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Vorrichtung zum Einfüllen von Pasten in Tuben Die Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zum Füllen von pastenartigem Material in Behälter und gewünschtenfalls
auch zum Zusammensetzen der Behälter.
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In der USA.-Patentschrift 2 789731 ist eine pastenabgebende Einrichtung
offenbart, aus welcher ein pastenförmiges Material in der Form von beispielsweise
einem weißen Pastenstrom mit roten Streifen in der Art einer Zuckerstange abgegeben
wird. Diese Abgabeeinrichtung verwendet einen röhrenförmigen Behälter, beispielsweise
eine zusammendrückbare Tube, welche an ihrem Kopfende einen nach innen sich erstreckenden
Hauptkanal und mindestens einen kleineren Kanal besitzt, welcher mit dem Innern
der Tube an einer dem Kopfende näheren Stelle als das offene innere Ende des Hauptkanals
in Verbindung steht. Gefärbtes pastenförmiges Material wird in den Tubenkörper um
den den Hauptkanal begrenzenden Teil bis zu dem inneren Ende des Hauptkanals, aber
nicht darüber hinaus, und der Rest der Tube mit weißer Paste, z. B. Zahnpaste, gefüllt.
Wenn die Tube gedrückt wird, wird die weiße Paste durch den Hauptkanal und gleichzeitig
die gefärbte Paste durch den kleineren Kanal zum Streifigmachen des herauskommenden
weißen Stroms ausgedrückt.
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Eine Vorrichtung zum Einfüllen von Paste in den ringförmigen Raum
zwischen zwei konzentrischen zusammendrückbaren Tuben ist in der USA.-Patentschrift
1 676 734 beschrieben. Diese Vorrichtung hat eine rohrförmige Fülleinrichtung, welche
in eine ringförmigc Pastenentleerungsöffnung endet.
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Der Gedanke, das Pastenmaterial von einer kreisförmigen Pastenentleerungsöffnung
abzutrennen, ist aus der schweizerischen Patentschrift 292 269 bekannt, welche eine
Pastenfülleinrichtung offenbart, worin das Pastenfüllrohr sich zu einer kreisförmigen
Pastenentleerungsöffnung verjüngt. Um das untere Ende des Pasteneinfüllrohrs und
die Pastenentleerungsöffnung zu reinigen, ist ein zweites Rohr innerhalb des Pastenfüllrohrs
angeordnet, welches an eine Druckluftquelle angeschlossen ist und in eine kreisförmige
Luftaustrittsöffnung endet, welche in dem Pastenfüllrohr. und zwar über der kreisförmigen
Pastenentleerungsöffnung angeordnet ist.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung mit einer ringförmigen
Pastenentleerungsöffnung zum Einfüllen der ersten oder gefärbten Pastenmasse in
zusammendrückbare Tuben von der Art nach der USA.-Patentschrift 2 789 731 zu schaffen,
wobei Mittel vorgesehen sind, um das Pastenmaterial von der ringförmigen Pastenentleerungsöffnung
sauber zu trennen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einfüllen
von pastenartigem Material
in Tuben mit einem sich nach innen erstreckenden Hauptkanal, mit Mitteln zum Tragen
der Tube, mit rohrförmigen Fülleinrichtungen für das Pastenmaterial, mit ringförmiger
Entleerungsöffnung, mit Mitteln, um Relativbewegungen zwischen dem Träger und der
rohrförmigeen Fülleinrichtung vorzusehen, so daß in der Füllstellung die rohrförmige
Fülleinrichtung sich in die Tube, wenn in dem Träger gelegen, hinein erstreckt,
so daß das pastenförmige Material in den Raum um den Hauptkanal eingefüllt werden
kann, ist dadurch gekennzeichnet, daß neben der ringförmigen Entleerungsöffnung
eine weitere, konzentrische und näher der Mitte des Füllk an als liegende ringförmige
Mündung eines Luftkanals vorgesehen ist, durch welche, wie an sich bekannt, Druckluft
zum Abtrennen des pastenförmigen Materials von der ringförmigen Entleerungsöffnung
austreten kann.
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Bei der Anwendung der Vorrichtung wird die Tube mit offenem Boden
und mit einem Hauptkanal, welcher aus einer Hülse oder Buchse gemäß der USA.-Patentschrift
2 789 731 bestehen kann, in einen Träger gelegt und unter das Füllrohr gebracht.
Dann wird durch eine Relativbewegung zwischen dem Träger und dem Füllrohr das letztere
in die Tube hinein durch den offenen Boden eingeführt. Eine Menge des pastenförmigen
Materials wird dann durch das Füllrohr in die die Buchse umgebende Tube eingedrückt.
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Eine Ausführung der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben.
Hierbei wird zur besseren Übersicht die gesamte Maschine erläutert, wobei
jedoch
der Schutzumfang nicht über den Gegenstand des Anspruchs hinaus erweitert werden
soll. Es zeigt Fig. 1 einen Seitenaufriß einer Maschine zur Herstellung einer zusammendrückbaren
Tube, aus welcher eine gestreifte Zahnpaste ausgedrückt werden kann, und zum Füllen
von mindestens einer der zwei verschiedenen Pasten in die Tube, Fig. 2 eine Aufsicht
auf die Vorrichtung von Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des oberen Teils
der Vorrichtung von Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im senkrechten
Schnitt im vergrößerten Maßstab der Tubenfüllmittel und des Dorns der Vorrichtung
von Fig. 1, Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im senkrechten Schnitt und im vergrößerten
Maßstab eines Dorns zum Einsetzen von Trennscheiben zwischen zwei Pasten in jeder
Tube, Fig. 6 eine Seitenansicht im einzelnen des unteren Endes des Füllrohres und
Dorns von Fig. 4 mit einer Buchse in Lage zum Einsetzen, Fig. 7 eine Seitenansicht
des Dorns von Fig. 5 mit einer Trennscheibe in Lage zum Einsetzen Fig. 8 einen senkrechten
Querschnitt in vergrößertem Maßstab von einer zusammendrückbaren Tube mit der fertig
zum Füllen eingesetzten Buchse.
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Die Erfindung wird erläutert an einer Vorrichtung, welche besonders
geeignet ist für das Einbringen von Buchsen S mit einem mittleren Hauptkanal 92
und einer Mehrzahl von kleinen Kanälen 93, deren Entleerungsenden 94 in Verbindung
mit dem Hauptkanal sind (s. Fig. 8), zum Füllen einer abgemessenen Beschickung eines
Pastenmaterials P, beispielsweise einer roten Zahnpaste in die Tube hinein um die
Buchse S bis zu einer Höhe kurz vor dem inneren Ende der Buchse und zum Einsetzen
einer ringför migen Trennscheibe W um die Buchse oben auf der Paste P. Eine andere
Paste, beispielsweise eine weiße Zahnpaste, wird dann in den restlichen Raum der
zusammendrückbaren Tube oberhalb der Trennscheibe W eingefüllt und die Tube dann
in der üblichen Weise verschlossen. Der Zweck der Trennscheibe W ist, die zwei Materialien
in der Tube getrennt zu halten. Die Verwendung der Trennscheibe braucht nicht immer
notwendig zu sein. Wenn Druck auf die Seiten der so gefüllten Tube ausgeübt wird,
wird weiße Zahnpaste durch den Hauptkanal 92 ausgepreßt, und der Druck wird auch
auf die rote Zahnpaste übertragen, welche dadurch durch die kleineren Kanäle 93
ausgepreßt wird, so daß ein gestreifter Strom aus der Tube herauskommt.
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Die Vorrichtung besitzt einen Ständer 10, welcher eine untere Tragfläche
11 zum Tragen eines noch zu beschreibenden Steuermechanismus und eine obere Tragfläche
12 zum Tragen eines drehbaren Tisches 13 und eines fest angeordneten Behälters 14
für das pastenförrhige Material aufweist. Den drehbaren Tisch 13 überragt ein senkrecht
beweglicher Träger 15, welcher durch einen Antrieb 16, beispielsweise einen pneumatischen
Zylinder mit einer Kolbenstange 17 gesenkt und gehoben werden kann. Der senkrecht
bewegliche Träger 15 wird auf seiner Bahn durch drei Gleitpfostenl8 geführt, welche
auf einer Montageplatte 19 befestigt sind, welche ihrerseits von der fest angeordneten
Tragfläche 12 durch das Gestell des pneumatischen Zylinders abgestützt ist. An dem
Träger 15 sind drei Kugellagerschalen 18 a befestigt, mittels derer er frei auf
und ab an dem Pfosten 18 gleitet.
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In dieser Weise kann der Träger 15 sich senkrecht
mit der Kolbenstange
17 bewegen und ist zur gleichen Zeit gegen Drehbewegung gesichert.
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An dem Träger 15 sind ein Paar von Arbeitsköpfen 20 und 21 befestigt
und mit diesem beweglich.
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Der Arbeitskopf 20 besitzt eine buchseneinsetzende und die erste Paste
einfüllende Einrichtung und der Arbeitskopf 21 eine die Trennscheiben W einsetzende
Einrichtung. Einzelheiten des Arbeitskopfes 20 sind in Fig. 4 und des Arbeitskopfes
21 in Fig. 5 gezeigt.
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Der Drehtisch 13 trägt an seinem Umfang eine Mehrzahl von Tubenträgern
in der Form von Klemmfuttern 22, welche (Fig. 1) aus einer aufrecht stehenden Hülse
23 von ausreichendem innerem Durchmesser zur Aufnahme einer offen endenden und ungefüllten
Zahnpastentube T, einer Öffnung 24 verkleinerten Durchmessers zur Aufnahme des Kopfendes
mit der Kappe C der Zahnpasentube, bestehen. Eine offen endende Zahnpastentube T
mit der Buchse S, der Beschickung an Pastenmaterial P, wie Zahnpaste, und Trennscheibe
W in ihrer Lage ist in Fig. 1 gezeigt. Die Achse des Drehtisches 13 ist so eingerichtet,
daß die Klemmfutter 22 unmittelbar aufeinanderfolgend unter den Arbeitsköpfen 20
und 21 getragen werden.
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Der Arbeitskopf 20 besitzt also einen Mechanismus für das Einbringen
der Buchsen oder Hülsen in die Kopfenden der Tuben und auch für das Einführen des
Materials, in dem erläuterten Fall gefärbte Zahnpaste, welche den aus dem Hauptkanal
S austretenden Hauptstrom der Zahnpaste überlagern oder streifig machen soll. Der
Arbeitskopf 20 besitzt auch einen Montageblock 25, welcher an dem bewegbaren Träger
15 befestigt ist und der ein Paar herabhängender konzentrischer Hülsen 26 und 27
trägt, welche zwischen sich einen ringförmigen Kanal 28 begrenzen.
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Diese Hülsen sind an ihren unteren Enden 29 und 30 nach innen und
nach außen eingezogen bzw. aufgeweitet, so daß eine Ringdüse oder Entleerungsöffnung
31 entsteht. Bei dieser Ausführungsform stellen die konzentrischen Buchsen 26 und
27 das rohrfömige Füllmittel dar. Düse 31 und Ringraum 28 sind mittels eines Kanals
32, einer Leitung 33 (Fig. 3), eines drehbaren Ventils 34 und einer biegsamen Leitung
35 (Fig. 1 und 2) mit dem Behälter 14 für das Pastenmaterial verbunden. Der Behälter
14 wird unter stetigem Druck mittels einer Lufteinlaßleitung 36 gehalten, welche
mit einem Druckregler 37a und einem Filter 37b ausgerüstet und an einen Luftverteiler
38 angeschlossen ist.
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Das Ventil 34 für das Pastenmaterial besitzt (Fig. 2) einen Drehteil
38 mit einem rechtwinklig angeordneten Kanal 39, welcher nach Wahl die Leitung 35
mit einem Meßzylinder 40 oder den Meßzylinder 40 mit der Leitung 33 verbinden kann,
welche unmittelbar zur Düse 31 an der unteren Spitze des Füllrohrs 20 führt. Die
Betätigung des Ventildrehteils 38 erfolgt durch ein aus einem Zahnrad und einer
Zahnstange bestehendes Getriebe 41 (Fig. 3), dessen Zahnstangenteil unter der Wirkung
eines Luftzylinders 42 hin und her getrieben wird, welcher durch ein noch zu beschreibendes
pneumatisches System beaufschlagt wird. Der Meßzylinder 40 besitzt eine Kammer 43
vorbestimmter Größe, in welcher ein Kolben 44 arbeitet. Dieser Kolben wird durch
einen LuftzylEder 45 bewegt, welcher auch mit dem noch zu bescE-benden pneumatischen
Drucksystem verbunden ist.
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Nach Fig. 4 geht durch den Montageblock 25 nnd durch die innere Hülse
27 mit Spielraum auf außen
Seiten ein Dorn oder Gleitstab 46 hindurch,
dessen oberes Ende in einer Dichtungshülse 47 und dessen unteres Ende in einer gerippten
oder gerillten Buchse 48 gleitet, deren Kanäle 49 einen ringförmig gestalteten Luftkanal
50 zwischen Dorn 46 und Hülse 27 in Verbindung mit der Atmosphäre an der Spitze
des Dorns 46 bringen. Das obere Ende des Luftkanals 50 ist über einen Kanal 51 in
dem Block 25 mit der gesteuerten, noch zu beschreibenden Quelle pneumatischen Drucks
verbunden. Das obere Ende des Dorns 46 ist über eine Gelenkkupplung 52 mit einer
Kolbenstange 53 verbunden, welche Teil einer auch durch das pneumatische Drucksystem
gesteuerten Luftzylinderzusammenstellung 54 ist.
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Der zweite Arbeitskopf 21, welcher die Trennscheiben W zwischen die
zwei schließlich in die Tuben T einzubringenden Pastenbeschickungen einsetzen kann,
besitzt (Fig. 5) einen Montageblock 55, welcher an dem senkrecht beweglichen Träger
15 befestigt ist und von welchen eine Büchse 56 herabhängt, innerhalb welcher gleitbar
ein Dorn oder Stab 57 angeordnet ist. Dieser gleitet an seinem unteren Ende in einer
Buchse 58 und an seinem oberen Ende in einer Buchse 59 in dem Block 55. Das obere
Ende der Stange 57 ist über ein Kupplungsgelenk 60 mit einer Kolbenstange 61 verbunden,
welche Teil einer Luftzylinderzusammenstellung 62 (Fig. 3) ist und die auch durch
das pneumatische Drucksystem gesteuert werden kann.
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Das pneumatische Drucksystem, mittels dessen die Vorrichtung gesteuert
wird, besitzt eine Hauptlufteinlaßleitung 63, welche mit einer Druckluftquelle,
z. B. von etwa 4,2 at, verbunden werden kann und über ein bequem für den Benutzer
erreichbares Abschaltventil 64 mit einer zum Verteiler 38 führenden Leitung 66 verbunden
ist. Einer der Auslässe des Verteilers 38 ist über die Leitung 36 zur Ausübung eines
stetigen Drucks an den geschlossenen Behälter 14 angeschlossen. Sechs andere Auslässe,
von welchen nur einer in Fig. 1 sichtbar ist, sind mit einzelnen Steuerventilen
verbunden. Grundsätzlich sind alle Steuerventile und ihre Druckquellen-Verbindungen
zu dem Verteiler gleich, und daher wird der Einfachheit halber nur ein Ventil mit
seinen Verbindungen im einzelnen dargestellt und beschrieben.
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Nach Fig. 1 besitzt der Verteiler eine Auslaßleitung 67, welche an
den Einlaß eines Ventils 68 angeschlossen ist, welches ein übliches Vierwegventil
mit umkehrbaren Druck- und Auspuffanschlüssen und für pneumatische Steuerung sein
kann. Der Auslaß des Ventils 68 ist mittels eines Paars Leitungen 69 und 70 an entgegengesetzte
Enden des Zylinders 16 angeschlossen, welcher den Träger 15 durch die Wirkung der
Kolbenstange 17, wie beschrieben, hebt und senkt.
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Die Steuerung des Ventils 68 wird durch ein Paar Luftleitungen 71
und 72 bewirkt, deren Luftlieferung mittels eines Nockens 73 auf einer Nockenwelle
74 gesteuert wird, die ihrerseits von einem Zeitschaltmotor 74a gedreht wird. Die
Nockenwelle 74 besitzt zusätzlich zum Nocken 73 noch Nocken 75, 76, 77, 78 und 79,
welche die übrigen fünf nicht erläuterten Ventile steuern. Der Nocken 75 kann über
sein entsprechendes Ventil den Luftzylinder 42 steuern, welcher das Drehventil 34
für die Zuteilung des halbfesten Materials betätigt, wobei die Verbindung durch
die Leitung 80 hergestellt ist. Der Nocken 76 kann über eine Luftleitung 81 den
Luftzylinder 45 steuern, welcher den Meßzylinder betätigt. Der Nocken 77
kann einen
Luftstrom über eine Leitung 82 durch die gerillte Buchse 49 an der Spitze des Dorns
46 vom Arbeitskopf 20 steuern. Der Nocken 78 kann über eine Leitung 83 den Luftzylinder
54 steuern, welcher den Dorn 46 innerhalb der Hülse 27 hebt und senkt.
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Der Nocken 79 kann über eine Leitung 84 den Luftzylinder 62 steuern,
welcher den Dorn 57 innerhalb der Hülse 56 des Arbeitskopfes 21 steuert.
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Beim Betrieb steht der Benutzer an der Vorderseite der Maschine und
bringt Tuben T in die Klemmfutter 22 mit dem Kopf nach unten. Nach Fig. 1 sind die
Tuben im allgemeinen von zylindrischer Gestalt, und ihre unteren oder Bodenenden
sind noch nicht verschlossen. Der Benutzer bringt auch für jeden Arbeitszyklus der
Maschine eine der Buchsen S, welche er aus einem zweckmäßig angeordneten Vorratsmagazin
90 zu seiner Linken auswählen kann, auf den Dorn 46 des Arbeitskopfes 20. Der Dorn
ist im Verhältnis zum inneren Durchmesser der Buchse S so dimensioniert, daß ein
verhältnismäßig dichter Reibungssitz erhalten wird. Der Benutzer bringt auch eine
der Trennscheiben W, ausgewählt aus dem Vorratsmagazin 91 zu seiner Rechten, auf
den Dorn 57 des Arbeitskopfes 21, auch in einem gutpassenden Sitz. Gewünschtenfalls
kann ein leichter Unterdruck vorgesehen sein, beispielsweise innerhalb des Raums
zwischen dem Dorn 57 und der Hülse 56, der über Öffnungen in der Buchse 58 die Trennscheiben
W in ihrer Lage hält. Der Arbeitszyklus der Vorrichtung beginnt durch gleichzeitiges
Betätigen der zwei Betätigungshebel 87 und 88, wobei der Drehtisch in Uhrzeigerrichtung
gemäß Fig. 2 sich zu bewegen beginnt, und ein Klemmfutter 22 mit einer unten offenen
Zahnpastentube darin unter den Arbeitskopf 20 bringt. Gleichzeitig wird sich die
Tube, welche am Arbeitskopf 20 war, zum Arbeitskopf 21 bewegen.
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Die Tube wird sich nach Empfang einer Buchse S, einer ersten Pastenmaterialbeschickung
und einer Trennscheibe W, vom Benutzer gesehen, nach rechts bewegen und kann aus
der Maschine entfernt werden.
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Beim Stillstand des Drehtisches 13 wird die Trägerplatte 15 selbsttätig
durch die Wirkung von Zylinder 16 gesenkt. Dabei wird die Buchse S mittels des Dorns
46 in die Tube eingeschoben. Gleichzeitig wird am Arbeitskopf 21 eine Trennscheibe
W auf das Pastenmaterial durch das Senken des Dorns 57 in die nächstkommende zweite
Tube gebracht. Der Meßzylinder 40 wird dann durch den Luftzylinder 45 betätigt,
während der Dorn 46 die Buchse S verschließt, so daß eine kleine Menge des pastenförmigen
Materials über den Kanal 39 (in dem Drehventil 38), die Leitungen 33 und 28 und
die ringförmige Öffnung 31 in die Tube um die Buchse S herum eingebracht wird.
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Als nächstes wird der Zylinder 54 betätigt, durch den der Dorn 46
ein wenig nach oben in die Hülse 27 hineingezogen wird, um die Buchse S freizugeben.
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Gleichzeitig wird ein Luftstoß durch Kanal 51 und Kanalraum 50 eingeführt,
durch den das gefärbte Pastenmaterial von der Düse 31 klar abgetrennt wird.
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In der Zwischenzeit ist am Arbeitskopf 21 der Luftzylinder 62 betätigt
worden, durch den der Dorn 57 von der Trennscheibe W durch Senken der Hülse 56 zurückgezogen
wird, so daß die Trennscheibe W sanft über die Buchse S gestoßen und auf die gefärbte
Paste in die in der Tubenzusammenstellung in Fig. 1 erläuterten Lage aufgelegt wird.
Die ganze Dornzusammenstellung 56, 57 wird dann von der Tube abgehoben. Nach Ausführung
dieser Operationen
wird der Kolben 41 des Meßzylinders 40 in seiner
vordersten Lage sein. Das Ventil 34 wird dann betätigt, wodurch der Meßzylinder
40 mit dem Pastenmaterialeinlaßkanal 35 über den rechtwinkeligen Kanal 39 in dem
Drehventil 38 verbunden wird. Der Kolben 44 in Zylinder 40 wird nach hinten gezogen
und kann eine frische Menge des Pastenmaterials aus der Vorratsquelle 14 aufnehmen.
Die Menge ist so gewählt, daß sie das Kopfende der Tube bis zu einem Punkt unterhalb
des innersten Endes der Buchse S füllt, so daß nichts von diesem Produkt in das
offene Ende des axialen Hauptkanals der Buchse übergehen kann. Wenn der Träger 15
seine obere Grenzlage erreicht, ist ein Arbeitszyklus vollendet. Der Benutzer entfernt
dann die Tube T, welche ihre Buchse S, ihre erste Beschickung an Pastenmaterial
und ihre Trennscheibe W empfangen hat, von der Vorrichtung und bringt eine frische
vorbereitete Tube auf das nächste Klemmfutter 22 zu seiner Linken, eine Buchse S
auf den Dorn 46, eine Trennscheibe W auf den Dorn 57 und beginnt einen neuen Arbeitszyklus.
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Die teilweise gefüllten Tuben werden dann mit ihrer endgültigen Füllung
eines Pastenmaterials, in diesem Falle weiße Zahnpaste, versehen, wonach die Tuben
an ihren Enden verschlossen werden.