Schulter erstreckt sich in Längsrichtung von dem Umfang der Stirnfläche, so daß die Außenfläche 40 der Schulter eine Verlängerung der Außenfläche der Spitze 32 ist. Die Schulter 36 ist generell bogenförmig in ihrem Querschnitt (FIG. 6) und überspannt einen Bogen zwischen etwa 90º und 270º. Vorzugsweise erstreckt sich die Schulter über den halben Umfang oder etwa 180º um den Spitzenumfang.
Wenn die Stopfstange nach vorne in Richtung auf die nach innen umgeklappte Hülle bewegt wird, wird die Schulter 36 zwischen der Oberfläche 11 der Raupenöffnung und dem nach innen umgeklappten Schlauch 22 eingeführt (FIG. 3). Wenn die Spitze 32 beginnt, gegen den nach innen umgeklappten Schlauch zu drücken, ist es möglich, daß der Schlauchbereich 20 vor der Schulter 36 einzuknicken beginnt, so daß dieser Schlauchabschnitt gegen die Öffnungswand, wie sie durch die Oberfläche 11 definiert ist, kollabiert. Vorzugsweise ist die Schulter ausreichend dünn und steif, so daß sie zwischen den geknickten Schlauch und die Öffnungswand hineinschlüpfen kann. Auf diese Weise fungiert die Schulter als eine Schippe, um den Schlauch weg von dem benachbarten Bereich der Öffnungswand und gegen die Stirnfläche 34 der Spitze zu dirigieren.
Wenn sich die Stopfstange 30 weiter in Richtung auf den Anschlag 28 bewegt, wird der nach innen umgeklappte Schlauch in Längsrichtung kollabiert und zwischen dem Stopfen und der Stirnfläche 34 der Spitze verdichtet. Dadurch wird der nach innen umgeklappte Schlauch zu einem verdichteten, generell zylindrischen Stopfen 32 geformt (FIG. 4).
Das Kollabieren und Verdichten des nach innen umgeklappten Schlauchs innerhalb der Raupenöffnung bewirkt zwangsweise, daß ein erster Längsabschnitt 50 der Stopfenoberfläche gegen einen benachbarten Bereich der Öffnungswand 11 geformt und gepreßt wird (FIGN. 4 und 5). Jedoch wird ein diametral gegenüberliegender Abschnitt 52 der Stopfenoberfläche dadurch gebildet, daß der kollabierte Schlauch gegen die Innenfläche 44 der Schulter 36 gepreßt wird, anstatt gegen einen benachbarten Bereich der Öffnungswand. Wenn die Stopfstange 30 aus der Öffnung herausgezogen wird (FIG. 5), wird die Schulter 36 entfernt und es verbleibt ein Raum 46 zwischen einem Teil der Stopfenoberfläche und einem benachbarten Bereich der Öffnungswand 11. Dies führt dazu, daß der Radius des Stopfens, wie er durch den Stopfenoberflächenbereich 50 bestimmt ist, etwa der gleiche ist, wie der Radius der Öffnung. Jedoch ist der Radius des diametral gegenüberliegenden Abschnittes des Stopfens, wie er durch den Oberflächenbereich 52 bestimmt ist, geringfügig kleiner als der Öffnungsradius. Dies ist am besten FIG. 7 zu entnehmen.
FIG. 7 veranschaulicht eine geraffte Raupe (gezeigt in gestrichelten Linien) mit einem Stopfen oder Endverschluß 42, welcher gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung gebildet ist und welcher in ein Ende der Raupenöffnung eingeführt ist. Der Stopfen ist dadurch gekennzeichnet, daß er über einen ersten in Längsrichtung verlaufenden Oberflächenabschnitt 50 verfügt, dessen Radius wie oben erwähnt durch Formen und Pressen des nach innen umgeklappten Schlauches gegen einen benachbarten Bereich der Öffnungswand über im wesentlichen die gesamten Länge des Stopfens festgelegt ist. Diametral gegenüberliegend befindet sich der zweite in Längsrichtung verlaufende Oberflächenabschnitt 52. Über mindestens einen Teil seiner Länge hat dieser Oberflächenabschnitt 52 einen kleineren Radius, so daß er sich in Abstand von einem benachbarten Abschnitt der Öffnungswand befindet. Zwei längs verlaufende Abstufungen 56 erstrecken sich zwischen den Enden dieser diametral gegenüberliegenden Oberflächenbereiche 50, 52 des Stopfens und verbinden diese, wobei die Abstufungen 56 den Unterschied zwischen den Radien der beiden Oberflächenbereiche 50, 52 repräsentieren. Die Abstufungen 56 sind als Eindrücke ausgebildet, indem der Schlauch gegen die Ränder 58 der Schulter 36 gepreßt wird (FIGN. 5 und 6).
Wird der Stopfen wie oben beschrieben ausgebildet, so erhält man einen Endverschluß mit mehreren zweckmäßigen Merkmalen. Beispielsweise wird der Abschnitt 50 der Stopfenoberfläche gegen die Öffnungswand gepreßt und geformt. Dies dient dazu, den Stopfen innerhalb der Öffnung zu verankern, so daß der Stopfen nicht vorzeitig aus der Raupenöffnung herausgedrückt wird. Außerdem dient der Längseingriff zwischen der Stopfenoberfläche 50 und der Öffnungswand dazu, den Stopfen an einer Ausdehnung in Längsrichtung zu hindern, wenn die von dem Anschlag 28 und der Stopfstange 30 ausgeübte Verdichtungskraft nachläßt. Wie oben erwähnt ist dies wünschenswert, da bei einem übermäßigen Anwachsen des Stopfens der verlängerte Stopfen, wenn er aus der Raupenöffnung herausgedrückt wird, vorzeitig in die Vorrichtung zur Ausbildung von Gliedern eintreten wird, was dazu führt, daß am Beginn des Füllvorgangs einige leere Glieder erzeugt werden.
Die diametral gegenüberliegende Seite des Stopfens verfügt über eine Oberfläche 52, die nicht gegen die benachbarte Öffnungswand geformt und gepreßt ist und die "frei" von der Öffnungswand ist. Diese Funktion dient dazu, die Stopfkraft im Vergleich zu einem ähnlichen Stopfen, dessen gesamte Oberfläche gegen die Öffnung gepreßt ist, zu senken. Somit wird ein Stopfen, welcher die gleiche Schlauchlänge enthält und welcher zum gleichen Ausmaß verdichtet ist, bei dem jedoch nicht die Schulter 36 zwischen die Öffnungswand und die Stopfenoberfläche eingeführt wurde, eine höhere Entstopfkraft aufweisen als ein Stopfen, der gemäß der vorliegenden Erfindung geformt wurde.
Die Entstopfkraft kann teilweise dadurch gesteuert werden, daß die Länge um die Schulter 36 vergrößert oder verkleinert wird. Beispielsweise wird eine Steigerung des von der Schulter überspannten Winkels die Fläche des Stopfens, die in Kontakt mit der Öffnungswand steht, verkleinern. Für die meisten Zwecke wird bevorzugt, daß die Schulter einen Bogen zwischen 90º und 270º überspannt, wobei ein Wert von etwa 180º bevorzugt wird. Es wurde festgestellt, daß die Länge, die Breite und die Dicke der Schulter in Abhängigkeit von der Schlauchgröße und der gewünschten Entstopfkraft variiert werden können. Die Modifikation der verschiedenen Parameter gemäß der Erfindung zum Erreichen eines gewünschten Ergebnisses lür einen gegebenen Schlauchdurchmesser liegt im Vermögen eines Fachmannes.
Es sollte außerdem bemerkt werden, daß die Stopfstange während und vorzugsweise nach dem Verdichten gedreht werden kann. Solch ein Drehen von bis zu 360º wird den Stopfen vollkommen verwinden. Diese Verwindung kann für zusätzlichen Widerstand gegen das von dem Fülldruck bewirkte Öffnen des Stopfens sorgen.
Es wurden verschiedene Versuche durchgeführt, um den Stopfen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Stopfen zu vergleichen, die gemäß verschiedenen anderen bekannten Techniken ausgebildet wurden.

Beispiel I

Eine konventionelle Raffmaschine, wie sie in der Technik gewöhnlich als eine "Fließdorn"- Maschine bezeichnet wird, wurde mit einem Mechanismus ausgestattet, um die Verfahrensschritte zum Ausführen eines Endverschlusses zu automatisieren. Dieser Mechanismus beinhaltete eine Anordnung, um Schlauch von dem Ende einer gerafften Raupe zu ziehen, eine hohle Stößelstange, um den Schlauch in die Raupenöffnung zu ziehen, sowie eine Stopfstange, um den nach innen umgeklappten Schlauch gegen einen über die Raupenöffnung plazierten Anschlag zu verdichten. Die Spitze dieser Stopfstange hatte eine flache Stirnfläche, die sich quer zu der Raupenöffnung erstreckte. Außerdem beeinhaltete der Mechanismus eine mit der hohlen Stößelstange in Verbindung stehende Vakuumanordnung, um das in dem US- Patent Nr.4 693 208 offenbarte Verfahren zum Ausbilden eines Endverschlusses auszuführen, wobei auf diese Druckschrift in vollem Umfang Bezug genommen wird. Kurz gesagt, wird bei dem in dieser Druckschrift offenbarten Verfahren ein Vakuum benutzt, um den nach innen umgeklappten Schlauch um die Stößelstange vor der Verdichtung zu kollabieren. Zur Kontrolle wurden sechzig (60) Raupen (Gruppe A) gerafft und mit Endverschlüssen versehen, wobei ein Vakuum im Bereich von 20 bis 25 inch Hg verwendet wurde, wie es in der oben genannten Druckschrift offenbart ist. Jede Raupe enthielt etwa 70 Fuß eines von der Viskase Corporation hergestellten Schlauches der Größe 24 zur Herstellung von Frankfurter Würsten (aufgeweiteter Durchmesser etwa 0,81 inch), der gerafft wurde, um für einen Öffnungsdurchmesser von etwa 0,520 inch zu sorgen. Der Mechanismus wurde so eingestellt, daß eine gesamte Schlauchlänge von etwa 11 bis 12 inch nach innen umgeklappt wurde (Lappenlänge), und dann wurde diese Lappenlänge verdichtet, um für einen Stopfen mit einer Länge von 1 inch zu sorgen. Da der Stopfen nach dem Verdichten dazu neigt etwas größer zu werden, versteht es sich, daß der tatsächliche Abstand zwischen dem Anschlag und der Stopfstange etwas kleiner als 1 inch wäre, um für einen Stopfen zu sorgen, der nach der Verdichtung 1 inch lang ist.
Nach dem Raffen und dem Ausbilden von Endverschlüssen für sechzig (60) Raupen unter Verwendung des Verfahrens gemäß dem US-Patent Nr.4 693 208 wurde das Vakuum abgeschaltet. Außerdem wurde die Spitze der Stopfstange entfernt und durch eine Spitze aus rostfreiem Stahl ersetzt, wie sie in FIG. 6 gezeigt ist. Insbesondere hatte die Spitze eine Schulter, die um den Umfang der Spitze über etwa 180º angeordnet war. Die Länge der Schulter betrug etwa 5/8 inch und ihre Dicke betrug etwa 0,030 inch. Der Stopfstangenmechanismus wurde so eingestellt, daß die Bewegung in die Raupenöffnung angehalten wurde, wenn das Ende der Schulter etwa 1/8 inch von dem Anschlag entfernt war. Dadurch wurde für eine theoretische verdichtete Stopfenlänge von etwa 3/4 inch gesorgt. Mit dieser Anordnung wurden weitere sechzig (60) Raupen gerafft und mit Endverschlüssen versehen. Somit hatte diese Gruppe von Raupen, die als Gruppe B bezeichnet wird, Endverschlüsse, die gemäß der vorliegenden Erfindung geformt wurden.
Bei diesen beiden Raupengruppen wurden Messungen der Stopfenlänge, der Entstopfkraft und der Lappenlänge direkt nach dem Raffen sowie zu verschiedenen Zeitintervallen danach vorgenommen. Zuerst wird die Stopfenlänge gemessen, während der Stopfen sich noch innerhalb der Raupenöffnung befindet. Dann wird die Entstopfkraft gemessen, indem eine Stange durch die Öffnung gezwängt und die Kraft in Pfund gemessen wird, die erforderlich ist, um den Stopfen aus der Öffnung herauszuschieben. Zuletzt wird der Stopfen nach dem Entfernen aus der Raupenöffnung entrafft, um eine Messung der tatsächlichen Länge der in dem Stopfen enthaltenen Hülle vorzunehmen. TABELLE I FLIESSDORNMASCHINE STOPFENLÄNGE, ENTSTOPFKRAFT UND LAPPENLÄNGE Frisch Tag Tage Anzahl von Raupen jeweils A und B Stopfenlänge in inch Entstopfkraft in Pfund Lappenlänge in inch A = Steuerung mit Vakuumunterstützung B = Erfindung () = Standardabweichung
Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß die Lappenlängen für die Raupen von beiden Gruppen A und B konsistent waren und daß die Stopfenlängen ebenso im wesentlichen die gleichen waren. Obschon die Stopfen- und Lappenlängen im wesentlichen die gleichen waren, zeigt ein Vergleich der Entstopfkräfte, daß die Raupen der Gruppe A (die unter Verwendung einer konventionellen Stopfstange gebildet wurden) größer sind als jene der Gruppe B (die unter Verwendung einer modifizierten Stopfstange gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wurden).
Ähnliche Versuche, bei denen einzig Frankfurter-Schlauch von Viskase Corporation der Größe 18 (aufgeweiteter Durchmesser 0,66 inch) sowie der Größe 20 (0,70 inch aufgeweiteter Durchmesser) verwendet wurde, lieferten im allgemeinen vergleichbare Ergebnisse. In einigen wenigen Fällen war der Unterschied der Entstopfkraft nicht so groß wie der in Tabelle I gezeigte. Doch selbst wenn nur ein geringer oder kein Unterschied hinsichtlich der Entstopf kraft vorliegt, schafft die vorliegende Erfindung dennoch einen Vorteil. Insbesondere ergibt sich ein Vorteil daraus, daß die Verwendung eines Vakuums eliminiert wird. Dadurch kann sowohl auf Verfahrensschritte als auch auf Bauteile verzichtet werden und die Bildung des Endverschlusses wird vereinfacht. Als Folge davon wird die Wahrscheinlichkeit, daß der automatische Mechanismus keinen angemessenen Endverschluß erzeugen kann, verringert.

Beispiel II

Ein zweiter Versuch wurde durchgeführt, bei welchem Schlauch mittels einer konventionellen Raffmaschine, die in der Technik gewöhnlich als eine Maschine mit "zurückziehendem Dorn" bezeichnet wird, verwendet wurde. Diese Maschine wurde so eingestellt, daß sie unter Verwendung eines Vakuums Endverschlüsse bildete, wie es in dem US-Patent Nr.4 693 208 offenbart ist. Um Raupen mit Endverschlüssen gemäß der vorliegenden Erfindung auszubilden, wurde das Vakuum abgeschaltet und eine flache Stopfstangenspitze wurde gegen eine Spitze ausgetauscht, wie sie in FIG. 6 gezeigt ist. Es wurde Frankfurter-Schlauch der Größe 24 von Viskase Corporation benutzt, um Raupen zu raffen, die etwa 180 Fuß Schlauch enthielten und deren Öffnung einen Durchmesser von etwa 0,500 inch hatte. In jeder Raupe wurden Endverschlüsse ausgebildet, um von jedem Typ sechzig (60) Endverschlüsse zu bilden. Die vorgenommenen Messungen der Stopfenlänge, der Entstopfkraft und der Lappenlänge zu verschiedenen Zeitintervallen sind in Tabelle II aufgeführt. TABELLE II MASCHINE MIT RÜCKZIEHENDEM DORN STOPFENLÄNGE, ENTSTOPFKRAFT UND LAPPENLÄNGE Frisch Tag Tage 14 Tage Anzahl von Raupen jeweils A und B Stopfenlänge in inch Entstopfkraft in Pfund Lappenlänge in inch A = Steuerung mit Vakuumunterstützung B = Erfindung () = Standardabweichung
Aus Tabelle II ist ersichtlich, daß obschon die Lappenlängen und die Stopfenlängen für beide Gruppen etwa dieselben waren, die Entstopfkraft des Endverschlusses der Gruppe B, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wurde, geringer als die der Kontrollgruppe nach vierzehn (14) Tagen war.

Beispiel III

Bei einem weiteren Test wurde eine Fließdornmaschine eingerichtet, um Raupen aus Zelluloseschlauch der Größe 17 der Viskase Corporation (aufgeweiteter Durchmesser 0,62) zu raffen und automatisch Endverschlüsse zu bilden, wobei das vakuum-unterstützte Verfahren gemäß dem US-Patent Nr.4 693 208 angewendet wurde. Jede der Raupen enthielt etwa 84 Fuß Schlauch und hafte einen Öffnungsdurchmesser von etwa 0,400 inch. Eine erste Gruppe aus zwanzig Raupen (Gruppe A) wurde auf diese Weise geformt. Weitere zwanzig Raupen, die als Gruppe B bezeichnet wurden, wurden unter Verwendung der gleichen Einstellungen gerafft, mit der Ausnahme, daß die zur Ausbildung der Endverschlüsse benutzte Vakuum-Unterstützung abgeschaltet wurde. Dann wurde die Stopfstangenspitze gegen eine Spitze gemäß der vorliegenden Erfindung ausgetauscht, wie sie in FIG. 6 gezeigt ist. Unter Verwendung dieser Spitze wurden weitere zwanzig Raupen gerafft und als Gruppe C bezeichnet. Eine vierte Gruppe von zwanzig (20) Raupen wurde unter Verwendung der gleichen Einstellung wie bei der vorhergehenden Gruppe C hergestellt. Jedoch wurde bei der Ausbildung der Endvcrschlüsse für die Gruppe D die Stopfstange um 360º gedreht, um den Stopfen nach dessen Formung zu verwinden.
Unter gleichzeitiger Verwendung von fünf (5) Raupen wurde die Entstopfkraft direkt nach dem Raffen und zu verschiedenen Zeitintervallen danach gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle III aufgeführt. Tabelle III mittlere Entstopfkraft in Pfund (Standardabweichung) Gruppe Frisch Tag Tage 28 Tage A-ohne Vakuum-Unterstützung B-mit Vakuum-Unterstützung C-modifizierte Stopfstangenspitze D-modifizierte Stopfstange und Verwindung
Die Ergebnisse zeigen, daß die Raupen der Gruppe B mit Endverschlüssen, die unter Verwendung einer Vakuum-Unterstützung gemäß dem US-Patent Nr.4 693 208 ausgebildet wurden, eine niedrigere Entstopfkraft über die Zeit als die Raupen der Gruppe A hatten, die ohne die Verwendung der Vakuum-Unterstützung gebildet wurden. Jeden zeigen die Ergebnisse ferner, daß noch geringere Entstopfkräfte unter Verwendung der vorliegenden Erfindung erreicht werden können, wobei die Gruppen C und D, die Endverschlüsse aufwiesen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, geringere Entstopfkräfte über die Zeit aufwiesen, als beide der Kontrollgruppen (Gruppen A und B). Dies zeigt, daß eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik vorliegt, während das Verfahren zum Ausbilden des Endverschlusses durch Beseitigung der Vakuum-Unterstützung vereinfacht wird.
Somit versteht sich, daß die vorliegende Erfindung einen Endverschluß schafft, der über die Zeit über eine annehmbare Entstopfkraft verfügt und der ohne übermäßige Modifikation des konventionellen Endverschlußapparates leicht gebildet werden kann. Obschon die vorliegende Erfindung die Vereinfachung der Prozedur zur Ausbildung eines Endverschlusses ermöglicht, indem der Vakuum-Unterstützungsschritt gemäß dem US-Patent Nr. 4 693 208 eliminiert wird, liegt es im Vermögen des Fachmanns, die Erfindung wie beschrieben in Verbindung mit solch einem Vakuum-Unterstützungsschritt einzusetzen.
Nachdem die Erfindung detailliert beschrieben wurde, lauten die Ansprüche:

Claims

1. Hohle geraffte Raupe aus rohrförmigem Schlauch mit einer Axialöffnung und einem generell zylindrischen Stopfen, der innerhalb der Öffnung an einem vorderen Ende der Raupe angeordnet ist und der aus Schlauch gebildet ist, welcher von dem vorderen Ende der Raupe in die Öffnung hinein umgeklappt und in-situ verdichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Oberfläche des Stopfens diametral gegenüberliegende längsverlaufende erste und zweite Bereiche aufweist, die der Wand der Öffnung gegenüberliegen; wobei

(a) der erste Oberflächenbereich für mindestens ein Teil seiner Länge transversal in Abstand von einer benachbarten Oberfläche der Öffnung angeordnet ist, und

(b) der diametral gegenüberliegende zweite Oberflächenbereich über seine volle Länge gegen eine benachbarte Oberfläche der Öffnungswand gepreßt und geformt ist.

2. Geraffte Raupe nach Anspruch 1, bei welcher der Radius des ersten Oberflächenbereichs kleiner als der Radius des zweiten Oberflächenbereichs ist.

3. Geraffte Raupe nach Anspruch 2, bei welcher der erste Oberflächenbereich einen Winkel zwischen etwa 90º und 270º überspannt.

4. Geraffte Raupe nach Anspruch 2, bei welcher der erste und der zweite Oberflächenbereich jeweils einen Winkel von etwa 180º überspannen.

5. Geraffte Raupe nach Anspruch 2, bei welcher die Enden des ersten und zweiten Oberflächenbereichs über eine Abstufung miteinander verbunden sind.

6. Verfahren zum Ausbilden eines generell zylindrischen Stopfens für die Öffnung einer hohlen gerafften Raupe aus rohrförmigen Schlauch, bei welchem:

(a) ein Teil des Schlauches von einem vorderen Ende der gerafften Raupe in die Raupenöffnung hineingeklappt wird;

(b) ein mit einem bogenförmigen Querschniff versehenes Bauteil zwischen den nach innen geklappten Schlauchabschnitt und die Wand der Öffnung eingeführt wird, um einen Längsabschnitt des nach innen geklappten Schlauchabschnitts von einer benachbarten Wandfläche der Öffnung zu trennen;

(c) der nach innen geklappte Schlauchabschnitt in Längsrichtung kollabiert und komprimiert wird, wobei

(i) der Längsabschnitt des nach innen geklappten Schlauchabschnitt gegen das Bauteil gedrückt wird, um einen ersten Längsabschnitt des Stopfens zu bilden, während gleichzeitig

(ii) ein diametral gegenüberliegender Längsabschnitt des nach innen geklappten Schlauchabschnitts direkt gegen eine benachbarte Wandfläche der Öffnung gedrückt wird, um einen zweiten Längsabschnitt des Stopfens zu bilden; und

(d) das Bauteil entfernt wird, wodurch ein bogenförmiger Raum zwischen dem ersten Längsabschnitt des Stopfens und dem benachbarten Teil der Wandfläche der Öffnung geschaffen wird.

7. Verfahren nach Anspuch 6, bei dem ferner ein hinterer Anschlag gegen das vordere Ende der Raupe angelegt wird und der nach innen geklappte Schlauch gegen den hinteren Anschlag kollabiert wird.

8. Verfahren nach Anspuch 7, bei dem ferner eine Stopfstange in die Raupenöffnung eingeführt und der nach innen geklappte Schlauch zwischen der Stopfstange und dem hinteren Anschlag kollabiert wird.

9. Verfahren nach Anspuch 8, bei dem sich das Bauteil in Längsrichtung von dem Umfang der Stopfstange aus erstreckt.

10. Verfahren nach Anspuch 9, bei dem ferner die Stopfstange um ihre Längsachse gedreht wird, um den Stopfen zu verwinden.

11. Verfahren nach Anspuch 10, bei dem die Stopfstange um 360º gedreht wird.

12. Verfahren nach Anspuch 6, bei dem der erste Längsabschnitt des Stopfens etwa 90º bis etwa 270º des Stopfenumfangs ausmacht.

13. Verfahren nach Anspuch 6, bei dem die erste und die zweite Oberfläche des Stopfens jeweils etwa 180º des Stopfenumfangs ausmachen.

14. Vorrichtung zum Ausbilden eines Endverschlusses innerhalb der Öffnung einer hohlen grafften Raupe aus rohrförmigem Schlauch mit:

(a) einer Anordnung zum Einklappen von Schlauch von einem vorderen Ende der Raupe in die Raupenöffnung;

(b) einem hinteren Anschlag, der quer über das vordere Ende der Raupe angeordnet werden kann;

(c) einer Stopfstange, die von einem hinteren Ende der Raupe in die Raupenöffnung hinein bewegt werden kann, um den nach innen geklappten Schlauch in Längsrichtung zu kollabieren und diesen gegen den hinteren Anschlag zusammenzudrücken;

(d) wobei die Stopfstange ein vorderes Ende mit einer kreisförmigen Stirnfläche aufweist, die quer zu der Raupenöffnung verläuft, um in Eingriff mit dem nach innen geklappten Schlauch gebracht zu werden;

gekennzeichnet durch

(e) eine sich in Längsrichtung von einem begrenzten Bereich des Umfangs des vorderen Endes weg erstreckende Schulter, die zwischen den nach innen geklappten Schlauch und die benachbarte Oberfläche der Raupenöffnung einführbar ist wenn sich die Stopfstange in die Öffnung bewegt, um einen Längsabschnitt des nach innen geklappten Schlauchs in Abstand von der banchbarten Oberfläche der Öffnung zu halten.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die Schulter einen bogenförmigen Querschnitt aufweist und einen Winkel zwischen etwa 90º und 270º überspannt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei welcher die Schulter einen Winkel von etwa 180º überspannt.