DE68902962T2

DE68902962T2 - Verfahren zum vakuumverpacken von fluessigkeiten und pasten in weichen, mit abgabeventil oder -pumpe versehenen tuben und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens.

Info

Publication number: DE68902962T2
Application number: DE8989401781T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Varlet
Original assignee: Valois SAS
Current assignee: Aptar France SAS
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1989-06-23
Publication date: 1993-03-25
Anticipated expiration: 2009-06-24
Also published as: JPH0245324A; DE68902962D1; EP0349396A1; FR2633249A1; FR2633249B1; JP2781992B2; US5144788A; ATE80843T1; EP0349396B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tuben für mehr oder weniger flüssige Pasten, die verwendet werden, um kosmetische oder pharmazeutische Produkte wie Körpermilch, Sonnencremes, Zahnpasten, Salben usw. auszugeben. Diese Tuben sind mit einen Verteilerventil versehen, vergleichbar denen, die normalerweise z. B. auf Parfümzerstäubern angebracht sind. Sie bestehen aus einem eher weichen Kunststoffmaterial und der Boden der Tube wird durch das Verschweißen dieser Hülle verschlossen, was den Tuben ein sehr konventionelles Aussehen verleiht. Sie unterscheiden sich jedoch von den vergleichbaren Verpackungen durch das Luftvakuum, das in den Tuben zum Zeitpunkt ihres Verschweißens erzeugt wird. Die Erfindung bezieht sich genauer auf das Verfahren, das es ermöglicht, diese Schweißnaht herzustellen und gleichzeitig die Luft aus der Tube zu entfernen. Sie betrifft ebenfalls eine Vorrichtung, die zur Anwendung dieses Verfahrens nützlich ist.
Die derzeit zum Präsentieren pastenförmiger Produkte verwendeten Tuben haben im allgemeinen kein Verteilerventil. Diese Anordnung kann jedoch sehr vorteilhaft sein, insbesondere wenn spezielle Ventile verwendet werden, die Vorkompressions-Dosierpumpen genannt werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dieser letzteren wurde 1975 derart verbessert (siehe französisches Patent 2 305 241), daß sie unabhängig von ihrer Stellung in Bezug auf die Senkrechte funktionieren kann. Ein Beispiel dieser verbesserten Pumpen gemäß dem Stand der Technik ist in verschiedenen Stellungen in den Fig. 1 bis 3 dargestellt.
Der in diesen Figuren schematisch dargestellte senkrechte Schnitt zeigt sechs verschiedene Bauteile. Drei von ihnen sind fest in Bezug auf die anderen. Es sind dies die Aufquetschkapsel 1, die es ermöglicht, die Einheit des Ventils 10 mit dem die Paste enthaltenden Behälter (nicht dargestellt) dicht zu verbinden, die Muffe 2, die auf der Außenseite des Behälters angeordnet werden soll, und der Körper 3, dessen unteres Ende von Reservepaste umgeben ist. Die drei anderen Teile können senkrecht im Körper 3 gleiten: die hohle Kolbenstange 5, die Doppelventilklappe 4 und die Rückholfeder 6. In Fig. 1 entspricht ihre Anordnung der Ruhestellung mit geschlossenem Ventil. Ohne auf die detaillierte Funktion dieser Pumpe einzugehen, sei nur daran erinnert, daß das Eindrücken der Kolbenstange 5 die Kompression des in der Pumpenkammer 7 eingeschlossenen Fluids bewirkt. Erst wenn diese Kompression größer ist als der Widerstand der Feder 6, kann das Fluid den Durchlaß 8 öffnen und austreten. Die verschiedenen Teile sind dann je so angeordnet wie in Fig. 3 zu sehen, die das offene Ventil zeigt.
Ein solches Ventil verleiht der es tragenden Pastentube drei Eigenschaften. Als Pumpe bewirkt es die Ausschöpfung der Produktreserve bis auf mindestens 95%. Die Dosierfunktion ist besonders wertvoll für die pharmazeutischen Produkte, kann aber auch bei anderen Anwendungen vorteilhaft sein. Schließlich ist die Vorkompression wesentlich in Bezug auf die Sicherheit oder einfacher die Sauberkeit der Verwendung. Tatsächlich ist der Druck, der in der Kammer 7 erreicht werden muß, damit der Durchlaß 8 sich öffnet, wesentlich größer als der Druck, der in der Tube durch Druck mit der Hand erzeugt werden könnte. So wird die Gefahr einer unabsichtlichen Ausgabe der Paste verhindert.
Die Verwendung dieser Vorkompressions-Dosierpumpen zur Ausgabe von Pasten scheitert jedoch am Problem ihres Ansaugens. Wenn das Ventil auf die Pastentube geklemmt wurde, enthält seine Kammer 7 Luft. Während des ersten Eindrückens der Kolbenstange 5 komprimiert sich diese Luft. Aber die Eigenschaften des Gases ermöglichen es ihm nicht, einen ausreichenden Druck zu erreichen, um durch den Durchlaß 8 zu entweichen. Daher ist der Körper 3 normalerweise mit einer Leiste 9 versehen. Die Schürze des Ventils 4 kann dann dazu gebracht werden, sich leicht vom Innenzylinder zu entfernen, wodurch ein Durchlaß für die Druckluft zum Inneren des Behälters (siehe Fig. 2) geöffnet wird. Während dieses System die Pumpe in Gegenwart von Gas oder Flüssigkeit angemessen ansaugen läßt, ist sie aufgrund deren viskoserer Beschaffenheit für Pasten keineswegs geeignet. Tatsächlich bleibt die in die Pastenreserve verdrängte Luft in der Nähe der Kammer 7 in Form einer Blase. Wenn die Kolbenstange 5 und die Ventilklappe 4 nach oben steigen, wird Luft in die Pumpenkammer 7 zurückgerufen und nicht die erhoffte Paste. So wird es praktisch unmöglich, die Pumpe zum Ansaugen zu bringen.
Die französische Patentanmeldung 2 625 729, die eine Tube mit Vorkompressions-Dosierpumpe, aber mit einer halbstarren Wand zeigt, überwindet diesen Nachteil, indem sie einen Initialdruck im Inneren des Behälters vorsieht. Dies führt jedoch zur Verwendung von Tuben-Flakons einer besonderen Form. Von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es interessanter, die üblicherweise verwendeten biegsamen Tuben beizubehalten. Die vorliegende Erfindung hat also zum Ziel, das Problem des Ansaugens der für die Verteilung von pastenförmigen Produkten verwendeten Pumpen in Verbindung mit biegsamen Tuben zu lösen.
Sie beruht auf der Idee, ein Luftvakuum in der die Paste enthaltenden Tube zu erzeugen. In Wahrheit betreffen die bekannten Methoden, um dieses Vakuum in durch ein Verteilerventil verschlossenen Behältern zu erzeugen, im wesentlichen starre Flakons. Sie bestehen darin, das Ventil auf den Flakon mittels einer Vorrichtung aufzusetzen, die sich auf den Wänden des Behälters abstützt und so eine dichte Kammer isoliert. Die Luft kann dann aus dieser Kammer heraus abgesaugt werden, während das sofort auf dem Flakon angeordnete Ventil in einem folgenden Arbeitsschritt aufgequetscht wird. Für biegsame Tuben wurde bisher noch keine Methode vorgeschlagen, es sei denn, sie durch das Produkt, das sie einschließen, hindurch zu verschweißen. Diese Methode, die z. B. dazu verwendet wird, um einen mit Nastronbleichlauge gefüllten Zylinder in einzelne Verpackungen "wurstförmig" abzutrennen, ist jedoch für fettige Pasten nicht anwendbar.
Das 1987 von Rapparini angemeldete Dokument EP-A-0 275 346 schlägt jedoch eine andere Methode zur Vakuumverpackung vor, die für Behälter aus biegsamem Material verwendbar ist. Diese letzteren bestehen in Wahrheit aus flachen Säckchen, die insbesondere ein kornförmiges Produkt wie Kaffee enthalten. Die Methode sieht vor, jedes Säckchen in einem Träger anzuordnen, so daß eine offene Seite des Säckchens an der Oberseite des Trägers angeordnet ist. So kann es gefüllt werden. Dann wird die Oberseite des Trägers durch einen Deckel verschlossen, der sich dicht anlegt und so eine dichte Kammer bildet. Danach wird durch ein Pumpensystem ein Luftvakuum in der Kammer hergestellt. Dann wird die offene Seite des Säckchens innerhalb der Vakuumkammer durch Anwendung von heizenden Spannbacken auf beiden Seiten des flachen Säckchens verschweißt. Und erst zum Schluß wird die Kammer auf Atmosphärendruck zurückgebracht, um das geschlossene Säckchen freizulassen.
Die Anwendung dieser bekannten Methode auf einen Behälter wie die oben erwähnten biegsamen Tuben stellt mindestens ein Problem. Tatsächlich haben diese Tuben in der Ruhestellung die Form eines Zylinders. Daher bietet das Produkt eine kreisförmige Oberfläche, wenn sie z. B. durch ihren offenen Boden eingefüllt wurden. Daraus folgt, daß der Verschweißoperation des Bodens der Tube eine Verformung der Tube vorausgehen muß, die darin besteht, daß sie geklemmt wird. Obwohl die Schweiß-Spannbacken diese Verformung theoretisch erreichen könnten, indem sie sich einander diametral entgegengesetzt auf den nicht verformten und noch kreisförmigen Boden anlegen, und sich dann einander annähern, um die zwei zu verschweißenden Lippen zu definieren, ist dies schwierig durchzuführen. Und in der Praxis erhält man meist ein anarchisches Zusammenschrumpfen des Bodens durch das Aufweichen des Materials aufgrund zum Beispiel seines Erhitzens beim Kontakt mit den Spannbacken, und die Tatsache, daß die Schweißnaht innerhalb der Vakuumkammer durchgeführt wird, verhindert jede Kontrolle dieses unerwünschten Phänomens.
Die gestellte Aufgabe ist also die Anpassung der von Rapparini veröffentlichten Methode insbesondere auf Tuben, die in der Ruhestellung die Form eines Zylinders haben. Außerdem müssen diese Tuben durch ein Verteilventil verschlossen werden und ein eher fluides Produkt enthalten. Die erfindungsgemäße Lösung wird in einem Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts in einer biegsamen Tube gefunden, die in der Ruhestellung die Form eines Zylinders hat, einen Boden und einen Kopf mit einem Verteilerventil enthält, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
1o) Einführung des Produkts in das Innere der Tube durch ihren Boden,
2o) teilweises Zuschweißen des Bodens der mit dem Produkt
gefüllten Tube,
3o) Absaugen über den nicht zugeschweißten Teil des Bodens der in der Tube oberhalb des Produkts verbleibenden Luft,
4o) dichtes Verschließen der Tube durch Fertigstellung der Schweißnaht des Bodens.
Genauer gesagt muß vorgesehen werden, daß dieses Verfahren weiter aufweist
- einen einleitenden Schritt, der darin besteht, die Tube mit dem Kopf nach unten in einen Träger einzusetzen, wobei der Träger die Form eines Gehäuses ohne Oberteil hat, so daß der Boden der Tube sich an einer offenen Seite des Trägers befindet,
- nach dem teilweisen Verschweißen einen zusätzlichen Schritt, der darin besteht, die offene Seite des Trägers so zu bedecken, daß sie dicht verschlossen ist, so daß eine dichte Kammer entsteht, die die Tube verschließt,
- einen letzten Schritt, der darin besteht, den Träger zu öffnen und die Tube freizusetzen, und daß
- der Schritt 3o) durchgeführt wird, indem ein Luftvakuum in der dichten Kammer hergestellt wird, und
- Schritt 4o) im Inneren der dichten Kammer durchgeführt wird. Andere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 3 bis 12 beschrieben.
Der Schritt 2o) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durchgeführt, ehe die gefüllte Tube in eine Vakuum-Umgebung gebracht wird. In anderen Worten befindet sich die Tube bei Durchführung dieses Schritts an der freien Luft. So ist es leichter, das das Vorschweißen begleitende Zusammenkneifen des Bodens zu steuern. Das Vorschweißen hat außerdem einen weiteren Vorteil. Wenn die Tube sich in der Vakuumkammer befindet, verbindet nur ein enger Kanal ihr Innenvolumen mit dem Rest der Kammer. Die Gefahr des Austretens von Produkt durch diesen Kanal ist also verringert. Außerdem ist die im Inneren der Tube verbleibende und zu entfernende Luftmenge geringer. Dies trägt zu einer besseren Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens bei.
Um die Schritte 3o) und 4o) des erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch durchzuführen, wird eine Vorrichtung vorgeschlagen. Sie kann auf einer Maschine angebracht werden, die zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet ist und die mindestens einen der oben erwähnten Träger aufweist. Sie weist zwei Gruppen von Bauteilen auf, die eine senkrechte Verschiebung zueinander erfahren können, wenn eine senkrechte Kraft auf zwischen ihnen angeordnete elastische Mittel ausgeübt wird:
- wobei die erste Gruppe von Bauteilen ein zylindrisches Bauteil mit senkrechter Achse aufweist, das in seinem oberen Bereich einen Hohlzylinder gleicher Achse wie das Bauteil, der eine Verengung besitzt, die einen Ventilsitz bildet, in seinem unteren Bereich eine in Bezug auf eine waagrechte Achse, die die Achse des zylindrischen Bauteils schneidet, symmetrischen Einkerbung, die dazu dient, den Boden einer Tube zu führen, und, etwa auf halbem Weg zwischen dem oberen und dem unteren Bereich, zwei zylindrischen waagrechten Reserven enthält, die in Bezug auf die Achse der Einkerbung symmetrisch sind, das zylindrische Bauteil von einer Seite zur anderen durchqueren und zwei Spannbacken aufnehmen können, die in die Einkerbung vorstehen, wobei jede Spannbacke dicht mit dem zylindrischen Bauteil verbunden ist und in Bezug auf dieses unter der vereinten Einwirkung einer Rückholfeder und einer Kugel gleiten kann,
- wobei die zweite Gruppe von Bauteilen eine Schürze, deren innere Oberfläche an die senkrechte äußere Oberfläche des zylindrischen Bauteils angepaßt ist, um ihm einerseits einen Endstellungsanschlag zu bieten und andererseits die progressive Einführung der Kugeln in die Reserven des zylindrischen Bauteils mittels einer Nocke zu erlauben, und weiter, starr mit der Schürze verbunden, einen Zylinder mit einem zentralen Kanal aufweist, der in einer Nadel endet, die dicht in die Verengung des Hohlzylinders des zylindrischen Bauteils eindringen und so das Ventil öffnen kann,
wobei die erste Gruppe von Bauteilen mit dem Träger zusammenwirken kann, um mit ihm die dichte Kammer zu bilden, und die zweite Gruppe mit einem Kopf der automatischen Maschine kompatibel ist, der die senkrechte Kraft überträgt und die Luft pumpt.
Wie diese schnelle Beschreibung der Erfindung verstehen läßt, können die so hergestellten Tuben auch Flüssigkeiten enthalten oder weniger komplizierte Ventile aufweisen wie die oben erwähnten Dosierpumpen. In jedem Fall wird das Problem des Ansaugens der Ventile durch das hergestellte Luftvakuum gelöst. Der auf die biegsame Tube einwirkende Atmosphärendruck liefert in der Tat die Energie, die zum Füllen der Pumpenkammer mit dem Produkt notwendig ist, sogar wenn es in Pastenform vorliegt. Ein weiterer Vorteil ist die Abwesenheit der Verschmutzung der Flüssigkeit oder der Paste in der Tube in Kontakt mit verschmutzter Luft oder dem in ihr enthaltenen Sauerstoff.
Andere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 14 und folgende beschrieben. Es sei jedoch allgemein angemerkt, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung vorsieht, die Ventilklappe, die die Verbindung zwischen dem Luftpumpsystem und dem Boden der Tube herstellt, so nahe wie möglich an diesem letzteren anzuordnen. Diese Anordnung trägt dazu bei, die Luftmenge zu reduzieren, die anschließend gepumpt werden muß.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden auf den nachfolgenden Seiten mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. Diese haben hauptsächlich die Rolle, zum Verständnis beizutragen und setzen weder ihre Herstellungsarten oder -formen fest. Insbesondere haben wir schon unterstrichen, daß das auf der biegsamen Tube angeordnete Verteilerventil sehr gut von anderer Art sein kann als die bisher beschriebene. Außerdem eignet sich die Erfindung ebenfalls für Flüssigkeiten. Wir werden sie jedoch anhand eine Vorkompressions-Dosierpumpe beschreiben, die entsprechend der Ursprungsidee eine Paste liefert.
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Vorkompressions-Dosierpumpe des Stands der Technik, die auf den biegsamen Tuben angeordnet werden kann, die dann entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Luftvakuum verschweißt werden. In dieser Figur ist die Dosierpumpe in ihrer geschlossenen Ruhestellung dargestellt.
Fig. 2 entspricht einem ähnlichen Schnitt, wenn die Dosierpumpe zum Auslösen ihres Ansaugvorgangs betätigt wird.
Fig. 3 zeigt immer noch den gleichen Schnitt, aber die Betätigung der Dosierpumpe resultiert in der Ausgabe der Paste.
Fig. 4 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Tube mit ihrer Dosierpumpe während des Füllens gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 5 zeigt mit Hilfe eines senkrechten Schnitts ähnlich dem der Fig. 4 die Phase des Vorschweißens einer Tube entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 6 ist ein waagrechter Schnitt, der durch die Ebene I-I der Fig. 5 verläuft.
Fig. 7 zeigt mit Hilfe eines senkrechten Schnitts vergleichbar denen der Fig. 4 und 5 die letzte Phase des Verschweißens gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 8 ist ein waagrechter Schnitt entlang der Ebene II-II der Fig. 7.
Fig. 9 zeigt im senkrechten Schnitt die Einheit einer Vorrichtung, die es ermöglicht, das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden.
Das Schweißverfahren mit Erzeugung des Luftvakuums in der Pastentube wird nun mit Hilfe der Fig. 4 bis 8 beschrieben. Es nimmt die Zuhilfenahme einer Maschine an, die automatisch die verschiedenen Schritte des Verfahrens durchführt. Um dieser Automatisierung zu erleichtern, wird ein Zylinder 12 aus biegsamem Kunststoffmaterial zuerst auf die gewünschte Länge zugeschnitten. Er wird dann an ein Bauteil 11 von im allgemeinen zylindrischer Form angeschweißt, das den Hals der zukünftigen Pastentube bildet. Auf diesem Hals 11 kann dann dicht eine Vorkompressions-Dosierpumpe 10 wie die oben beschriebene befestigt werden. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Dosierpumpe 10 mit einer auf den Kragen 11 aufgeklemmten Metallglocke. Eine Befestigung der Pumpe 10 durch Guß auf den Kragen 11 ist ebenfalls möglich. Die von der Pumpe 10 und dem Zylinder 12 gebildete Einheit wird dann auf einem Träger 20 angeordnet, der Teil der oben erwähnten Maschine ist. Dieser Träger 20, aus Metall oder Kunststoffmaterial, enthält eine innere Lagerung, die die Einheit aufnehmen kann, wobei die Pumpe 10 nach unten angeordnet ist, während der Zylinder 12 sich nach oben öffnet. Diese Lagerung ist weiter mit Mitteln 21 ausgestattet, die das Ventil in der unteren Stellung der Dosierpumpe befestigen können (siehe Fig. 2). Diese Mittel 21 bestehen zum Beispiel aus Metallzungen, die über eine Hublänge gleiten können, die im Inneren von waagrechten Reserven definiert ist, die in dem Träger 20 ausgearbeitet sind und eine Rückholfeder aufweisen. Wenn die Einheit Pumpe-Zylinder in das Innere des Trägers eingeführt ist, wird die Pumpe 10 vorteilhafterweise gegen den Boden der Lagerung gepreßt, so daß ihre Kolbenstange hochsteigt. Die Zungen 21, die sich beim Vorbeiziehen der Pumpe automatisch in den Träger 20 zurückgezogen hatten, treten unter dem Druck ihrer Feder wieder hervor und blockieren von nun an die Pumpe. In dieser Stellung ist die Kammer 7 auf ein Minimum reduziert, so daß das Ventil so wenig Luft wie möglich enthält. Man wird jedoch weiter unten sehen, daß es nicht unbedingt notwendig ist, die Pumpe so zu halten, solange die Einheit Pumpe-Zylinder nicht leicht aus dem Träger 20 heraustreten kann.
Der erste Schritt des Verfahrens besteht dann darin, den Zylinder 12 mit Paste 13 zu füllen. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe eines Einspritzsystems 30 mit einem ziemlich langen Schnabel 31. Während des Einfüllens wird das untere Ende des Schnabels in der Nähe der Oberfläche der Paste gehalten, um zu verhindern, daß Luftblasen dort eingeschlossen werden. Dies bedeutet eine relative Verschiebung des Schnabels in Bezug auf den Zylinder 12 im Verhältnis zum Ansteigen der Menge der in den Zylinder 12 gebrachten Paste. Der Schnabel steigt zum Beispiel hoch.
Dann wird der Träger 20 in Bezug auf das Einspritzsystem 30 verschoben. Gemäß einer ersten, besonders vorteilhaften Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird der Träger 20 dann unter eine Schweißstation gebracht. Während dieser Verschiebung bleibt der obere Rand 14 des Zylinders 12 ggf. in der Nähe einer nicht in den Figuren dargestellten Heizrampe. Sie hat zur Aufgabe, das Kunststoffmaterial auf einer Temperatur im Verhältnis zum Schweißvorgang zu halten. Dieser letztere geschieht in üblicher Weise mit vorzugsweise metallischen Spannbacken 40, die den Zylinder 12 in Höhe seines oberen Rands 14 waagrecht einklemmen und die beiden so erzeugten Lippen aneinanderpressen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Eventuell sind die Spannbacken 40 selbst mit Heizwiderständen versehen, um die Schweißung der Lippen auf thermodynamische Art durchzuführen. Es ist dann möglich, auf eine Zwischen- Heizrampe zu verzichten. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Spannbacken 40 hier eine ziemlich tiefe Aussparung 41 auf. Diese befindet sich vorzugsweise in der Mitte ihrer Länge (siehe Fig. 6) und betrifft vor allem ihre Dicke. Daraus folgt, daß die Verschweißung des Bodens der Tube teilweise bleibt: ein Kanal 17, wenn auch von geringer Größe, ermöglicht es noch dem Inneren der Tube, mit der Atmosphäre in Verbindung zu bleiben. Daher nennt man diesen Schritt des Verfahrens eher Vorschweißschritt.
Von neuem wird der Träger 20 in Bezug auf die Vorschweißstation 40 verschoben, während der Rand 14 der Tube 12, der Boden der Tube geworden ist, noch vorteilhafterweise in der Nähe einer Heizrampe gehalten wird. Das Ganze wird dann unter einer Vorrichtung 50 angeordnet, die speziell gestaltet ist, um die Schweißnaht des Bodens der Tube fertigzustellen und die Luft zu entfernen, die noch im Inneren der Tube enthalten ist (siehe den Raum 15). Bevor diese Vorrichtung näher beschrieben wird, können wir mit Hilfe der Fig. 7 und 8 ihre Betriebsweise erklären. Der Boden 14 der Tube wird zuerst in eine Führung 51 eingeführt, die sich im unteren Teil 52 der Vorrichtung 50 befindet, bis dieser letztere auf die Oberfläche des Trägers 20 stößt. Eine Dichtung 53 bewirkt sofort die Isolierung der so gebildeten Kammer 16. Zugleich befindet sich der Boden 14 der vorgeschweißten Tube in der Nähe von zwei Klemmbacken 54. Die Vorrichtung 50 ist so gestaltet, daß sie nacheinander aber in nahen Zeitintervallen (zwischen 1/10 und 1 Sekunde Abstand) die beiden folgenden Arbeitsgänge durchführt:
1o) die Luft wird vom Kanal 55 angesaugt, so daß sie sowohl aus der Kammer 16 als auch aus dem verbleibenden Raum 15 innerhalb der Tube entfernt wird,
2o) die Klemmbacken werden aneinandergepreßt und schließen den Kanal 17, indem sie die Schweißnaht des Bodens 14 der Tube vollenden.
Es sei angemerkt, daß die Klemmbacken auch je einem Amboß und einer "Sonotrode" (französisch) entsprechen können, um eine Schweißnaht durch Ultraschall herzustellen. In jedem Fall befindet die Paste 13 sich so unter Vakuum innerhalb einer weichen Tube, die perfekt abgedichtet wurde. Wenn die Mittel 21 betätigt werden, um die Freilassung der Tube (z. B. durch einen Elektromagneten) zu erlauben, tritt die Kolbenstange der Pumpe heraus, während die Kammer 7 der Pumpe sich automatisch mit Paste füllt. Anders gesagt saugt die Vorkompressions-Dosierpumpe bereits an.
Es sei angemerkt, daß bei Abwesenheit von Mitteln 21 zum Halten der Pumpe in der unteren Stellung während des gesamten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, der Ansaugvorgang trotzdem stattfinden kann. Tatsächlich überträgt der die biegsame Tube umgebende Atmosphärendruck auf die Paste unter Vakuum den notwendigen Druck zum Füllen der Pumpenkammer. Im Grunde kann dieser Druck theoretisch eine Pumpe als Verteilorgan der Paste überflüssig machen. Und unter der Voraussetzung eines ziemlich starken Vakuums und nicht zu großer Ansprüche in Bezug auf das endgültige Leeren der Tube könnte ein einfaches Ventil ausreichen. Schließlich hindert nichts daran, das Verfahren auf ein flüssiges Produkt anzuwenden.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung 50, die es erlaubt, den letzten Schweißschritt durchzuführen, wird nun mit Hilfe der Fig. 9 beschrieben. Zwei Gruppen von Bauteilen, vorzugsweise aus Metall, können einer relativen Senkrechtverschiebung unterzogen werden. In Abwesenheit von Krafteinwirkung werden sie durch eine Feder 60 in einem maximalen Abstand voneinander gehalten. Die Gruppe von unteren Bauteilen besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Bauteil 52, das innere Aussparungen ziemlich komplexer Form aufweist. Am oberen Teil befindet sich ein Hohlzylinder 55 der gleichen Achse wie das zylindrische Bauteil 52. Dieser Hohlzylinder 55 erlaubt einen variablen Querschnitt. Er weist insbesondere eine Verengung 56 auf, die als Ventilsitz dient. Tatsächlich drückt eine Kugel 57 auf die Verengung 56, während eine Feder 58, die am Boden des Hohlzylinders 55 eingeführt und durch eine Mutter 59 gehalten ist, die Kugel 57 zurückstößt. Ein in der Mitte der Mutter 59 eingearbeiteter zylindrischer Kanal verbindet den Hohlzylinder 55 mit einer waagrechten Einkerbung am unteren Abschnitt des zylindrischen Bauteils 52. Die Einkerbung gestattet eine Form, die die Einführung des Bodens der zu schweißenden Tube erlaubt. Dies ist die oben erwähnte Führung 51. An der Spitze der Führung 51 und unter der Mutter 59 stehen zwei waagrechte Klemmbacken 54 vor, die symmetrisch in Bezug auf die Führung angeordnet sind. Sie sind im wesentlichen innerhalb von zylindrischen Reserven 64 angeordnet, die in der Dicke des Bauteils 52 ausgearbeitet sind (siehe Fig. 8). Sie weisen je eine Schulter auf, die das Anlegen einer Feder 61 ermöglicht. Diese letztere hat eine Rückholfunktion, die in Abwesenheit von Krafteinwirkung die Tendenz hat, das Zurückziehen der Klemmbacken ins Innere des Bauteils 52 hervorzurufen. Jede Klemmbacke 54 ist außerdem mit einer Dichtung 62 versehen, die eine dichte Verbindung der Klemmbacken und des zylindrischen Bauteils 52 bewirkt. An der Peripherie des Bauteils 52 ist eine Kugel 63 in jede der Reserven 64 eingeführt, so daß sie einen Anschlag für die Klemmbacken 54 bietet und sich den Federn 61 widersetzt. Schließlich wird auf der Innenfläche des Bauteils 52 eine Dichtung 53 der gleichen Achse wie die Achse des Bauteils durch einen abnehmbaren Ring 65 gehalten.
Die andere Gruppe von Bauteilen weist zwei Hauptelemente auf. Zuerst paßt sich eine Schürze 70 der äußeren senkrechten Wand des zylindrischen Bauteils 52 an. Während die Außenoberfläche der Schürze 70 glatt ist, ist ihre Innenfläche stärker bearbeitet. Sie weist zuerst eine Schulter 71 auf, die mit einem Rand 66 zusammenwirkt, der auf dem zylindrischen Bauteil 52 als Anschlag vorsteht. Dann, in etwa in Höhe der Klemmbacken 54, erweitert sich das Innere der Schürze progressiv durch einen Konus, der als Nocke 72 dient. Wenn so die Schürze 70 auf dem Teil 52 gleitet, fügt sich die Kugel 63 unter der Einwirkung der Nocke 72 mehr oder weniger in die Reserven 64 ein und die Klemmbacken 54 treten mehr oder weniger ins Innere der Führung 51 vor.
Außerdem kann ein Zylinder 75 sich senkrecht in den Hohlzylinder 55 des zylindrischen Bauteils 52 einfügen. Die entsprechende Verbindung wird mittels einer Dichtung 76 abgedichtet. Um sich der oben erwähnten Verengung 56 anzupassen, endet der Zylinder 75 an seinem unteren Teil in einer Nadel 77. Das Gleiten des Zylinders 75 im Bauteil 52 überträgt sich also durch Eindrücken der Kugel 57, die dann durch die Nadel 77 zur Mutter 59 zurückgestoßen wird. Es ist anzumerken, daß die Einheit des Zylinders 75 einen engen inneren Kanal 78 aufweist.
Der Zylinder 75 und die Schürze 70 sind durch ein drittes Bauteil 80 in Form eines Hohlzylinders starr miteinander verbunden, der innen und außen mit einem Gewinde versehen ist. Während das äußere Gewinde 81 die Befestigung der Schürze 70 ermöglicht, hat das Innengewinde 82 die Aufgabe, den Aufbau der Gesamtheit der Vorrichtung 50 auf die Maschine zu begünstigen, die die automatische Durchführung des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens bewirkt. Fig. 9 zeigt von vorne einen Teil des Kopfs 90 dieser Maschine, die so die Verbindung mit einer Vakuumpumpe 91 bewirkt. Diese kann durchlaufend während der verschiedenen Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens in Betrieb sein. Sie muß nicht besonders leistungsstark sein, da negative Drücke der Größenordnung von 0,5 Bar ausreichend sind.
Der Kopf 90 ist ebenfalls mit einem Zylinder oder einer mechanischen Steuerung fest verbunden, die seine Verschiebung entlang einer senkrechten Achse erlaubt. Wenn die Vorrichtung derart auf den vorgeschweißten Boden 14 einer in einem Träger 20 enthaltenen Tube eingedrückt ist, trifft die Dichtung 53 bald auf die Oberfläche dieses Trägers. Das Teil 52 ist dann gegen ihn gedrückt und schließt so dicht die Kammer 16.
Wenn der Kopf 90 noch weiter nach unten sinkt, indem er sich also gegen den Widerstand der Feder 60 bewegt, gleiten die Schürze 70 und die Nadel 77 in Bezug auf das zylindrische Bauteil 52. Dies hat als erste Auswirkung, die Kugel 57 in den Hohlzylinder 55 zurückzustoßen. Die Kammer 16 und das Innere 15 der Tube (siehe Fig. 5 und 7) werden dann mit der Vakuumpumpe 91 in Verbindung gebracht und die Luft wird daraus entfernt. Die zweite Wirkung ist das Eindrücken der Kugeln 63 gemäß dem oben beschriebenen Mechanismus. Daraufhin pressen sich die beiden Klemmbacken gegeneinander durch den Boden 14 der Tube und verschweißen ihn an der Stelle des Kanals 17 (siehe Fig. 6). Diese beiden Wirkungen können mit einem mehr oder weniger langen Zeitabstand geschehen, je nach der Länge der Nadel 77 im Verhältnis zum Fortschreiten der Veränderung des Innenquerschnitts der Schürze 70. Wenn der Kopf hochsteigt, nimmt er zuerst die Schürze 70 und die Nadel 77 mit, so daß die Klemmbacken sich zurückziehen, und dann schließt sich das Ventil 57. Schließlich hebt sich das Bauteil 52 und befreit die Tube, die jetzt dicht ist und anderen Endbearbeitungen unterzogen werden kann (z. B. Aufsetzen eines Druckknopfs, Verpackung . . ).
Gemäß einer anderen Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens gibt es den Schritt des Vorschweißens nicht. Sobald die mit dem Kopf nach unten im Träger 20 gehaltene Tube mit Paste 13 gefüllt ist, wird die Einheit Tube-Träger direkt unter einer Station angeordnet, die das Luftvakuum in der Tube herstellen und sofort danach die Gesamtheit des Bodens verschweißen kann. Wie oben kann ein Rampensystem es ermöglichen, den Boden der Tube während seines Wegs von der Füllstation bis zu dieser neuen Station der endgültigen Schweißung erhitzen.
Dann führt diese letztere nacheinander die folgenden Arbeiten durch:
1/ der obere Rand 14 der Tube, der zuerst eine Kreisform aufweist, wird so verformt, daß zwei Lippen gebildet und einander angenähert werden,
2/ die Luft wird durch den-zwischen den beiden Lippen des verformten Rands 14 verbleibenden Schlitz abgesaugt,
3/ die beiden Lippen werden zusammengeschweißt.
Die Vorrichtung, die die Ausführung dieser drei Arbeitsvorgänge in sehr nahen Zeitintervallen durchführt, ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Sie kann von vielfältiger Gestalt sein. Um jedoch zu überzeugen, daß sie durchführbar ist, werden wir ein mögliches Prinzip beschreiben. Dieses ähnelt der Vorrichtung 50, die in Fig. 9 gezeigt und im Rahmen der weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsform des Verfahrens vorgeschlagen wurde. Tatsächlich sollte vor allem der untere Bereich 52 der Vorrichtung 50 angepaßt werden. Zum Beispiel nimmt die Kerbe 51 eine stärker ausgeweitete Form an, während der Dichtring 53 einen größeren Durchmesser erlaubt. So ist es möglich, den Bereich Teil 52 der Vorrichtung lotrecht zum Träger 20 so anzuordnen, daß der ursprünglich vom Rand 14 der Tube gebildete Zylinder ganz von der Kerbe 51 bedeckt ist. Indem sie sich einfügen, während die Vorrichtung auf den Träger 20 absinkt, tragen die Wände der Kerbe zur progressiven Verformung des Rands 14 der Tube bei. Wenn schließlich die Vorrichtung mit dem Träger 20 in Berührung tritt, weist der Rand 14 zwei einander gegenüberliegende Lippen auf.
Gleichzeitig wird eine Kammer vergleichbar der Kammer 16 der Fig. 7 von der Umgebungsluft isoliert. Es ist dann möglich, hier das Vakuum in ähnlicher Form wie bei der ersten Ausführungsform herzustellen aufgrund der mechanischen Öffnung einer Ventilklappe 57, die zwischen der Kammer und einer Vakuumpumpe 91 angeordnet ist. Zu diesem Zweck kann die neue Vorrichtung die Gesamtheit der Bauteile aufweisen, die sich auf der Vorrichtung 50 und oberhalb der Klemmbacken 54 befinden. Dann erzielt man die Öffnung der Ventilklappe durch eine Fortsetzung des Eindrückens des Kopfs 90 auf den Träger 20.
Es ist weiter nützlich, daß die neue Vorrichtung mit Schweißmitteln versehen ist, die die beiden im Rand 14 gebildeten Lippen über ihre ganze Länge verschweißt. Diese Mittel sind nicht unbedingt mechanisch. Ihre Betätigung wird dann durch ein Signal (z. B. elektronisch) ausgelöst, das nach einem entsprechenden Zeitabstand nach der Öffnung der vorhergehenden Ventilklappe ausgegeben wird. Für einen zuverlässigeren Betrieb wird eine mechanische Betätigung, die ebenfalls durch die Fortsetzung des Eindrückens des Kopfs 90 bedingt ist, bevorzugt. Man könnte ebenfalls auf Klemmbacken zurückgreifen, die durch ein Nockensystem verschoben werden. Diese würden sich hier jedoch auf die Einheit jeder der Lippen des Rands 14 anwenden.

Claims

1. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts in einer weichen Tube, die in der Ruhestellung die Form eines Zylinders (12) hat, der einen Boden (14) und einem Kopf (11) mit einem Verteilerventil (10) aufweist, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:

1) Einführung des Produkts (13) in das Innere der Tube durch ihren Boden (14),

2) teilweises Zuschweißen des Bodens (14) der mit dem Produkt (13) gefüllten Tube,

3) Absaugen über den nicht zugeschweißten Teil des Bodens (14) der in der Tube oberhalb des Produkts (13) verbleibenden Luft,

4) dichtes Verschließen der Tube durch Fertigstellung der Schweißnaht des Bodens (14).

2. Verpackungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter aufweist

- einen einleitenden Schritt, der darin besteht, daß die Tube mit dem Kopf (11) nach unten in einen Träger (20) eingesetzt wird, wobei der Träger (20) die Form eines Gehäuses ohne Oberteil hat, so daß der Boden (14) der Tube sich an einer offenen Seite des Trägers (20) befindet,

- nach dem teilweisen Verschweißen einen zusätzlichen Schritt, der darin besteht, die offene Seite des Trägers (20) so zu bedecken, daß sie dicht verschlossen ist, so daß eine dichte Kammer (16) entsteht, die die Tube verschließt,

- einen letzten Schritt, der darin besteht, den Träger (20) zu öffnen und die Tube freizusetzen, dadurch, daß

- der Schritt 3) durchgeführt wird, indem ein Luftvakuum in der dichten Kammer (16) hergestellt wird, und dadurch, daß

- Schritt 4) im Inneren der dichten Kammer (16) durchgeführt wird.

3. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerventil (10) eine Vorkompressions-Dosierpumpe ist.

4. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach einem beliebigen der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verteilerventil (10) an der Tube durch Quetschverbindung oder durch Formguß auf einem Kragen (11) befestigt wird, der an die Tube geschweißt ist.

5. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach einem beliebigen der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) Teil einer Maschine ist, die das Verfahren automatisch anwenden kann.

6. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (20) Mittel (21) aufweist, um das Verteilerventil (10) in einer Stellung zu halten, in der es so wenig wie möglich Luft enthält.

7. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach einem beliebigen der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt 1) der Einführung des Produkts mittels eines Schnabels (31) durchgeführt wird, der fest mit der Maschine verbunden ist und dessen unteres Ende in Bezug auf die Tube in dem Maß verschoben wird, wie die eingeführte Menge des Produkts ansteigt, so daß dieses Ende durchgehend oberhalb der Oberfläche des Produkts bleibt.

8. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt 2) des teilweisen Zuschweißens nach einem Vorheizen des Bodens (14) der Tube mittels Spannbacken (40) durchgeführt wird, die in ihrer Mitte eine Aushöhlung (41) aufweisen, so daß sie den Boden der Tube entlang seiner ganzen Länge außer in Höhe einer kleinen Rinne (17) in der Mitte des Bodens (14) pressen.

9. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt 3) der Luftabsaugung die Luft durch die Rinne (17) abgesaugt wird, die in der Mitte des teilweise verschweißten Bodens (14) der Tube freigelassen wird, und dann dadurch, daß beim Schritt 4) des endgültigen Verschließens der Tube diese Rinne (17) ebenfalls zugeschweißt wird.

10. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht der Rinne (17) zwischen 1/10 einer Sekunde und einer Sekunde nach dem Anfang der Luftabsaugung durchgeführt wird.

11. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach einem beliebigen der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (17) durch Ultraschall verschweißt wird.

12. Verfahren zur Verpackung eines flüssigen oder pastenförmigen Produkts nach einem beliebigen der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (17) thermomechanisch verschweißt wird durch Erhitzung des Bodens (14) der Tube vor der Durchführung des letzten Schritts.

13. Vorrichtung zur automatischen Durchführung des letzten Verfahrensschritts nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 12, die zwei Gruppen von Bauteilen aufweist, welche eine senkrechte Verschiebung zueinander erfahren können, wenn eine senkrechte Kraft auf zwischen ihnen angeordnete elastische Mittel (60) ausgeübt wird:

- wobei die erste Gruppe von Bauteilen ein zylindrisches Bauteil (52) mit senkrechter Achse aufweist, das in seinem oberen Teil mit einem Hohlzylinder (55) gleicher Achse wie das Bauteil (52), der eine Verengung (56) besitzt, die einen Ventilsitz (57) bildet, in seinem unteren Teil mit einer in Bezug auf eine waagrechte Achse, die die Achse des zylindrischen Bauteils (52) schneidet, symmetrischen Einkerbung (51), die dazu dient, den Boden (14) einer Tube zu führen, und, etwa auf halbem Weg zwischen dem oberen und dem unteren Teil, mit zwei zylindrischen waagrechten Reserven (64) versehen ist, die in Bezug auf die Achse der Einkerbung (51) symmetrisch sind, das zylindrische Bauteil (52) völlig durchqueren und zwei Spannbacken (54) aufnehmen können, die in die Einkerbung (51) vorstehen, wobei jede Spannbacke (54) dicht mit dem zylindrischen Bauteil (52) verbunden ist und in Bezug auf dieses unter der vereinten Einwirkung einer Rückholfeder (61) und einer Kugel (63) gleiten kann,

- wobei die zweite Gruppe von Bauteilen eine Schürze (70), deren innere Oberfläche an die senkrechte äußere Oberfläche des zylindrischen Bauteils (52) angepaßt ist, um ihr einerseits einen Endstellungsanschlag (71) zu bieten und andererseits die progressive Einführung der Kugeln (63) in die Reserven (64) des zylindrischen Bauteils (52) mittels einer Nocke (72) zu erlauben, und weiter, starr mit der Schürze (70) verbunden, einen Zylinder (75) mit einem zentralen Kanal (78) aufweist, der in einer Nadel (77) endet, die dicht in die Verengung (56) des Hohlzylinders (55) des zylindrischen Bauteils (52) eindringen und so das Ventil (57) öffnen kann,

wobei diese erste Gruppe von Bauteilen mit dem Träger (20) zusammenwirken kann, um mit ihm die dichte Kammer (16) zu bilden, und die zweite Gruppe mit einem Kopf (90) der automatischen Maschine kompatibel ist, der die vertikale Kraft überträgt und die Luft pumpt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Bauteile der beiden Gruppen aus Metall sind.

15. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Bauteil (52) der ersten Gruppe von Bauteilen auf seiner Unterseite eine Dichtung (53) trägt, die von einem geschraubten Ring (55) gehalten wird.

16. Vorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (57) von einer Kugel gebildet wird, die von einer Feder (58) gehalten wird, welche in dem Hohlzylinder (55) angeordnet ist und auf eine hohle Mutter (59) drückt, die an der Spitze der Einkerbung (51) aufgeschraubt ist.