Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien in Behälter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien in Behälter.
Die Herstellung und Aufmachung verschiedener Arznei- oder Schönheitsmittel, etwa Lippenstifte, Desodorantstifte oder auch Suppositorien bedingen ein Einfüllen der zuvor geschmolzenen Substanz in einen Behälter oder eine Oiessform, wo das zuvor strö mungsfähige Medium erhärtet. Das Einfüllen in die Behälter oder Formen muss hierbei möglichst rasch und vollständig vor sich gehen, um das Eindringen von Schmutzpartikeln zu vermeiden. Ferner soll die nachfolgende Abpackung der Erzeugnisse möglichst ohne weitere Nachbehandlungen erfolgen können.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Einrichtung, welche die vorgenannten Bedingungen erfüllen kann und welche gestattet, das Bestücken der Einrichtung mit Leerbehältern oder Formen, das Abfüllen der Behälter und die Entnahme der Erzeugnisse fliessbandartig unter Ausnutzung weitgehendster Automation zu rationalisieren.
Dies wird bei einer Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien in Behälter, mit mindestens einer Vorrichtung zur Aufnahme eines zu füllenden Behälters, welche Vorrichtung in Wirkverbindung mit Transportmitteln für einen schrittweisen Transport der Behälter steht, sowie mit einer Dosiervorrichtung mit mindestens einer Düse zum Einfüllen des dosierten Mediums in die Behälter und mit Mitteln zur Abnahme der gefüllten Behälter und deren Abgabe zur weiteren Bearbeitung erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass jede Vorrichtung zur Aufnahme des zu füllenden Behälters eine Nutenschiene zur Führung mindestens eines in Längserstreckung der Nutenschiene verschiebbaren Schlittens umfasst, dass in Nachbarschaft des äusseren Endes der Nutenschiene ein Kopf zur einsteckbaren Aufnahme des zu füllenden Behälters angeordnet ist,
der einen Fülltrichter aufweist, gegen welchen Kopf der Schlitten verschiebbar ist, wobei der Schlitten mit einem Träger zur Auflage wenigstens eines Teiles des BeEh, älters versehen ist, und dass Mittel vorgesehen sind zum Transport der Vorrichtung angenähert in Querrichtung zur Verschiebungsrichtung des Schlittens sowie Mittel zum Verschieben des Schlittens in Abhängigkeit der Querbewegung der Vorrichtung.
Durch diese Massnahmen ist es nunmehr möglich, eine ganze Reihe solcher Vorrichtungen zur Aufnahme der zu füllenden Behälter nebeneinander anzuordnen und schrittweise eine vorbestimmte Behandlungsstrecke durchlaufen zu lassen, wobei die zur Transporteinrichtung der einzelnen Vorrichtungen mögliche Querverschiebung der Schlitten gestattet, die Vorrichtungen an vorbestimmten Stellen ihre Transportstrecke mit Behältern zu beladen, die Behälter abzufüllen und die gefüllten Behälter wieder von der jeweiligen Vorrichtung wieder abzunehmen, ohne dass der schrittweise Weitertransport der Vorrichtung unterbrochen werden müsste.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sollen anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien in Behälter, in Frontansicht, in schematischer Darstellung,
Fig. 2 die Einrichtung gemäss Fig. 1, in Seitenansicht, in schematischer Darstellung,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Einrichtung gemäss Fig. 1, entlang der Schnittlinie III-III, in grösserem Massstab,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Einrichtung gemäss Fig. 3, entlang der Schnittlinie IV-IV,
Fig. 5 eine Frontansicht der Anordnung gemäss Fig. 3, teilweise im Schnitt, in schematischer Darstellung,
Fig. 6 eine Teilansicht einer Ausführungsvariante der Maschine gemäss Fig. 1,
Fig. 7 einen Ausschnitt der Maschine gemäss Fig. 6, in grösserem Massstab, und
Fig. 8 einen Schnitt durch die Anordnung gemäss Fig.
7, entlang der Schnittlinie VIII-VIII.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Einrichtung 10 zum Abfüllen strömungsfähiger Medien in Behälter. Diese Einrichtung 10 umfasst einen Maschinenrahmen 11 mit nicht näher gezeigten Antriebsmitteln für ein schrittweise umlaufendes Transportband 12, auf welchem eine Mehrzahl Vorrichtungen 13 zur Aufnahme je eines zu füllenden Behälters angeordnet sind. Diese Vorrichtungen 13 durchwandern auf ihrer schrittweisen Vorschubbewegung in Richtung Pfeil 14 eine nicht näher bezeichnete Stelle zum vorzugsweise automatischen Einbringen der Behälter, eine Stelle mit einer Dosiervorrichtung 15 mit mindestens einer Düse 16 zum Einfüllen des dosierten Mediums in die Behälter, evtl. eine nicht näher gezeigte Stelle zum beschleunigten Abkühlen des abgefüllten Mediums in den Behältern und eine Stelle zur Abnahme der gefüllten Behälter und deren Abgabe mittels Rutsche 17 zur weiteren Bearbeitung.
Da die Mittel für einen Schritt-Transport von Transportbändern und dgl., die Mittel für das Einsetzen und Abnehmen der Behälter sowie die Mittel zum Dosieren des Mediums nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, soll auf deren nähere Beschrei- bung verzichtet werden, soweit dies nicht für das Verständnis des Nachfolgenden notwendig ist.
Die für die vorbeschriebene Einrichtung verwendbare Dosiervorrichtung 15 kann etwa ausgeführt sein, wie das im USA-Patent Nr. 3 313 085 beschrieben ist.
Die Ausbildung der Vorrichtungen 13 zur Aufnahme der zu füllenden Behälter und die Anordnung der Vorrichtungen 13 an der Einrichtung 10 sollen nachfolgend anhand der Fig. 3, 4 und 5 näher erläutert werden.
Jede Vorrichtung 13 umfasst eine Nutenschiene 31 mit zwei sich in Längsrichtung der Schiene 31 erstrekkenden Innennuten 32, welche der längsverschiebbaren Führung eines Schlittens 34 (Fig. 3) dient. Beide Schlitten 33 und 34 sind hierbei hintereinander ange- ordnet. An seinem freien Ende trägt die Schiene 31 einen Kopf 35 mit einer stirnseitigen Öffnung 36 zur einschiebbaren Aufnahme einer Giessform 100 (Fig. 3).
Diese Giessform 100 kann die später vom Fertigerzeugnis, beispielsweise Kosmetikstift, abnehmbare Schutzhülle sein. Ergänzt wird diese Halbform dann durch ein Näpfchen 101, das von der Gegenseite in die Öffnung 36 im Kopf 35 eingesetzt wird. Das Näpfchen 101 befindet sich hierbei schon an der Hülse 102 des Fertigerzeugnisses, so dass nach dem Abgiessen und Entfernen nur das Näpfchen 101 samt Kosmetikmasse und Schutzhülle 100 in die mit Vorschubmitteln ausgerüstete Hülse 102 zurückgeschoben werden braucht, wie das bei Stiften dieser Art (Lippenstift) bekannt ist.
Zum Einfüllen der kosmetischen Masse in die aus Hülle 100 und Näpfchen 101 gebildete, in den Kopf 35 eingesetzte Form weist der Kopf 35 obenseitig einen Einfülltrichter 37 auf, der mit der quer zum Trichter verlaufenden Einstecköffnung 36 selbstverständlich verbunden ist. Zum Einfüllen wird der Kopf 35 mit seinem Einfülltrichter 37 unter die Düse 16 der Dosiervorrichtung 15 gebracht (Fig. 2), worauf das dem Trichter 37 zufliessende Medium gemäss Fig. 3 in Richtung der angedeuteten Pfeile in die Form strömt, wobei Hülle 100 und Näpfchen 101 zur Bildung eines Einströmkanals 38 gering voneinander distanziert sind.
Für die längsverschiebbare Halterung der Hülse 102 mit Näpfchen 101 ist auf dem Schlitten 33 ein Halter 39 montiert.
Für die Längsverschiebung des Schlittens 33 in Abhängigkeit der schrittweisen Bewegung der Vorrichtung 13 quer zur Längs au sdehnung der Vorrichtung 13 dient der Schlitten 34. Dieser Schlitten 34 trägt an seinem dem Schlitten 33 zugewandten Ende einen Aufsatz 40, der der Aufnahme eines Stössels 41 dient zum elastischen Anpressen der Hülse 102 an den Kopf 35 während des Füllvorganges. Dieser Stössel 41 ist hierbei unter der Wirkung einer Feder 42, die den Stössel 41 in der Darstellung gemäss Fig. 3 nach rechts drückt. Ferner ist am den Schlitten 33 überlappenden Teil des Aufsatzes 40 eine Längsnut 43 vorgesehen, in welche ein von dem Schlitten 33 abragender Stift 44 eingreift.
Wie aus der Fig. 3 ohne weiteres entnommen werden kann, wird bei einer Verschiebung des Schlittens 34 in der Darstellung nach rechts der Schlitten 33 durch Anstossen der beiden benachbarten Schlittenstirnseiten ebenfalls nach rechts verschoben, bis der Stössel 41 gegen die Stirnseite der Hülse 102 mit dem Druck der Feder 42 drückt und die Hülse 102 gegen die Wandung g des Kopfes 35 presst. Wird hingegen der Schlitten 34 nach links verschoben, so wird erst die Feder 42 entspannt und nach Anschlag des Stiftes 44 an der rechten Begrenzung der Nut 43 der Schlitten 33 nach links mitgenommen.
Der Verschiebungsweg des Schlittens 33 ist hierbei so lang, dass das im Näpfchen 101 und der Hülle 100 erhärtete Material gegebenenfalls samt der Hülle 100 aus dem Kopf 35 herausgezogen wird und der fertige Artikel dann leicht vom Träger 39 abgehoben werden kann, wie das nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Für die Verschiebung des Schlittens 34 und somit auch des Schlittens 33 in Abhängigkeit der Behandlungsphasen an der schrittweise weiterbewegten Vorrichtung 13 ist am anderen Ende des Schlittens 34 eine Steuerrolle 50 vorgesehen, welche mit Führungsbahnen 51 und 52 am Maschinenrahmen 11 entlang der Bewegungsbahn der Vorrichtung 13 zusammenwirkt.
Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind die Vorrichtungen 13 dicht nebeneinander zu einem Transportband zusammengefügt, wobei die vorbeschriebene Schlittenbewe- gung quer zur Umlaufbewegung des Bandes erfolgt.
Die Verbindungs-und Führungsmittel am Band umfassen hierbei sich auf einer Bahn 11a (Fig. 3 und 5r am Maschinenrahmen 11 abwälzende Rollen 60 und 61.
Jede Vorrichtung umfasst hierbei eine Rolle 60 und eine Rolle 61, die über Träger 60a bzw. 61a an der Unterseite der Schiene 311 1 befestigt sind. Beide Rollen 60 und 61 liegen an Führungsschienen 60b bzw. 61b an, welche ein Abheben der Vorrichtung 13 von der Bahn n 11a verhindern. Wie Fig. 5 mehr im einzelnen zeigt, sind die Vorrichtungen 13 untereinander durch Stege 62 verbunden, welche an den Enden an den Drehbolzen 60c bzw. 61c benachbarter Rollen 60 bzw.
61 angelenkt sind und so Kettenglieder einer endlosen Kette bilden. Diese Kette bildet mit den von dieser getragenen Vorrichtungen 13 das vorbeschriebene Transportband 12 gemäss Fig. 1. An den Umlenkstellen die ses Bandes 12 an den Seiten der Maschine sind ; nicht näher bezeichnete, schrittweise antreibbare Umlenkzahnräder vorgesehen, welche in die Kettenglieder 62 eingreifen und den Transport des Bandes 12 mit den Vorrichtungen 13 bewerkstelligen.
Es wurde gefunden, dass für eine einwandfreie Abfüllung des Behälters 100, 101 die Vorrichtung eine Neigung zum Kopf 35 hin aufweisen sollte von 25 bis 50 zur Horizontalen, wie insbesondere Fig. 2 erkennen lässt. Um hierbei ein Durchhängen des Transportbandes 12 zu vermeiden, ist am Maschinenrahmen 11a eine Führung 63 vorgesehen, an welcher sich jede Vorrichtung 13 mittels einer an der Schiene 31 befestigten Leitrolle 64 abstützt.
Es dürfte klar sein, dass nach dem Abfüllen der Behälter 100, 101 und nach dem Erstarren der kosmetischen Masse ein Überstand im Fülltrichter 37 jeder Vorrichtung 13 ebenfalls erstarrt ist. Dieser Überstand im Trichter 37 muss vor dem Abgiessen eines neuen Behälters selbstverständlich entfernt werden. Hierfür ist gemäss Fig. 5 ein Schaber 70 vorgesehen, welcher in vorbestimmter Zeitphase den Überstand aus dem Trichter 37 ausschabt. Der Schaber ist hierfür drehbar um eine Achse 71 am Maschinenrahmen gelagert und mit einem Fühler 72 versehen, der mit einem Mitnehmer 73 am Kopf 35 jeder Vorrichtung 13 derart zusammenwirkt, dass bei jedem Durchlauf einer Vorrichtung 13 unter dem Schaber 70 dieser durch die Folgebewegung zwischen Fühler 72 (Fig. 5) und Mitnehmer 73 (Fig. 3) gegen die Wirkung einer nicht gezeigten Feder verschwenkt wird und dabei den Trichter 37 ausschabt.
Eine weitere Ausführungsform der Einrichtung zum Abfüllen strömungsfähiger Medien in Behälter zeigen die Fig. 6, 7 und 8.
Gemäss Fig. 6 sind hierbei die vorbeschriebenen Vorrichtungen 13 auf einem Rundtisch 75, ebenfalls geneigt, angeordnet. Der Rundtisch 75 ist um eine Welle 76 mittels Schrittwerk 77, das mit Nocken 78 an der Unterseite des Rundtisches 75 zusammenwirkt, schrittweise drehbar, wie das bekannt ist. Am Rundtisch 75 sind ferner nicht näher gezeigte Aufsetzmittel für die Behälter, Füllmittel, Kühlmittel und Abnahmemittel für die fertigen Produkte verteilt angeordnet, derart, dass jede Vorrichtung 13 auf ihrer Umlaufbewegung die vorgenannten Stationen durchlaufen kann.
Gegenüber der vorbeschriebenen Transportbandeinrichtung sind hier gemäss Fig. 7 die Vorrichtungen 13 mit den Schienen 31 fest auf einer Grundplatte 75a des Rundtisches 75 montiert, und zwar in kranzförmiger Anordnung, wie Fig. 6 zeigt. Aber auch hier erfolgt die Verschiebung der Schlitten 33 und 34 mittels Bahnen 51 und 52, welche fest am Maschinenrahmen 11a bzw.
Maschinentisch angeordnet sind. Gegenüber der vorbeschriebenen Ausführungsform ist hier aber der Kopf 90 zur Aufnahme des Behälters 100, 101 nicht am Schlitten 33, sondern am äusseren Rand der Tischplatte 75a angeordnet, wobei die einzelnen Köpfe 90 vorzugsweise einen geschlossenen Ring 90a (Fig. 6) bilden. Der Einfülltrichter dieser Köpfe 90 wird durch eine vertikal verlaufende Nut 93 gebildet (Fig. 7 und 8), in welcher ein Schieber 91 geführt ist. Dieser Schieber 91 hat den Zweck, den Überstand des kosmetischen Materials nach dem Aushärten und Entfernen des fertigen Produktes aus dem Einfülltrichter 93 zu entfernen. Hierfür wird der Schieber 91 in der Darstellung nach oben gestossen. Für eine Begrenzung der Schieberbewegung nach unten und oben dient ein Schlitz 94 im Schieber, welcher mit einer Anschlagschraube 95 zusammenwirkt.
Wie aus der Darstellung ohne weiteres ersichtlich, begrenzt der Schieber 91 in seiner unteren Extremlage den Einfülltrichter 93, wobei die obere Stirnseite 97 den Boden des Trichters 93 bildet. Für eine Verschiebung des Schiebers 91 zum Entfernen der Überstände in Abhängigkeit der Umlaufbewegung des Tisches 75 ist am unteren, freien Ende des Schiebers 91 eine Gleitrolle 92 vorgesehen, welche mit einer Schrägfläche 96 am Maschinenrahmen zusammenwirkt. Für die Rückstellung des Schiebers 91 in die gezeigte Füll-Lage können Federmittel vorgesehen sein oder wieder eine nicht näher gezeigte Schrägfläche.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass es ohne weiteres denkbar ist, auch am Rundtisch Vorrichtungen 13 vorzusehen, bei welchen der Kopf wie der Kopf 35 gemäss Fig. 3 ausgebildet ist oder aber Köpfe 90 gemäss Fig. 7 und 8 an der Einrichtung mit dem umlaufenden Transportband anzuordnen.
Die beiden vorbeschriebenen Maschinen arbeiten nun wie folgt:
Zunächst wird das Transportband 12 (Fig. 1) bzw. der Tisch 75 (Fig. 6) in Umlauf versetzt. Auf ihrer schrittweisen Wanderbewegung in Richtung des Pfeiles 14 kommen die Vorrichtungen 13 zunächst mit ihren Steuerrollen 50 am Schlitten 34 in den Bereich der beiden Steuerkurven 51 und 52, was eine Rückstellung der Schlitten 34 und 33 weg vom Kopf 35 bzw. 90 bewirkt. Diese Stellung der Schlitten wird durch entsprechende Länge der Steuerkurven 51 und 52 so lange aufrechterhalten, dass in diesem Bereich der Umlaufbewegung der Vorrichtungen 13 verschiedene Operationen durchführbar sind.
Zunächst werden nun, vorteilhaft maschinell, in die betreffenden Köpfe 35 bzw. 90 die Behälterteile 100 eingeschoben und auf die Träger 39 die Näpfe 101 samt der Hülse 102 aufgelegt.
Am Ende des vorbeschriebenen, durch die Steuerkurven 51 und 52 bestimmten Bereiches, der zweckmässig mit Beladungs- und Entladungsbereich bezeich- net wird, erfolgt durch entsprechende Formgebung der Steuerkurven 51 und 52 eine Zustellung der Schlitten 34 und 33 zum entsprechenden Kopf 35 bzw. 90.
Hierbei drückt zunächst der Schlitten 34 den Schlitten 33 in Richtung des Kopfes 35 bzw. 90, bis der Stössel 41 zur Anlage an der Hülse 102 gelangt. Bei einer Weiterverschiebung des Schlittens 34 drückt nun der Stössel 41 über die Hülse 102 das freie Ende des Napfes 101 in die Öffnung im Kopf 35 bzw. 90, bis der stirnseitige Rand der Hülse 102 zur Anlage an der Wandung des Kopfes 35 bzw. 90 gelangt, wie Fig. 3 und 7 veranschaulichen. Eine geringe Weiterverschie- bung des Schlittens 34 bringt dann den Stössel 41 unter die Wirkung der Feder 42, welche den notwendigen Anlagedruck der Hülse 102 am Kopf 35 bzw. 90 erzeugt.
Diese vorbeschriebene Lage wird zweckmässig als Abfüll-Lage bezeichnet und bleibt auf der Umlaufbewegung der Vorrichtungen 13 erhalten, bis letztere wieder in den Beiadungs- und Entladungsbereich gelangen. Die Abfüll-Lage wird aufrechterhalten durch Anlage der Steuerrollen 50 an der Kurve 51.
Auf ihrer weiteren Bewegungsbahn gelangen nun die Köpfe 35 bzw. 90 unter die Düse 16 der Abfülleinrichtung 15 (nur in Fig. 2 angedeutet), wo das Abfüllen des Behälters 100, 101 erfolgt. Danach durchwan dem die Vorrichtungen 13 mit den abgefüllten Behältern 100, 101 zweckmässig eine nicht gezeigte Kühl- vorrichtung, welche das Erstarren des abgefüllten Mediums beschleunigt. Hierauf gelangen die Vorrich tungen erneut in den Beladungs- und Entladungsbereich.
Beim Eintritt der entsprechenden Vorrichtung 13 in diesen Bereich wird der Schlitten 34 durch Einwirkung der Steuerkurven 51 und 52 auf die Leitrolle 50 des Schlittens 34 wieder zurückgezogen, wobei, wie bereits beschrieben, zunächst der Stössel 41 die Hülse 102 freigibt und dann auch der Schlitten 33 zurückgezogen wird.
Hierbei wird das aus der Hülse e 102, Napf 101, Hülle 100 und dem inzwischen erhärteten Material zwischen Napf 101 und Hülle 100 bestehende Fertigprodukt aus dem Kopf 35 bzw. 90 herausgezogen.
Hierbei können Mittel vorgesehen sein, die das Fertigprodukt auf dem Träger 39 zunächst festhalten, und Mittel, die durch Einwirken auf die Hülle 100 von aussen das Herausschieben aus dem Kopf 35 bzw. 90 unterstützen. Materialüberstände am Füllkanal 38 zwischen Hülle 100 und Napf 101 werden hierbei von der Lochwandung des Kopfes abgestreift.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Hülle 100 im Kopf 35 bzw. 90 festzuhalten und das erstarrte Material aus dieser Hülle 100 herauszuziehen.
Innerhalb der Beladungs- und Entladungsstrecke wird nun das Fertigprodukt vom Träger 35 abgehoben und von der Maschine wegtransportiert; der betreffende Einfülitrichter 37 bzw. 93 durch Betätigung von Schaber 70 bzw. Schieber 91 gereinigt und die Vorrichtung 13 in vorbeschriebener Weise für eine weitere Herstellung eines Fertigproduktes erneut bestückt.
Es sollen ferner Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung liegen, bei denen die Merkmale des Patentanspruches mit einzelnen Merkmalen oder Gruppen von Merkmalen in Unteransprüchen kombiniert sind, soweit sich die Merkmale nicht gegenseitig wider sprechen.