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Diese
Erfindung betrifft das Füllen
von bekannten Behältern,
wie Tuben, die beispielsweise aus Aluminium oder synthetischem Material
bestehen, mit Produkten in Pastenform.
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Die
zum Füllen
und Schließen
dieser Tuben dienenden Maschinen sind als „Tubenfüllmaschinen" bekannt.
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Es
ist eine bekannte Tatsache, dass die Tuben mit einer zylindrischen
Form hergestellt werden, die am Boden offen ist und eine vorversiegelte
Kappe am anderen Ende aufweist. Die Tuben werden in umgekehrter
Stellung auf die Tubenfüllmaschinenstraße gefördert, damit
die Produktabgabeeinrichtung in einer Beschickungsstation die Tuben
mit dem Produkt füllen
kann.
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In
nachfolgenden Stationen wird die Tube verschlossen und erfährt irgendwelche
nachfolgenden Prozesse, wie beispielsweise eine Codierung, bevor
sie von der Straße
abgegeben und verpackt wird.
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Die
Tatsache, dass die Tuben auf der Straße mit offenem Ende nach oben
angeordnet sind, bedeutet, dass die Gefahr be steht, dass verunreinigende
Substanzen, wie Spuren von Schmieröl oder Fett, die von überhängenden
Betriebsteilen der Maschine stammen, zusammen mit dem Produkt in
die Tube eindringen können,
was offensichtlich Probleme zur Folge hat.
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Ein
anderes Problem bei bekannten Tubenfüllmaschinen wird evident, wann
immer die Produktabgabeeinrichtung in der Beschickungsstation gereinigt
und/oder sterilisiert werden muss, beispielsweise zur Änderung
des Produkttyps oder aus anderen Gründen (beispielsweise am Ende
des Zyklus etc.).
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In
dieser Situation muss die Maschine und damit auch die Produktion
gestoppt werden, um sämtliche
Teile, die mit dem Produkt in Kontakt stehen, zu waschen und/oder
zu sterilisieren.
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Dies
stellt eine extrem arbeitsaufwendige Operation dar und kann zur
Verunreinigung der Umgebung führen,
die dann wiederum gereinigt und/oder sterilisiert werden muss, wodurch
die hierfür
erforderliche Zeit weiter vergrößert wird.
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Dies
kann auch durch die Tatsache verstärkt werden, dass die Produkte
säurehaltige
oder korrosive Substanzen oder Substanzen enthalten, die Materialien
und/oder Komponenten der betroffenen Maschine und/oder der mit den
Produkten in Kontakt stehenden Teile beschädigen, was entsprechende Probleme
mit sich bringt.
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Die
DE 299 07 459 beschreibt
eine Maschine, die mit leeren Verpackungstuben beginnt, diese in
der Maschine bearbeitet, einschließlich des Füllens und Versiegelns, und
die Tuben von der Maschine mit hoher Produktivität/Leistung abgibt. Die Maschine
besitzt einen kontinuierlich betriebenen Förderer, der in der Horizontalebene
angeordnet ist und zwei geradlinige Abschnitte aufweist. Entlang
dem Förderer
sind Doppelreihen von Tubenhaltern angeordnet. Stationen sind entlang
dem Förderer
vorgesehen, um die Verpackungstuben zu bearbeiten, einschließlich des
Füllens
und Versiegelns. Leere Verpackungstuben werden mit Hilfe von zwei
Robotern aus einem Magazin genommen und von diesen in die Tubenhalter
eingesetzt. Die Roboter sind zwischen dem Magazin der leeren Tuben
und einem geradlinigen Abschnitt des Förderers angeordnet.
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Das
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Maschine vorzuschlagen, die
in Bezug auf ihre Handhabung durch Bedienungspersonen, in Bezug
auf einfache Wartungsoperationen und in Bezug auf ein begrenztes
von der Maschine besetztes Volumen optimal konstruiert ist.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Schaffung
einer Tubenfüllmaschine,
die so ausgebildet ist, dass sie so weit wie möglich die Förderstraßenzone, entlang der die Tubenbehälter auf umgekehrte
Weise gefördert
werden, frei hält,
um das Risiko der Verunreinigung des bereits in die Tuben eingesetzten
Produktes minimal zu halten.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung betrifft die Schaffung einer Maschine,
die so konzipiert ist, dass Reinigungs- und Sterilisationsvorgänge der
Produktabgabeeinrichtung einfa cher gemacht werden und die Maschine über eine
kürzere
Zeit relativ zu den bekannten Maschinen gestoppt werden muss.
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Die
Erfindung wird nunmehr in größeren Einzelheiten
in Verbindung mit speziellen beispielhaften Ausführungsformen und den beigefügten Zeichnungen
erläutert.
Hiervon zeigen:
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1, 2 und 3 eine
schematische Vorderansicht, Draufsicht und Seitenansicht der erfindungsgemäßen Tubenfüllmaschine;
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1a eine
Vorderansicht einer Produktabgabeeinrichtung, die von der in 1 gezeigten
Maschine gelöst
ist;
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3a eine
Seitenansicht der vorstehend erwähnten
Produktabgabeeinrichtung, die von der Maschine gelöst ist und
in 3 gezeigt ist; und
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3a und 4b vergrößerte Teilansichten
der Maschine entlang Linie IV-IV in 1, wobei unterschiedliche
Ausführungsformen
dargestellt sind.
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Was
die vorstehend erwähnten
Figuren anbetrifft, so ist die erfindungsgemäß ausgebildete Tubenfüllmaschine
generell mit dem Bezugszeichen M versehen.
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Die
Maschine M weist eine Endlosförderstraße 1 in
Form einer geschlossenen Schleife auf, die sich in einer horizontalen
Ebene erstreckt und Greifer 2 in einem bestimmten Abstand
aufweist, um die vertikalen umgedrehten Tuben 3 zu lagern.
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Die
Tuben 3 werden über
einen bekannten Typ einer Überführungseinrichtung,
die nicht dargestellt ist und in einer Beschickungsstation S1 angeordnet
ist, auf die Förderstraße 1 überführt. Die Überführungseinrichtung
nimmt die Tuben in einer vorgegebenen Aufnahmezone von der Beschickungseinrichtung 4 auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform folgt
die Förderstraße 1 einer
im wesentlichen ovalen Route und wird im Uhrzeigersinn mit einer
alternierenden Bewegung mit einem Hub, der doppelt so groß ist wie
der Abstand der Greifer 2, betrieben.
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Letztere
sind in der detaillierten Zeichnung nicht dargestellt, da sie bereits
bekannt sind.
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Bei
dem dargestellten Beispiel umfasst die Beschickungseinrichtung 4 zwei
Förderer 4a und 4b, die
jeweils eine am Boden 3a offene Tube 3 in die Aufnahmezone
fördern.
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Es
versteht sich, dass die beiden Förderer 4a und 4b übereinander
angeordnet sind, um die Abmessungen zu begrenzen.
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Die
Tuben 3 werden somit über
die Straße 1 zu
einer mit einer Produktabgabeeinrichtung 5 versehenen Beschickungs station
SA gefördert,
um eine vorgegebene Menge an Paste durch den offenen Boden 3a in
jede Tube 3 einzuführen.
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Die
Produktabgabeeinrichtung 5 umfasst im wesentlichen einen
Trichter 50, aus dem das Produkt entnommen und in Dosiereinheiten 51,
beispielsweise vom Spritzentyp, eingeführt wird, wobei diese Einheiten
mit Düsen 53 in
Verbindung stehen, welche über
den nach oben weisenden offenen Böden 3a der entsprechenden
Tuben 3 angeordnet sind.
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Die
Kolben der Dosiereinheiten 51 werden mit Hilfe von Stangen 54 über entsprechende
Betätigungseinheiten 55 betrieben,
welche auf der Konstruktion 100 der Maschine M montiert
und mit Hilfe von bekannten Schnellkupplungen, die nicht gezeigt sind,
mit den Stangen 54 verbunden sind.
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Die
Produktabgabeeinrichtung 5 ist auf einer Platte 100a montiert,
welche über
einen bekannten Typ einer Schnellverriegelungseinrichtung 10,
die nicht im einzelnen gezeigt ist, an der Konstruktion 100 befestigt
ist, wobei die Schnellverriegelungseinrichtung mit einer Manschette 56 in
Eingriff steht, die zentral vom Gehäuse 56 gebildet wird,
das die Produktabgabeeinrichtung 5 lagert.
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Abstromseitig
der Station SA befindet sich mindestens eine Schließstation
S2, die mit Einrichtungen 6, beispielsweise Greifern, ausgestattet
ist, um die Böden 3a der
Tuben 3 zu verschließen.
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Die
Maschine kann eine bestimmte Anzahl von Schließstationen S2 aufweisen. Die
Anzahl der aktivierten Schließstatio nen
hängt vom
Material der Tube 3 und der Art und Weise ab, in der sie
verschlossen werden soll.
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Es
wird als vorteilhaft angesehen, die Grundphasen des Arbeitszyklus
aufzubrechen und diese zwischen einer Reihe von Stationen aufzuteilen,
um eine Komplizierung der Konstruktion der Arbeitseinrichtungen
zu vermeiden.
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Die
Schließstationen
S2 sind in einem geradlinigen Abschnitt 1a der Förderstraße 1 angeordnet, folgen
einander und sind zueinander ausgerichtet. Bei speziellen Konfigurationen
der Maschine M ist eine der Schließstationen S2 mit Vorrichtungen
zum Codieren der Tuben 3 versehen.
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Diese
Codiervorrichtungen sind bekannt und daher nicht dargestellt.
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Die
Konstruktion 100 der Maschine M in der den Schließstationen
S2 entsprechenden Zone kann vorteilhafterweise von einem sogenannten „Anschlagtyp" sein.
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Die
Schließeinrichtungen 6 vom
Greifertyp besitzen eine „Überhang"-Konfiguration, so
dass die Anzahl der mechanischen Teile, die in der Arbeitszone 90 über den
Tuben 3 während
der Tubenschließphasen
arbeiten, auf einem Minimum gehalten wird.
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Die
Antriebseinrichtungen der Greifer 6 sind innerhalb eines
Abteiles 200 untergebracht, das von der Konstruktion 100 gebildet
wird und dem Fachmann generell als „Grauzone" bekannt ist.
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Beispielsweise
zeigt 4a eine Ausführungsform der vorgeschlagenen
Schließstation 52, bei
der die Schließeinrichtungen 6 vom
Greifertyp ein Paar von gegenüberliegenden
Greifern besitzen, und zwar einen ersten Greifer 61 und
einen zweiten Greifer 62, die in der Arbeitszone 90 zum
Schließen
der Böden 3a der
Tuben 3 operieren.
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Der
erste und zweite Greifer 61, 62 werden alternierend
entlang einer Achse W im wesentlichen quer zur Zuführrichtung
Z der Förderstraße 1 im
Bereich der Schließstationen
S2 bewegt.
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Dieser
erste und zweite Greifer 61, 62 sind an einer
ersten und zweiten horizontalen Stange 63, 64 befestigt,
die teilweise von einer Trommel 60 vorstehen, welche an
einer vertikalen Wand 101 der Konstruktion 100 in
der Nähe
des Abteiles 200 fixiert ist.
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Die
erste und zweite Stange 63, 64 gleiten in im wesentlichen
horizontalen ersten und zweiten Führungslöchern 63a, 64a,
die in der Trommel 60 ausgebildet sind, mit Hilfe von entsprechenden
Buchsen, beispielsweise vom „Selbstschmier"-Typ.
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Die
erste Stange und die zweite Stange 63, 64 erstrecken
sich innerhalb des vom „Anschlag"-Abschnitt der Konstruktion 100 gebildeten
Abteiles 200, wobei sie einem ersten und zweiten Gestängeelement 610, 620 zugeordnet
sind, welche durch entsprechende Bewegungseinheiten der Tubenfüllmaschine
M betätigt
werden, die so ausgebildet sind, dass sie die erste und zweite Stange 63, 64 entlang der
Achse W mit synchronisierten vorgegebenen Axialbewegungen beaufschlagen,
und zwar zuerst in einer Richtung und dann in der anderen Richtung.
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Wie
man in einfacher Weise 4a entnehmen kann, sind die
erste und zweite Stange 63, 64 parallel zueinander
angeordnet und werden vom ersten und zweiten Führungsloch 63a, 64a geführt.
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Dabei
ist die erste Stange 63, die dem ersten Greifer 61 zugeordnet
ist, auf einem niedrigeren Niveau angeordnet als die zweite Stange 64,
die länger ist
und dem zweiten Greifer 62 zugeordnet ist.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
die in 4b gezeigt ist, sind die erste
Stange 630 und die zweite Stange 640 koaxial zueinander
angeordnet. Die zweite Stange 640 ist länger als die erste Stange und
ist gleitend in einem Führungsgehäuse 650 geführt, das
koaxial in der ersten Stange 630 ausgebildet ist, die daher
rohrförmig
gestaltet ist.
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Bei
beiden Ausführungsformen
bewegen sich das erste Gestängeelement 610 und
das zweite Gestängeelement 620 synchron
und treiben die erste Stange (63, 630) und die
zweite Stange (64, 640) so an, dass der erste
Greifer 61 und der zweite Greifer 62 korrekt den
Schließvorgang
der Bodenteile 3a der Tuben 3 durchführen können.
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Es
wird deutlich, dass die Schließstation
S2 bei beiden vorgeschlagenen Ausführungsformen es auf vorteilhafte
Weise ermöglicht,
sämtliche
mechanischen Einrichtungen, die eine Schmierung benötigen, innerhalb
des Abteiles 200 der Konstruktion 100 zu halten,
und dass die Gleitbuchsen selbstschmierend sind.
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Eine
bessere Dichtigkeit kann sichergestellt werden, indem handelsübliche Öldichtungen
auf den Stangen montiert werden.
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Abstromseitig
der Schließstation
S2 befindet sich eine Entladestation S3, in der die Tuben 3 von der
Förderstraße 1 entfernt
und über Überführungseinrichtungen,
die denen entsprechen, die an der Beschickungsstation S1 vorgesehen
sind, auf einer Auslassstraße 7 angeordnet
werden.
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Die
Auslassstraße 7 ist
längs der
Förderer 4a, 4b angeordnet,
so dass die Tuben 3 auf der gleichen Seite in die Maschine
eintreten und diese verlassen.
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Genauer
gesagt, die Eintritts- und Austrittsrichtungen verlaufen parallel
zueinander und sind mit der Maschine ausgerichtet. Hierdurch können die
Tuben auf optimale Weise der Maschine zugeführt werden, und die bereits
gefüllten
Tuben können
auf optimale Weise von der Maschine entfernt werden.
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Dieses
zuletzt erwähnte
technische Betriebsmerkmal ermöglicht
eine Begrenzung der Abmessungen der Maschine.
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Die
Vorteile, die mit der vorstehend beschriebenen Maschine M erreicht
werden, betreffen diverse Punkte, ausgehend von der Anordnung der
Beschickungsstation S1 und der Entladestation 53 Seite
an Seite, was für
eine Verifikation durch die Bedienungsperson günstig ist.
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Es
ist ferner zu betonen, dass die konstruktive Ausgestaltung einer
jeden Schließstation
S2 eine mögliche
Verunreinigung des in den Tuben 3 enthaltenen Produktes
mit verunreinigenden Substanzen beim Schließen der Tuben auf ein Minimum
reduziert und in der Tat sogar ganz eliminiert.
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Dies
ist hauptsächlich
auf die Tatsache zurückzuführen, dass
das erste und zweite Gestängeelement 610 und 620 der
Greifeinrichtung 6, die üblicherweise den größten Teil
der Verunreinigung bewirken, innerhalb des Abteiles 200 angeordnet
sind, und zwar hermetisch getrennt von der Zone 90, in
der der Füllprozess
durchgeführt
wird und der erste und zweite Greifer 61 und 62 arbeiten,
wobei diese Greifer prinzipiell überhängend ausgebildet
sind.
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Die
Schließeinrichtungen 6 arbeiten
daher in einer Prozesszone, die in einfacher Weise als Isolationssystem
ausgebildet werden kann, das mit keimfreier Luft versorgt und praktisch
aseptisch gehalten wird, d.h. über
Einrichtungen, die einen vorzugsweise nach unten gerichteten laminaren
Luftstrom erzeugen.
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Die
generelle Konfiguration der Maschine ist so gestaltet, dass aufgrund
ihrer langen Form im Förderstraßenbereich
und aufgrund ihrer sogenannten „Schulterkonstruktion" im Be reich der mechanischen Einrichtungen
Wartungsvorgänge
leichter durchgeführt
werden können.
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Neben
diesen Vorteilen betrifft ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der
Maschine die Möglichkeit einer
Entfernung der Produktabgabeeinrichtung 5 von der Maschine,
wenn diese gereinigt und/oder sterilisiert werden soll, da das Produkt
verändert
wird oder aus anderen Gründen.
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Um
diesen Vorgang auszuführen,
wird die Maschine M gestoppt, und alle Öffnungen (wie Düsen, Trichterauslässe etc.)
werden mit Hilfe von geeigneten Stopfen verschlossen, um ein Austreten des
Produktes zu verhindern. Die Schnellverschlusskupplung sowie die
Schnellverriegelungseinrichtung 10 werden gelöst, und
die zu reinigende und sterilisierende Produktabgabeeinrichtung 5 wird
entfernt und durch eine Produktabgabeeinrichtung 5 ersetzt, die
bereits gereinigt und sterilisiert worden ist.
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Dann
kann die Maschine M (wenn die Produktion wieder aufgenommen wird)
mit einem sehr begrenzten Verlust an Produktionszeit wieder gestartet
werden, ohne irgendeinen anderen Teil der Maschine zu verunreinigen.
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Die
verunreinigte Produktabgabeeinrichtung 5 wird in einfacher
Weise einem anderen geeigneten Platz, der von der Maschine M entfernt
ist, zugeführt, um
dort auf geeignete Weise gereinigt und sterilisiert zu werden.