DE69100483T2 - Verfahren, behälterende und vorrichtung zum herstellen eines gefüllten behälters. - Google Patents

Verfahren, behälterende und vorrichtung zum herstellen eines gefüllten behälters.

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DE69100483T2
DE69100483T2 DE91907194T DE69100483T DE69100483T2 DE 69100483 T2 DE69100483 T2 DE 69100483T2 DE 91907194 T DE91907194 T DE 91907194T DE 69100483 T DE69100483 T DE 69100483T DE 69100483 T2 DE69100483 T2 DE 69100483T2
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Description

    TECHNISCHES GEBIET;
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Endstück und ein Gerät zum Herstellen eines mit einem Produkt gefüllten Behälters gemäß den jeweiligen Oberbegriffen der Ansprüche 1, 5 und 7.
    • HINTERGRUND:
  • Tuben und Flaschen, die aus dünnwandigem Plastik- oder kunststoffbeschichtetem bzw. Schichtstoff-Material hergestellt sind, werden zum Verpacken von beispielsweise Cremes, Salben und verschiedenen anderen zähflüssigen chemischen/technischen Präparaten benutzt. Die schwedische Patentanmeldung 8800548-3 (GB-A-2 216 090) beschreibt ein Endstück und ein Verfahren zum Herstellen von Tuben oder Flaschen durch Stumpfschweißen eines Endstücks in beiden Enden eines röhrenförmigen Körperteilstücks aus dünnwandigem Plastik- oder Schichtstoff-Material.
  • Der Vorteil des Herstellens von Tuben oder Flaschen auf diese Weise besteht darin, daß die Notwendigkeit zum Transportieren voluminöser leerer Behälter über lange Entfernungen vermieden wird. Demgemäß erlaubt das Verfahren dem privater Verpacker, seine eigenen Tuben oder Flaschen ohne eine umfangreiche Ausrüstung herzustellen.
  • Die Tube oder Flasche, die gemäß dem obigen Verfahren erzeugt wird, kann mit seinem Produkt über seine Öffnung gefüllt werden, wonach eine Kappe über der Öffnung mit der Hilfe von beispielsweise Schraubengewinden befestigt wird.
  • Es ist jedoch in vielen Fällen erwünscht, einen Behälter zu schaffen, der in einer kontrollierten Umgebung abgedichtet worden ist, so daß der Kunde feststellen kann, daß die Verpackung ungeöffnet ist. Dies resultiert in einer erhöhten Qualität sowohl für die Verpackung als auch ihre Inhalte.
  • Bei der Herstellung solcher abgedichteter Behälter ist es vorteilhaft, daß ein Füllen mit dem Produkt zwischen dem Einpassen des ersten Endstücks, das vorzugsweise röhrenförmig ausgebildet ist, und des zweiten Endstücks erfolgt. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, das zweite Endstück ohne das Produkt in dem offenen Ende des Körperteilstücks einzupassen, was entweder die Schweißnaht oder den Abdichtbereich verstopft. Ein Faktor, der zu diesem Problem beiträgt, ist natürlich die hohe Produktionsrate, die etwa zwei Einheiten pro Sekunde erreichen kann.
  • Es ist möglich, dieses Problem durch Erhöhen des sogenannten "Kopfraum"-Volumens zwischen dem Produkt und der inneren Oberfläche des Endstücks zu vermeiden. Dies kann jedoch zu negativen Konsequenzen für das Produkt führen, wenn es das Risiko gibt, das es mit der Luft in dem Kopfraum reagieren kann. Darüber hinaus kann der Kunde einen Behälter mit einem großen Kopfraum-Volumen diskriminieren, da er nicht völlig voll zu sein scheint.
    • PROBLEM UND LÖSUNG:
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren, ein Endstück und eine Vorrichtung zu schaffen, die die Herstellung voller Behälter bei einer hohen Rate und mit minimalem Kopfraum-Volumen zulassen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Endstück nach Anspruch 5 und eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst.
  • Bevorzugte Verfahren, Endstücke und Vorrichtungen gemäß der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG:
  • Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung genauer beschrieben werden, wobei
  • Fig. 1 und 2 schematisch das Anbringen eines Endstücks an einen röhrenförmigen Körperteilstück in zwei Schritten mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigen,
  • Fig. 3 das Abdichten einer Evakuierungs- bzw. Räumungsöffnung in dem Endstück zeigt,
  • Fig. 4 das Endstück nach dem Abdichten zeigt, und
  • Fig. 5 die Kompression der Schweißnaht zeigt.
    • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG:
  • Das in der Zeichnung gezeigte flachmachbare röhrenförmige Körperteilstück 10 kann aus einem einschichtigen Plastikmaterial hergestellt sein, oder aus einem Schichtstoff, der eine Metallfolie aufweist, die das Körperteilstück mit besseren Barriere- bzw. Schutzeigenschaften ausstattet. Der Körperteilstück kann durch ein Folien-Stumpfnaht- Schweißgerät hergestellt sein, oder alternativ aus einem herausgepreßten Rohr, das auf die geeignete Länge geschnitten ist. Derartige Körperteilstücke haben normalerweise eine Wanddicke, die gut unter 1 mm ist.
  • In der Zeichnung ist nur das obere Ende des Körperteilstücks gezeigt. Der untere Teil des Körperteilstücks ist schon mit einem Endstück in der Form von beispielsweise einem Ausgabeauslaß mit einer damit zusammenarbeitenden Schraubenkappe zusammengebaut. Das Körperteilstück wird über sein offenes Ende mit einem Produkt 11 auf einen vorbestimmten Pegel gefüllt, der der erwünschten Menge für den Behälter entspricht. Das Körperteilstück wird nun vertikal mit der Öffnung nach oben in einem zylindrischen Halter 12 in einem (nicht gezeigten) rotierenden, mit einem Register versehenen Tisch angeordnet, der mit Einrichtungen zum Einpassen des Endstücks in der folgenden Reihenfolge von Schritten versehen ist.
  • In Fig. 1 ist das Endstück 13 teilweise in das nach oben offene Ende des Körperteilstücks eingeführt worden und dann eine Stufe zu der Schweißstation weitergebracht worden, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
  • Das Endstück 13 weist einen Einfügeabschnitt 14 auf, der an dem inneren Ende mit einer transversalen Wand 15 versehen ist, und an dem anderen Ende mit einen U-förmigen Anschnitt 16 versehen ist. Der Einfügeabschnitt 14 spitzt sich zu der transversalen Wand 15 hin nach innen zu. Der U-förmige Abschnitt ist mit einer Nut versehen, die sich zu dem Boden des U-förmigen Abschnitts zuspitzt.
  • Das Endstück kann beispielsweise durch Spritzblasen bzw. -formen hergestellt werden, wodurch ein Barriere- bzw. Schutz-Folien(-einzel-) stück an der inneren Seite oder der äußeren Seite der transversalen Wand 15 enthalten sein kann.
  • Die Schweißstation ist mit Durchgängen 17 versehen zum Zuführen von heißem Gas über gerichtete Öffnungen zu dem Bereich der Endkante des Körperteilstücks und zu der Nut in dem U-förmigen Abschnitt 16, um diese Bereiche durch Anlegen von Wärme bis zu einer Temperatur zwischen etwa 300 bis 500º C aufzuweichen. Nach einem geeigneten Erwärmen wird der Halter 12 indem Schweißgerät nach oben versetzt, so daß das Endstück 13 in den röhrenförmigen Körperteilstück gedrückt wird, bis der umgebogene Rand des Körperteilstücks auf den Boden der Nut trifft, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Ein zentraler Düsenkopf 18 dient als Anschlag für das Endstück 13.
  • Der Düsenkopf 18 ist mit einer im wesentlichen flachen Unterseite ausgebildet, die mit einer zentralen Vertiefung 19 versehen ist, die mit einem großzügigen Freiraum einen Evakuierungsnippel 20 aufnehmen soll, der an der transversalen Wand des Endstücks zentral angeordnet ist. Der Nippel 20 läßt die Evakuierung von Luft von dem Kopfraum zwischen dem Produkt 11 und der Endwand 15 zu, wenn das Endstück in das Ende des Körperteilstücks gedrückt wird. Zu diesem Zweck ist die Vertiefung 19 mit einer Abzweigdurchführung 21 augestattet, die in einen Raum 22 austritt, der den Düsenkopf 18 umgibt.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Unterseite des Düsenkopfes 18 auch mit einer Nut 23 versehen, die sich umfangsmäßig über den Umfang der transversalen Wand 15 erstreckt. Eine Abzweigdurchführung 24 für die Zufuhr von Kühlgas öffnet sich in die Nut 23 und verteilt demgemäß Kühlgas um den Umfang der transversalen Wand 15. Auf diese Weise wird die transversale Wand 15 gekühlt, ohne das Erwärmen des überlappenden Wandbereichs des Körperteilstücks 10 über die Durchgänge 17 zu beeinflussen.
  • Ein geeignetes Kühlgas kann kalte Luft sein. Verbrauchte kalte Luft fließt von der Nut 23 über die Unterseite des Düsenkopfs zu dem umgebenden Raum 22, von wo die benutzte kalte Luft und heißes Gas von der Schweißstation über Durchgänge 25 abgezogen wird. Da die Vertiefung 19 den Evakuierungsnippel 20 mit einem großzügigen Freiraum unterbringt, gibt es kein Risiko, daß irgendeine Menge des zählflüssigen Produkts durch den Nippel herausgezogen wird.
  • Fig. 5 zeigt den nachfolgenden Schritt des Komprimierens des U- förmigen Abschnitts 16, während er noch weich ist, so daß in diesem Bereich ein Abdichten erreicht wird. Die Kompression kann durch einen vertikal versetzbaren Anschlag 26 und eine Vielzahl Horizontal- Kompressionsvorrichtungen 27 ausgeführt werden. Diese Kompressionsvorrichtungen können mechanisch oder elastisch-hydraulisch betreibbar sein.
  • Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie der Evakuierungsnippel mittels eines vertikal versetzbaren erhitzten Dorns 28 abgedichtet wird, der mit einem Heizelement 29 versehen ist, das über ein Kabel 30 mit einer elektrischen Quelle verbunden ist. Der erhitzte Dorn 28 ist an einem Arm 31 angebracht, der über einen Kolbenzylinder 32 vertikal versetzbar ist. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wird der Evakuierungsnippel somit in einen geschlossenen Nippel 33 umgeformt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausfübrungsbeispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche abgeändert werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen eines mit einem Produkt (11) gefüllten Behälters, der ein im wesentlichen röhrenförmigen Körperteilstück (10) aus dünnwandigem Plastik- oder Schichtstoff-Material und ein stumpfschweißbares Endstück (13) an jedem Ende des Körperteilstücks (10) aufweist, wobei ein erstes Endstück mit einem Ende des Körperteilstücks zusammengebaut wird, und das Produkt (11) über das offene Ende des Körperteilstücks (10) in den Behälter eingeführt wird, ein zweites Endstück (13) in das offene Ende des Körperteilstücks zu einer Zwischenposition eingeführt wird, wo es teilweise in das Körperteilstück (10) hervorsteht, und das Plastikmaterial des Endbereichs des Körperteilstücks und des zweiten Endstücks (13) durch Anlegen von Heizenergie erweicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Endstück (13) mittels eines relativen Versatzes zwischen ihm und dem Körperteilstück (10) während einer Evakuierung von Luft aus dem Inneren des Behälters über eine Öffnung (20) in dem zweiten Endstück (13) in den Körperteilstück (10) zu seiner Endposition gedrückt wird, und daß die Öffnung (20) danach heißgesiegelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hitzeenergie durch ein heißes Gas vorgesehen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnähte zwischen dem röhrenförmigen Körperteilstück (10) und dem zweiten Endstück (13) einem Zusammendrücken ausgesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während der Einführung des zweiten Endstücks (13) in das Körperteilstück (10) eine Kühlgasmenge zu dem Bereich des zweiten Endstücks (13) neben dem Produkt (11) geliefert wird.
5. Endstück für einen mit einem Produkt (11) gefüllten Behälter, wobei zu dem Behälter gehören: ein im wesentlichen röhrenförmigen Körperteilstück (10) aus dünnwandigem Plastik- oder Schichtstoff-Material und ein stumpfschweißbares Endstück (13) an jedem Ende des Körperteilstücks (10), wobei das Endstück (13) einen im wesentlichen zylindrischen Wandbereich (14) darstellt, der in das röhrenförmige Körperteilstück (10) einfügbar ist, und der sich in seiner Einführrichtung zu dem Inneren des Körperteilstücks (10) geringförmig verjüngt, und eine transversale Endwand (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die transversale Endwand (15) mit einem nach außen vorstehenden Evakuierungsnippel (20) versehen ist.
6. Endstück nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das einfügbare Teilstück mit einer äußeren umfangsmäßigen Nut versehen ist, die sich zu seinem Boden verjüngt und für die Aufnahme des umgebogenen Rands des Körperteilstücks (10) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung zum Stumpfschweißen eines Endstücks (13) an ein im wesentlichen röhrenförmiges Körperteilstück (10) aus dünnwandigem Plastik- oder Schichtstoff-Material, bestehend aus: einer Einbauvorrichtung zum Anordnen eines Endstücks (13) mit einem im wesentlichen zylindrischen Wandbereich (14) in einer definierten Zwischenposition, der teilweise in ein Ende des röhrenförmigen Körperteilstücks (10) vorsteht; einer Heizvorrichtung (17) zum Zuführen von warmem Gas, um das Plastikmaterial des Endbereichs des Körperteilstücks und den Bereich oder die Bereiche des nach außen vorstehenden Abschnitts des Endstücks (13) aufzuweichen; einer Einrichtung (12, 18) zum Verlagern des Körperteilstücks (10) und des Endstücks (13) relativ zueinander, bis das Endstück (13) in seiner Endposition in dem Körperteilstück (10) ist; und aus einer Ansaugeinrichtung (25) zum Evakuieren der benutzten warmen Luft aus dem Schweißbereich, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ansaugeinrichtung (25) auch überflüssige Luft aus einem Evakuierungsnippel (20) in dem Endstück evakuierbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zum Zuführen eines Kühlgases zu einer Endwand (15) des Endstücks.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Ansaugeinrichtung (25) benutztes Kühlgas aus der Endwand (15) entfernbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Kühlgas zu der Endwand (15) und die Ansaugeinrichtung (25) ein einstückiges Bauteil zum Einführen des Endstücks (13) in das Ende des Körperteilstücks (10) bilden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Zuführen von Kühlgas sich in eine ringförmige Nut (23) öffnet, die oberhalb und im wesentlichen um den Umfang der Endwand (15) verläuft.
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