EP1541331A2 - Dornrad für die Herstellung des Packungsbodens von Mehrschichtverbundpackungen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a mandrel wheel for the production of the package bottom of multilayer composite packages with a plurality of evenly over the circumference of a hollow cylindrical Dornradwelle distributed mandrels, wherein inside the mandrels and the mandrel wheel shaft cavities for Recording a cooling medium are available.
- Pre-folded pack coats on mandrels of a mandrel wheel pushed with the spikes evenly over the circumference the mandrel wheel shaft are distributed.
- a clockwise rotation of the mandrel wheel takes place.
- the packing sheath deferred in a first Station the packing sheath deferred, and it takes place after a 90 ° turn in a second station the Folding of the bottom of the package. After another 90 ° turn will be flat in the third station Folded packing bottom sealed by the plastic softens the composite material at elevated temperature and then by pressure to a flat punching surface having shaped package bottom.
- the pack bottom is cooled to soften the To harden plastic in the desired shape. This can take place in the above-described sealing station, or in a separate station.
- the finished, unilaterally open package deducted from the mandrel of Dornrades and fed to the actual filling machine where that Packed inside cleaned and disinfected if necessary is and the filling and closing of the finished Packing and the shaping of the packing head done.
- the cooling station is in usually the one with the mandrel facing down.
- Cooling is the Dornradwelle hollow cylindrical configured, wherein in operation cooling medium through the Mandrel wheel shaft is pumped.
- the cooling medium through the Openings in the hollow spines runs in, there displaced air and displaced at the end of the thorn located mandrel plate cools.
- the Openings between mandrel wheel shaft and mandrel at one Add all or part of the contaminated cooling medium can, so no consistent cooling performance can be guaranteed.
- the impurities can thereby to a susceptibility to malfunction of the so equipped Dornnd lead.
- no cooling medium transport ie Heat transport, between mandrel and mandrel wheel shaft instead.
- a lack of cooling power is only at inadequate cooled pack bottoms observed, so only after a certain amount of waste has been produced.
- a appropriate cleaning or maintenance has always unwanted downtime of the mandrels and thus the entire filling machine line result.
- the present invention is the Task based, the aforementioned and previously closer mandrel wheel described for the production of Packing bottom of multi-layer composite packs so to design and develop that his Construction against contamination in the cooling medium is insensitive and always consistent Cooling capacity can be guaranteed. Furthermore, the should further developed Dornrad a disturbance insensitive have clear structure.
- each spike each Dorn at least a closed cooling medium container which extends into the interior of the mandrel wheel shaft extends into it and there in contact with the supplied Cooling medium is and that each coolant tank only about half filled with cooling medium.
- the invention has recognized that a division of the Coolant circuit in a through the hollow Mandrel wheel shaft flowing primary circuit and several, the Number of spines corresponding (secondary) completed Coolant tank the problem of a possible Blockage of the openings between mandrel wheel shaft and Mandrel cavities can be reliably avoided.
- each cooling medium container only about Half is filled with cooling medium, whenever a thorn is horizontally or vertically upwards, the Cooling medium in whole or in part in the direction of Mandrel wheel shaft, so directed to the primary cooling circuit and cooled by this. Is the mandrel perpendicular to below, the previously cooled cooling medium flows into the Coolant tank down to the end of the Mandrels located Dornplatten and then cools them targeted. In this way it is ensured that always the same cooling effect on the mandrel plates arises.
- the Coolant tank at her in the mandrel wheel shaft located ends heat exchange elements.
- This Way is a safe temperature exchange of the in the Mandrel wheel shaft flowing cooling medium with the cooling medium in theissermedium employern the individual mandrels ensured.
- the Cooling medium container designed as tubes. It can in each spike one pipe or several parallel arranged pipes may be present to the cooling medium to guide the mandrel plates.
- the pipes can one have any cross-section.
- cooling medium container and also the Heat exchange elements made of copper, for optimal Guarantee heat exchange.
- Cooling medium water is used.
- Water if necessary with appropriate Anti-corrosive additives, is widely used as a coolant common and because of its cost-effectiveness prefers.
- oil, glycol, alcohol are also suitable or other cooling media known per se.
- the Mandrels have a rectangular cross-section.
- the invention is not limited to such Embodiment, since it is also possible to use wraps with another cross-section on appropriately designed Postpone thorns to form the bottom of the pack.
- each thorn 3 a completed cooling medium container 4, the approximately Half filled with cooling medium M '.
- Coolant tank 4 protrudes into the mandrel wheel shaft second into and is there in the illustrated and so far preferred embodiment with a plurality of Heat exchange elements 5 provided to the best possible Heat exchange with the through the hollow mandrel wheel shaft second to reach flowing cooling medium M.
- each mandrel 3 between the cooling medium container 4 and the Mandrel outer wall except for the area of the mandrel plate 6 an insulating layer 7 has. This way finds the temperature exchange only at the desired areas, So on the mandrel plate 6 on the one hand and inside the Dornradwelle 2 on the other hand instead. Not shown that the mandrel wheel shaft 2 from the inside with a corresponding insulating layer may be lined.
- the rotation of the mandrel wheels 1 takes place cyclically in the direction of the arrow P, so that in the illustrated and so far preferred embodiment with four spines 3 also four stations are available.
- the mandrel plate 6 for curing the not shown Pack bottom should be cooled specifically, ie in the vertical downward position, the occurs Cooling effect by the now located in the mandrel end Cooling medium M 'specifically with an always consistent Cooling power on.
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Abstract
Dargestellt und beschrieben ist ein Dornrad (1) für die Herstellung des Packungsbodens von Mehrschichtverbundpackungen mit einer Mehrzahl von gleichmäßig über den Umfang einer hohlzylinderförmigen Dornradwelle (2) verteilten Dornen (3), wobei im Inneren der Dorne (3) und der Dornradwelle (2) Hohlräume zur Aufnahme eines Kühlmediums vorhanden sind. Um eine Unempfindlichkeit gegen Verunreinigung im Kühlmedium zu erreichen und eine stets gleichbleibende Kühlleistung zu garantieren, ist vorgesehen, dass jeder Dorn wenigstens einen geschlossenen Kühlmediumbehälter (4) aufweist, der bis ins Innere der Dornradwelle (2) hineinreicht und dort in Kontakt mit dem zugeführten Kühlmedium (M) steht und dass jeder Kühlmediumbehälter (4) nur etwa zur Hälfte mit Kühlmedium (M) gefüllt ist. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Dornrad für die Herstellung
des Packungsbodens von Mehrschichtverbundpackungen mit
einer Mehrzahl von gleichmäßig über den Umfang einer
hohlzylinderförmigen Dornradwelle verteilten Dorne, wobei
im Inneren der Dorne und der Dornradwelle Hohlräume zur
Aufnahme eines Kühlmediums vorhanden sind.
Bei der Herstellung von Mehrschichtverbundpackungen,
beispielsweise Getränkepackungen werden unterschiedliche
Verfahren angewandt. Erfolgt die Herstellung aus einer
endlosen Verbundmaterialbahn mittels sog.
"Schlauchformungsmaschinen", wird der Packungsboden erst
nach dem Füllen und Verschließen der Packung hergestellt.
Erfolgt die Herstellung jedoch aus einzelnen Zuschnitten
aus Karton/Kunststoff-Verbundmaterial, so werden diese
zunächst mit einer Längsnaht versehen, was in der Regel
beim Packstoffhersteller erfolgt. Die Fertigung des
Packungsbodens erfolgt bei den mit der Längsnaht
versehenen Zuschnitten (sog. "Packungsmänteln") erst
unmittelbar vor dem Füllvorgang, und zwar meist direkt in
der Füllmaschine.
Dazu werden die vereinzelten und gegebenenfalls
vorgefalteten Packungsmäntel auf Dorne eines Dornrades
geschoben, wobei die Dorne gleichmäßig über den Umfang
der Dornradwelle verteilt angeordnet sind. Je nach Anzahl
der um das Dornrad angeordneten Bearbeitungsstationen
erfolgt ein taktweises Drehen des Dornrades. Bei vier
vorhandenen Dornen wird beispielsweise in einer ersten
Station der Packungsmantel aufgeschoben, und es erfolgt
nach einer 90°-Drehung in einer zweiten Station die
Faltung des Packungsbodens. Nach einer weiteren 90°-Drehung
wird dann in der dritten Station der flach
gefaltete Packungsboden versiegelt, indem der Kunststoff
des Verbundmaterials unter erhöhter Temperatur erweicht
und dann mittels Druck zu einem eine flache Stanzfläche
aufweisenden Packungsboden geformt wird. Anschließend
wird der Packungsboden abgekühlt, um den erweichten
Kunststoff in der gewünschten Form zu erhärten. Dies kann
in der vorbeschriebenen Siegelstation erfolgen, oder aber
in einer separaten Station. Schließlich wird die fertige,
einseitig offene Packung vom Dorn des Dornrades abgezogen
und der eigentlichen Füllmaschine zugeführt, wo das
Packungsinnere gereinigt und gegebenenfalls desinfiziert
wird und das Befüllen und Verschließen der fertigen
Packung sowie die Formgebung des Packungskopfes erfolgen.
Bei den zuvor genannten Dornrädern ist die Kühlstation in
der Regel die, bei der der Dorn nach unten weist. Zur
Kühlung ist die Dornradwelle hohlzylinderförmig
ausgestaltet, wobei im Betrieb Kühlmedium durch die
Dornradwelle gepumpt wird. Im Bereich der Dorne sind
mehrere Öffnungen in der Dornradwelle vorhanden, so dass,
wenn der Dorn unten steht, das Kühlmedium durch die
Öffnungen in die hohlen Dorne hineinläuft, die dort
befindliche Luft verdrängt und die am Ende des Dorns
befindliche Dornplatte kühlt. Nachteilig bei der zuvor
geschilderten technischen Lösung ist, dass sich die
Öffnungen zwischen Dornradwelle und Dorn bei einem
verschmutzten Kühlmedium ganz oder teilweise zusetzen
können, so dass keine gleichbleibende Kühlleistung
garantiert werden kann. Die Verunreinigungen können
dadurch zu einer Störungsanfälligkeit der so
ausgestatteten Dornräder führen. Außerdem findet je nach
Füllzustand mit Kühlmedium kein Kühlmediumtransport, also
Wärmetransport, zwischen Dorn und Dornradwelle statt.
Eine mangelnde Kühlleistung wird erst bei unzureichend
abgekühlten Packungsböden beobachtet, also erst, nachdem
eine gewisse Menge Ausschuss produziert worden ist. Eine
entsprechende Reinigung bzw. Wartung hat also immer
unerwünschte Stillstandszeiten der Dorne und damit der
gesamten Füllmaschinenlinie zur Folge.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte und zuvor näher
beschriebene Dornrad für die Herstellung des
Packungsbodens von Mehrschichtverbundpackungen so
auszugestalten und weiterzubilden, dass seine
Konstruktion gegen Verunreinigung im Kühlmedium
unempfindlich ist und eine stets gleichbleibende
Kühlleistung garantiert werden kann. Ferner soll das
weiterentwickelte Dornrad einen störungsunempfindlichen
übersichtlichen Aufbau haben.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Dornrad gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 dadurch, dass jeder Dorn jeder
Dorn wenigstens einen geschlossenen Kühlmediumbehälter
aufweist, der bis ins Innere der Dornradwelle
hineinreicht und dort in Kontakt mit dem zugeführten
Kühlmedium steht und dass jeder Kühlmediumbehälter nur
etwa zur Hälfte mit Kühlmedium gefüllt ist.
Die Erfindung hat erkannt, dass eine Aufteilung des
Kühlmediumkreislaufes in einen durch die hohle
Dornradwelle strömenden Primärkreislauf und mehrere, der
Anzahl der Dorne entsprechende (sekundäre) abgeschlossene
Kühlmediumbehälter das Problem einer möglichen
Verstopfung der Öffnungen zwischen Dornradwelle und
Dornhohlräumen zuverlässig vermieden werden kann.
Dadurch, dass jeder Kühlmediumbehälter nur etwa zur
Hälfte mit Kühlmedium gefüllt ist, wird immer dann, wenn
ein Dorn waagerecht oder senkrecht nach oben steht, das
Kühlmedium ganz oder teilweise in Richtung der
Dornradwelle, also zum Primärkühlkreislauf geleitet und
durch dieses abgekühlt. Steht der Dorn senkrecht nach
unten, fließt das zuvor abgekühlte Kühlmedium in den
Kühlmediumbehälter nach unten bis zu den am Ende der
Dorne befindlichen Dornplatten und kühlt diese dann
gezielt ab. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass
immer die gleiche Kühlwirkung an den Dornplatten
entsteht.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung weisen die
Kühlmediumbehälter an ihren in der Dornradwelle
befindlichen Enden Wärmetauschelemente auf. Auf diese
Weise ist ein sicherer Temperaturaustausch des in der
Dornradwelle strömenden Kühlmediums mit dem Kühlmedium in
dem Kühlmediumbehältern der einzelnen Dorne
sichergestellt. Dabei ist zweckmäßiger Weise die Form der
Wärmetauschelemente den geometrischen Verhältnissen im
Inneren der Dornradwelle angepasst.
Um eine optimale Kühlung der Dornplatten zu erreichen,
sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass
die Kühlmediumbehälter innerhalb der Dorne bis an die
Dornplatten heranreichen.
Um zu verhindern, dass das Kühlmedium von den
Dornaußenwänden erwärmt wird, ist nach einer weiteren
Lehre der Erfindung zwischen jedem Kühlmediumbehälter und
Dorn mit Ausnahme des Bereiches der Dornplatte eine
Isolierschicht vorgesehen.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die
Kühlmediumbehälter als Rohre ausgebildet. Dabei können in
jedem Dorn ein Rohr oder auch mehrere parallel
angeordnete Rohre vorhanden sein, um das Kühlmedium zu
den Dornplatten zu leiten. Die Rohre können einem
beliebigen Querschnitt aufweisen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung
bestehen die Kühlmediumbehälter und auch die
Wärmetauschelemente aus Kupfer, um einen optimalen
Wärmeaustausch zu garantieren.
Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass als
Kühlmedium Wasser verwendet wird. Die Verwendung von
Wasser, gegebenenfalls mit geeigneten
Korrosionsschutzzusätzen, ist als Kühlmittel weit
verbreitet und aufgrund seiner Wirtschaftlichkeit
bevorzugt. Es eignen sich jedoch auch Öl, Glycol, Alkohol
oder andere für sich bekannte Kühlmedien.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die
Dorne einen rechteckigen Querschnitt auf. Die vorliegende
Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine solche
Ausführungsform, da es auch möglich ist, Packungen mit
einem anderen Querschnitt auf entsprechend ausgestaltete
Dorne zur Bildung des Packungsbodens aufzuschieben.
Schließlich sind nach einer weiteren Lehre der Erfindung
bevorzugt parallel zur Dornradwelle mehrere Gruppen von
Dornen nebeneinander angeordnet. Auch diese Ausgestaltung
ist für sich bekannt und letztlich abhängig von der
Bauweise der verwendeten Füllmaschine. Die Anzahl der
Dorne auf der Dornradwelle hat jedoch keinen Einfluss auf
die vorliegende Erfindung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung
näher erläutert. In der einzigen Figur ist ein
Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Dornrad 1
dargestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind
auf einer Dornradwelle 2 vier gleichmäßig über deren
Umfang verteilte Dorne 3 angeordnet. Der besseren
Darstellung halber ist der Durchmesser der Dornradwelle 2
überproportional groß dargestellt. Wie erwähnt, handelt
ese sich bei der folgenden Beschreibung nur um ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel, die Erfindung lässt sich
ebenso gut bei Dornrädern mit fünf, sechs oder mehr Dorne
aufweisenden Dornrädern verwirklichen.
Man erkennt deutlich, dass jeder Dorn 3 einen
abgeschlossenen Kühlmediumbehälter 4 aufweist, der etwa
zur Hälfte mit Kühlmedium M' gefüllt ist. Der
Kühlmediumbehälter 4 ragt bis in die Dornradwelle 2
hinein und ist dort im dargestellten und insoweit
bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einer Mehrzahl von
Wärmetauschelementen 5 versehen, um einen möglichst guten
Wärmeaustausch mit dem durch die hohle Dornradwelle 2
strömenden Kühlmediums M zu erreichen. Ferner ist
erkennbar, dass die Kühlmediumbehälter 4 innerhalb der
Dorne 3 bis ans Ende, also bis an die Dornplatten 6
heranreichen, auf denen der Packungsboden hergestellt
wird.
Schließlich geht aus der einzigen Figur noch hervor, dass
jeder Dorn 3 zwischen dem Kühlmediumbehälter 4 und der
Dornaußenwand mit Ausnahme des Bereichs der Dornplatte 6
eine Isolierschicht 7 aufweist. Auf diese Weise findet
der Temperaturaustausch nur an den gewünschten Bereichen,
also an der Dornplatte 6 einerseits und im Inneren der
Dornradwelle 2 andererseits statt. Nicht dargestellt ist,
dass auch die Dornradwelle 2 von innen mit einer
entsprechenden Isolierschicht ausgekleidet sein kann.
Es ist klar, dass das in den einzelnen Dornen 3
befindlichen Kühlmediumbehältern 4 befindliche Kühlmedium
M' immer dann, wenn der Dorn nach oben zeigt, ein
Großteil des im Kühlmediumbehälter 4 befindlichen
Kühlmediums M' in Richtung der Wärmetauschelemente 5
strömt. Hier findet, insbesondere bei senkrechter
Stellung des Dorns 3, ein optimaler Wärmeaustausch
zwischen strömendem Kühlmedium M und im
Kühlmediumbehälter 4 befindlichen Kühlmedium M' statt.
Die Drehung der Dornräder 1 erfolgt taktweise in Richtung
des Pfeiles P, so dass im dargestellten und insoweit
bevorzugten Ausführungsbeispiel mit vier Dornen 3 auch
vier Stationen vorhanden sind. In der Position, in der
die Dornplatte 6 zum Aushärten des nicht dargestellten
Packungsbodens gezielt gekühlt werden soll, also in der
senkrecht nach unten stehenden Position, tritt die
Kühlwirkung durch das nun im Dornende befindliche
Kühlmedium M' gezielt mit einer stets gleichbleibenden
Kühlleistung auf.
Es ist schnell ersichtlich, dass der erfindungsgemäße
Aufbau sehr störungsunempfindlich ist, da die
abgeschlossenen Kühlmediumbehälter 4 für das "SekundärKühlmedium"
M' vollkommen wartungsfrei sind. Das Innere
der nicht mehr mit den Dornhohlräumen in Verbindung
stehenden Dornradwelle 2 kann durch eventuelle
Verschmutzungen im Kühlmedium M in seiner Funktion nicht
beeinträchtigt werden. Durch die Bewegung des Dornrades 1
im Betrieb entsteht ein Zwangsumlauf im jetzt
geschlossenen Kühlmediumkreislauf eines jeden Dornes 3.
Claims (12)
- Dornrad für die Herstellung des Packungsbodens von Mehrschichtverbundpackungen mit einer Mehrzahl von gleichmäßig über den Umfang einer hohlzylinderförmigen Dornradwelle verteilten Dornen, wobei im Inneren der Dorne und der Dornradwelle Hohlräume zur Aufnahme eines Kühlmediums vorhanden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
jeder Dorn (3) wenigstens einen geschlossenen Kühlmediumbehälter (4) aufweist, der bis ins Innere der Dornradwelle (2) hineinreicht und dort in Kontakt mit dem zugeführten Kühlmedium (M) steht und dass jeder Kühlmediumbehälter (4) nur etwa zur Hälfte mit Kühlmedium (M) gefüllt ist. - Dornrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlmediumbehälter (4) an ihren in der Dornradwelle (2) befindlichen Enden Wärmetauschelemente (5) aufweisen. - Dornrad nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlmediumbehälter (4) innerhalb der Dorne (3) bis an die Dornplatten (6) heranreichen. - Dornrad nach einem Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen jedem Kühlmediumbehälter (4) und dem entsprechenden Dorn (3) mit Ausnahme des Bereiches der Dornplatte (6) eine Isolierschicht (7) vorgesehen ist. - Dornrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlmediumbehälter (4) als Rohre ausgebildet sind. - Dornrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kühlmediumbehälter (4) aus Kupfer bestehen. - Dornrad nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Wärmetauschelemente (5) aus Kupfer bestehen. - Dornrad nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Form der Wärmetauschelemente (5) den geometrischen Verhältnissen im Inneren der Dornradwelle (2) angepasst ist. - Dornrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Kühlmedium (M) Wasser verwendet wird. - Dornrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Dorne (3) einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. - Dornrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
parallel zur Dornradwelle (2) mehrere Gruppen von Dornen (3) nebeneinander angeordnet sind. - Dornrad nach einem der Ansprüche 1 b9s 11,
dadurch gekennzeichnet,dass
die Dornradewelle in seinem Inneren eine Isolierschicht aufweist.
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