der Einfüllöffnung einer Tube

Die Erfindung betrifft eine Erwärmvorrichtung zum Erwärmen der Ränder der Einfüllöffnung einer aus einem einzelnen rohrförmigen Tubenkörper bestehenden Tube mittels Heißgas, mit einer Heißgasdüse, die einen in einen Innenraum des Tu benkörpers einbringbaren 1. Düsenabschnitt aufweist, der einen 1. Heißgaskanal mit zumindest einem 1. Heißgasauslas besitzt, der innerhalb des Innenraums des Tubenkörpers anordbar ist und mittels dessen Heißgas auf die Innenwandung des Tubenkörpers aufbringbar ist.

In einer Tubenfüllmaschine werden Tuben, die üblicherweise aus Kunststoff oder einem Laminat bestehen, durch verschie dene Arbeitsstationen geführt und in diesen gefüllt und verschlossen. Zum Verschließen der Tube wird die Wandung des rohrförmigen Tubenkörpers im Bereich der oberen Einfüllöffnung soweit erwärmt, dass das Material des Tubenkör pers aufschmilzt oder zumindest so weich wird, dass die Tu be mit Hilfe von außenseitig auf dem Tubekörper einwirkenden und das Tubenende zusammendrückenden Klemmbacken verschlossen bzw. verschweißt werden kann.

BESTÄTIGUNGSKOPIE

l Um das Material des Tubenkörpers zu erwärmen, besitzt eine entsprechende Erwärmvorrichtung eine Heißgasdüse, die in den Innenraum des Tubenkörpers einbringbar ist. Nach dem Einbringen der Heißgasdüse in den Innenraum des Tubenkörpers wird über einen Heißgaskanal ein heißes Gas und insbesondere Heißluft zugeführt und mittels eines Heißgasauslasses auf die Innenwandung des Tubenkörpers aufgeblasen, wodurch die Tubenwandung aufschmilzt. Eine entsprechende Erwärmvorrichtung ist in der DE 37 44 402 C2 beschrieben.

Das am Heißgasauslass abgegebene Heißgas durchströmt die Erwärmvorrichtung und wird aus dieser anschließend abgeführt. Nach dem Erwärmen der Wandung des Tubenkörpers wird diese in üblicher Weise zusammengedrückt und die Tube somit verschlossen .

Eine Tubenfüllmaschine muss Tuben unterschiedlichen Materials und auch unterschiedlicher Tubenwandstärke in gleicher Weise verarbeiten. Da die Zykluszeit in einer modernen Tubenfüllmaschine, d.h. die Zeit, die für die ausreichende Erwärmung der Tubenwandung zur Verfügung steht, sehr gering ist, treten bei bestimmen Tubenarten Probleme auf, das Tubenmaterial gleichmäßig und ausreichend zu erwärmen, um eine sicheres Verschließen der Tube zu gewährleisten. Um diese Probleme zu lösen, müsste man die Zykluszeit erhöhen, wodurch jedoch die Leistungsfähigkeit der Tubenfüllmaschine wesentlich reduziert wird.

In einigen Anwendungsgebieten sind die Außenseiten des T benkörpers mit Darstellungen bedruckt, deren Farbe sehr empfindlich auf eine übermäßig große Erwärmung reagiert, ist in diesem Fall schwierig, einerseits die notwendige Wärmeenergie, die für ein zuverlässiges Verschließen des Tubenkörpers notwendig ist, schnell in das Material des Tu benkörpers einzubringen und andererseits sicherzustellen, dass die Bedruckung auf der Außenseite des Tubenkörpers nicht beschädigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erwärmvorrichtung zum Erwärmen der Ränder der Einfüllöff ung einer aus einem einzelnen rohrförmigen Tubenkörper bestehenden Tube mittels Heißgas zu schaffen, mit der eine ausreichende, jedoch schonende Erwärmung der Wandung des Tubenkörper innerhalb einer kurzen Zykluszeit unabhängig von der Tuben art oder dem Tubenmaterial gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Erwärmvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist vorgesehen, dass die Heißgasdüse zusätzlich einen 2. Düsenabschnitt aufweist, der einen 2. Heißgaskanal mit zumindest einem 2. Heißgasauslass besitzt, der auf der Außen seite der Wandung des Tubenkörpers anordbar ist und mittel dessen Heißgas auf die Außenwandung des Tubenkörpers aufbringbar ist, und dass in dem 1. Heißgaskanal und/oder in dem 2. Heißgaskanal eine Durchfluss-Steuervorrichtung ange ordnet ist.

Erfindungsgemäß wird von der Grundüberlegung ausgegangen, die Wandung des Tubenkörpers sowohl von der Innenseite als auch von der Außenseite direkt mit Heißgas, vorzugsweise Heißluft anzuströmen. Da auf diese Weise die Tubenwandung gleichzeitig von der Innenseite und der Außenseite erwärmt wird, kann wesentlich mehr Wärmeenergie innerhalb der Zykluszeit in die Tubenwandung eingebracht werden, so dass di ausreichende Erwärmung der Tubenwandung gewährleistet ist, mit der ein sicheres Verschließen der Tube in der nachfolgenden Pressstation erreicht wird.

Desweiteren ist vorgesehen, dass in dem 1. Heißgaskanal und/oder in dem 2. Heißgaskanal eine Durchfluss-Steuervor- richtung angeordnet ist. Vorzugsweise besitzt zumindest der 2. Heißgaskanal eine entsprechende Durchfluss-Steuervor- richtung, mit der die Gasmenge, die den 2. Heißgaskanal durchströmt und die außenseitig auf die Tubenwandung aufgebracht wird, verändert werden kann. In einer einfachen Ausgestaltung der Durchfluss-Steuervorrichtung ist vorgesehen, dass der 2. Heißgaskanal wahlweise vollständig geöffnet oder verschlossen wird. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass die Gasströmung in dem 2. Heißgaskanal hinsichtlich der Durchflussmenge zumindest in Stufen verstellbar ist. Besonders bevorzugt ist jedoch, dass die Durchfluss-Steuervorrichtung eine stufenlos verstellbar Absperrvorrichtung aufweist, mit der der Gasdurchfluss und somit die Gasmenge stufenlos verstellbar ist. Bei einer entsprechenden Ab ^¬ sperrvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Schieber, eine Blende oder eine stufenlos verstellbare Drossel handeln .

Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, auch in dem 1. Heißgaskanal, durch den das Heißgas auf die Innenwandung des Tubenkörpers aufgebracht wird, eine entsprechende Durchfluss-Steuervorrichtung in oben genannter Ausgestaltung vorzusehen.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem 1. Heißgaskanal und/oder in dem 2. Heißgaskanal stromab der jeweiligen Durchfluss-Steuervorrichtung ein Kühlgas-Kanal mündet, durch den dem im Heißgaskanal strö- menden Heißgas ein kühleres Gas, beispielsweise Umgebungsluft, zumischbar ist. Auf diese Weise kann die Temperatur des Heißgases, die durch die Heißgas kanäle strömt, in einem oder in beiden Heißgaskanälen durch Zumischung eines kühleren Gases auf eine niedrigere Temperatur eingestellt werden, was insbesondere sinnvoll ist, wenn das den Tubenkörper bildende Material eine übermäßige thermische Belastung nicht verträgt oder wenn der Tubenkörper eine temperaturempfindliche Bedruckung trägt.

Vorzugsweise ist in dem Kühlgas-Kanal bzw. in beiden Kühlgas-Kanälen eine verstellbare Absperrvorrichtung angeordnet, bei der es sich um einen stufenlos verstellbaren

Schieber oder eine stufenlos verstellbare Drossel handeln kann.

Um die Temperatur der in dem Heißgaskanal bzw. in beiden Heißgaskanälen strömenden Heißgases zu überwachen, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass in dem 1. Heißgaskanal und/oder in dem 2. Heißgaskanal ein Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des im Heißgaskanal strömenden Gases angeordnet ist. Der Temperatursensor gibt einen entsprechenden Temperaturwert an eine Auswertevorrichtung, die in Abhängigkeit von den festgestellten Temperaturwerten auf die Durchfluss-Steuervorrichtungen und/oder auf die verstellbaren Absperrvorrichtungen der Kühlgas- Kanäle einwirken kann, um somit eine gewünschte Temperatur des Heißgases einzustellen oder konstant zu halten.

Vorzugsweise wird das Heißgas der Heißgasdüse in einen Zuführkanal zugeführt, von dem sowohl der 1. Heißgaskanal als auch der 2. Heißgaskanal ausgehen. Die Ausgestaltung mit einem gemeinsamen Zuführkanal vereinfacht den konstruktiven Aufbau. Es ist jedoch auch möglich, dem 1. Heißgaskanal und dem 2. Heißgaskanal jeweils unabhängige Heißgas Zuführungen zuzuordnen, in denen Heißgas unterschiedlicher Temperatur und/oder unterschiedlicher Zusammensetzung zugeführt werden kann .

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Zuführkanal eine Heißgas-Durchfluss-Steuervorric - tung angeordnet ist, mit der die Durchflussmenge des Heißgases und somit auch die Strömungsgeschwindigkeit und der Gasdruck eingestellt und verändert werden kann.

Der innere 1. Heißgasauslass kann dem äußeren 2. Heißgas- auslass direkt gegenüberliegen, d.h. in Längsrichtung des Tubenkörpers gesehen auf den gleichen Wandungsabschnitt von entgegengesetzten Seiten einwirken. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass der innere 1. Heißgasauslass relativ zum äußeren 2. Heißgasauslass in Längsrichtung des Tubenkörpers um ein geringes Maß von beispielsweise 5mm versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise ist die Gefahr, dass die Tubenwandung lokal zu stark erhitzt und beschädigt wird, verringert .

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der innere 1. Heißgasauslass unterhalb des äußeren 2. Heißgasauslasses angeordnet ist.

Um kompakte Bauweise der Heißgasdüse zu erreichen, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der innere 1. Düsenabschnitt radial innerhalb des äußeren 2. Düsenabschnitts angeordnet ist bzw. von diesem umgeben ist. Vorzugsweise sitzt der 1. Düsenabschnitt einem inneren 1. Ringkanal, durch den das Heißgas den 1. Heißgasauslass zugeführt wird. Der innere 1. Ringkanal ist mit Abstand von einem äußeren 2. Ringkanal umgeben, der Teil des 2. Heißgaskanals ist und durch den das Heißgas dem äußeren 2. Heißgasauslass zugeführt wird.

Nachdem das Heißgas auf die Wandung des Tubenkörpers eingewirkt hat, wird es in üblicher Weise aus der Heißgasdüse durch einen Abführkanal in definierter Weise abgeführt. Erfindungsgemäß kann dabei vorgesehen sein, dass das aus dem 1. Heißgasauslass austretende Heißgas und das aus dem 2. Heißgasauslass austretende Heißgas mittels eines gemeinsamen Abführkanals abführbar sind. Der Abführkanal kann als Ringkanal ausgebildet sein, der die Heißgasdüse zumindest teilweise umgibt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1 Einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Erwärmvorrichtung mit teilweise schemati- scher Darstellung einzelner Bauteile.

Die Figur 1 zeigt eine Erwärmvorrichtung 10, mit der die Ränder einer Einfüllöffnung eines einzelnen aus Kunststoff bestehenden Tubenkörpers T einer Tube mittels Heißgas, beispielsweise Heißluft, erwärmt werden können. Die Erwärmvorrichtung 10 besitzt ein Gehäuse 11, in dem eine untere Einführöffnung 12 ausgebildet ist, deren Weite etwas größer als der Durchmesser des Tubenkörpers T ist. Innerhalb des Gehäuses 11 ist eine Heißgasdüse 13 angeordnet, die einen inneren 1. Düsenabschnitt 13a, der einen 1. Heißgaskanal 16 besitzt und in den Innenraum des Tubenkörpers T einbringbar ist, und einen äußeren 2. Düsenabschnitt 13b aufweist, der einen 2. Heißgaskanal 19 besitzt und auf der Außenseite des Tubenkörpers T anordbar ist. In der Heißgasdüse 13 ist über eine Halterung 25 eine vertikale Haltestange 26 montiert, an deren unterem Ende ein konusförmiges Abschirmelement 14 ausgebildet ist, das in den Innenraum des Tubenkörpers T eintauchen kann und verhindern soll, dass das Heißgas mit einem in dem Tubenkörpers T befindlichen Produkt in Berührung kommt .

Zwischen der Haltestange 26 und einer 1. Zylinderwandung 27 ist ein 1. Ringkanal 17 gebildet, der an seinem oberen Ende über einen 1. Verbindungskanal 16a mit einem Zuführkanal 15 in Verbindung steht, in dem ein Heißgas zugeführt wird, wie es durch die Pfeile H angedeutet ist.

In der nur schematisch dargestellten Zuführleitung für das Heißgas ist eine Heißgas-Durchfluss-Steuervorrichtung 30 beispielsweise in Form einer einstellbaren Drossel angeordnet, mit der sich die Menge des zugeführten Heißgases einstellen und verändern lässt.

Der 1. Verbindungskanal 16a und der 1. Ringkanal 17 sind Teil des 1. Heißgas kanals 16, der an seinem unteren Ende einen im wesentlichen radial nach außen weisenden 1. Heiß- gasauslass 18 besitzt, der zwischen der Oberseite des Abschirmelementes 14 und der Unterkante der 1. Zylinderwandung 27 gebildet ist.

An der Mündung des 1. Verbindungskanals 16a in den Zuführkanal 15 ist eine 1. Durchfluss-Steuervorrichtung 23 angeordnet, bei der es sich beispielsweise um eine stufenlos verstellbare Absperrvorrichtung 24 in Form eines Schiebers oder einer Drossel handeln kann. Über die Einstellung der 1. Durchfluss-Steuervorrichtung 23 mittels einer nur schematisch dargestellten Betätigungseinrichtung 31 kann ein Benutzer einstellen, welche Heißgasmenge durch den 1. inneren Heißgaskanal 16 strömen soll oder ob der 1. Heißgaskanal 16 vollständig abgesperrt werden soll.

Stromab der 1. Durchfluss-Steuervorrichtung 23 mündet in den 1. Verbindungskanal 16a ein nur schematisch dargestellter 1. Kühlgas-Kanal 32, in dem eine stufenlos verstellbare Absperrvorrichtung 33 beispielsweise in Form eines Schiebers oder einer Drossel angeordnet ist. Über die Einstellung der Absperrvorrichtung 33 kann ein Benutzer einstellen, ob und ggf. in welcher Menge dem im 1. inneren Heißgaskanal 16 störmenden Heißgas ein kühleres Gas, beispielsweise Umgebungslu t , zugemischt werden soll, um somit die Temperatur des Heißgases einzustellen, das über den 1. inneren Heißgasauslass 18 auf der Innenseite der Wandung des Tubenkörpers T auf diese aufgebracht wird.

In dem 1. inneren Heißgaskanal 16 ist darüber ein 1. Temperatursensor 34 angeordnet, der in nur schematisch dargestellter Weise mit einer Auswerteeinheit 35 verbunden ist. Der 1. Temperatursensor 34 erfasst die Temperatur des im 1. inneren Heißgaskanal 16 strömenden Heißgases und gibt ein entsprechendes Signal an die Auswerteeinheit 35. Die Auswerteeinheit 35 kann in Abhängigkeit von den ermittelten Messwerten die Stellung der Heißgas-Durchfluss-Steuervorrichtung 30 und/oder der 1. Durchfluss-Steuervorrichtung 23 und/oder der Absperrvorrichtung 33 des 1. Kühlgas-Kanals 32 einstellen bzw. verändern. Mit Abstand radial außerhalb des 1. Ringkanals 17 ist ein 2. Ringkanal 20 ausgebildet, der über einen 2. Verbindungskanal 19a mit dem Zuführkanal 15 in Verbindung steht. Der 2. Verbindungskanal 19a und der 2. Ringkanal 20 sind Teil des äußeren 2. Heißgaskanals 19, der an seinem unteren Ende einen 2. Heißgasauslass 21 aufweist, aus dem eine radial nach innen gerichtete Heißgasströmung austritt.

Die austretende Heißgasströmung kann eine radiale und/oder tangentiale und/oder axiale, d.h. nach unten in den Innenraum des Tubenkörpers T gerichtete Komponente aufweisen.

Wie in der Figur 1 ersichtlich ist, ist das Ende des eingesetzten Tubenkörpers T zwischen dem 1. Heißgasauslass 18 und dem 2. Heißgasauslass 21 angeordnet, so dass das aus dem 1. Heißgasauslass 18 austretende Heißgas auf die Innenwandung des Tubenkörpers T und das aus dem 2. Heißgasauslass 21 austretende Heißgas auf die Außenwandung des Tubenkörpers T auftritt, wobei der 1. Heißgas-auslass 18 und der 2. Heißgasauslass 21 so in Längsrichtung des Tubenkörpers T versetzt angeordnet sind, dass der 1. Heißgas-auslass 18 um ein geringes Maß unterhalb des 2. Heißgasauslasses 21 angeordnet ist.

An der Mündung des 2. Verbindungs kanals 19a in den Zuführkanal 15 ist eine 2. Durchfluss-Steuervorrichtung 29 angeordnet, bei der es sich beispielsweise um eine stufenlos verstellbare Absperrvorrichtung 36 in Form eines Schiebers oder einer Drossel handeln kann. Über die Einstellung der 2. Durchfluss-Steuervorrichtung 29 mittels einer nur schematisch dargestellten Betätigungseinrichtung 37 kann ein Benutzer einstellen, welche Heißgasmenge durch den 2. äuße- ren Heißgaskanal 19 strömen soll oder ob der 2. Heißgaskanal 19 vollständig abgesperrt werden soll.

Stromab der 2. Durchfluss-Steuervorrichtung 29 mündet in den 2. Verbindungskanal 19a ein nur schematisch dargestellter. Kühlgas-Kanal 38, in dem eine stufenlos verstellbare Absperrvorrichtung 39 beispielsweise in Form eines Schiebers oder einer Drossel angeordnet ist. Über die Einstellung der Absperrvorrichtung 39 kann ein Benutzer einstellen, ob und ggf. in welcher Menge dem im 2. äußeren Heißgaskanal 19 störmenden Heißgas ein kühleres Gas, beispielsweise Umgebungsluft , zugemischt werden soll, um somit die Temperatur des Heißgases einzustellen, das über den 2. äußeren Heißgasauslass 21 auf der Innenseite der Wandung des Tubenkörpers T auf diese aufgebracht wird.

In dem 2. äußeren Heißgaskanal 19 ist darüber hinaus ein 2. Temperatursensor 40 angeordnet, der in nur schematisch dargestellter Weise mit der Auswerteeinheit 35 verbunden ist. Der 2. Temperatursensor 40 erfasst die Temperatur des im 2. äußeren Heißgaskanal 19 strömenden Heißgases und gibt ein entsprechendes Signal an die Auswerteeinheit 35. Die Aus ^¬ werteeinheit 35 kann in Abhängigkeit von den ermittelten Messwerten die Stellung der Heißgas-Durchfluss-Steuervorrichtung 30 und/oder der 2. Durchfluss-Steuervorrichtung 29 und/oder der Absperrvorrichtung 39 des 2. Kühlgas-Kanals 30 einstellen bzw. verändern.

Radial außenseitig des 2. Ringkanals 20 ist ein ebenfalls als Ringkanal ausgebildeter Abführkanal 22 angeordnet, durch den das Heißgas nach Einwirkung auf die Wandung des Tubenkörpers T abgeführt werden kann, wie es durch die Pfeile A angedeutet ist. Um die Wandung eines Tubenkörpers zu erwärmen, wird dieser zunächst mit seinem oberen offenen Ende von unten durch die Einführöffnung 12 des Gehäuses 11 eingeführt und zwischen dem 1. Heißgasauslass 18 und dem 2. Heißgasauslass 21 angeordnet, wobei das kegelförmige Abschirmelement 14, das in den Tubenkörper T eintaucht, der Ausrichtung des Tubenkörpers T dient. Anschließend wird das Heißgas durch den 1. Heißgaskanal 16 und den 1. Heißgasauslass 18 auf die Innenseite der Wandung des Tubenkörpers T aufgebracht. Das Heißgas strömt dann zwischen der Wandung des Tubenkörpers T und der 1. Zylinderwandung 27 nach oben in einen Verbindungs ka- nal 28, umströmt das obere Ende des Tubenkörpers T und gelangt in den Abführkanal 22 und wird aus diesem abgeführt (Pfeile A) .

Gleichzeitig gelangt das Heißgas bei zumindest teilweise geöffneter Absperrvorrichtung 36 in den 2. Heißgaskanal 19 und tritt an dessen 2. Heißgasauslass 21 aus und beaufschlagt die Außenseite der Wandung des Tubenkörpers T und erwärmt diese. Das Heißgas gelangt unmittelbar in den Abführkanal 22 und wird aus diesem abgeführt.

Die Tubenkörper T wird anschließend nach unten aus der Erwärmvorrichtung herausgenommen und in einer nachfolgenden Pressstation in üblicher Weise verschlossen.