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Title:
METHOD FOR FILLING A TUBE AND CORRESPONDING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/087711
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for filling a tube (3) with a paste, ointment, gel or cream (4). Said tube (3) consists of a tubular or conical casing produced from a flexible material. At its one end the tube has a closable filling opening (9) and at the end opposite said filling opening (9) the tube is closed. Once the paste, ointment, cream (4) or the gel have been filled into the tube, the filling opening (9) is flattened at least in its marginal zone, the inner volume of the tube is reduced by means of a die (11) that deforms the casing and the filling opening (9) is closed. During the steps of flattening and closing the filling opening (9) the inner volume of the tube (3) is simultaneously reduced. The inventive method provides an inexpensive, simple and unproblematic means for reducing the volume of the remaining gas-filled space in the closed tube that requires only slight modifications to the filling installation and no modifications at all to the filling process or to the tube as such.

Inventors:
LUEHR STEFANIE (DE)
WEMLINGER MARTIN (DE)
MANNECK HARTMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2001/005192
Publication Date:
November 22, 2001
Filing Date:
May 08, 2001
Export Citation:
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Assignee:
SCHWARZKOPF GMBH HANS (DE)
LUEHR STEFANIE (DE)
WEMLINGER MARTIN (DE)
MANNECK HARTMUT (DE)
International Classes:
B65B3/16; B65B7/14; (IPC1-7): B65B7/14
Foreign References:
US5014492A1991-05-14
DE8708939U11987-11-26
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Befüllen einer Tube (3) mit Paste, Salbe, Gel oder Creme (4), wobei die Tube (3) aus einem schlauchoder kegelförmigen Mantel aus einem flexiblen Material besteht, an einem Ende eine verschließbare Einfüllöffnung (9) aufweist und an dem der Einfüllöffnung (9) gegenüber liegenden Ende verschlossen ist, wobei man nach dem Einfüllen der Paste, Salbe, Creme (4) oder des Gels die Einfüllöffnung (9) zumindest in ihrem Randbereich flach drückt, das Innenvolumen der Tube (3) mittels eines den Mantel deformierenden Stempels (11) verringert und die Einfüllöffnung (9) verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass man gleichzeitig mit dem Flachdrücken und Verschließen der Einfüll öffnung (9) das Innenvolumen der Tube (3) verringert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Verringen des Innenvolumens der Tube (3) einen an die Einfüllöffnung (9) angrenzenden dreieckförmigen Bereich des Mantels gegen die gegenüberliegende Seite des Mantels drückt, wobei die Spitze des Dreiecks zum verschlossenen Ende der Tube (3) zeigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tube (3) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, besteht.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man Tuben (3) verwendet, die an der Innenseite der Einfüllöffnung (9) ringförmig mit Latex (10) oder dergleichen beschichtet sind.
5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit zwei gegenüberliegenden, aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Clinchbacken (1,2), dadurch gekennzeichnet, dass an der einen Clinchbacke (1) ein Stempel (11) und an der anderen Clinchbacke (2) ein plattenförmiges Gegenstück (13) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) die Form einer dreieckförmigen Platte aufweist, wobei die Spitze des Dreiecks von der einen Clinchbacke (1) wegweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) und das Gegenstück (13) unmittelbar und starr mit der jeweiligen Clinchbacke (1,2) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückfläche des Stempels (11) im wesentlichen parallel zur Längsachse der Vorrichtung und die Andrückfläche des Gegenstücks (13) schräg nach außen bezüglich dieser Längsachse angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (13) bzw. der Stempel (11) Schenkel aufweist, die einen Winkel von 45° bis 90° aufweisen.
Description:
Verfahren zum Befüllen einer Tube und dazu geeignete Vorrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen einer Tube mit Paste, Salbe, Gel oder Creme, wobei die Tube aus einem schlauch-oder kegelförmigen Mantel aus einem flexiblen Material besteht, an einem Ende eine verschließbare Einfüllöffnung aufweist und an dem der Einfüllöffnung gegenüberliegenden Ende verschlossen ist, wobei man nach dem Einfüllen der Paste, Salbe, Creme oder des Gels die Einfüllöffnung zumindest in ihrem Randbereich flach drückt, das Innenvolumen der Tube mittels eines den Mantel deformierenden Stempels verringert und die Einfüllöffnung verschließt.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Befüllen von Aluminium-oder Laminat-Tuben mit an der Luft oxidierbaren Produkten, z. B. oxidativen Farbcremes zum Färben von Haaren in der Haarkosmetik. Es ist bekannt, eine derartige Farbcremetube in mehreren Schritten zu befüllen. Zunächst wird die leere Tube mit Stickstoff begast. Dann wird die Farbcreme von unten nach oben, also beginnend mit dem noch verschlossenen Tubenende, eingefüllt. Nach einem weiteren Begasen mit Stickstoff wird die Einfüllöffnung flachgedrückt und gefalzt, indem zwei Falzbacken geschlossen werden. Der Falzvorgang findet in an sich bekannter Weise statt. Um das nachträgliche Eindringen von Luft zu verhindern, wird am Tubenende innen eine ringförmige Latexbeschichtung aufgebracht oder innen ein Heißsiegellack aufgetragen. Beim Verschließen der Tube wird zunächst die Einfüllöffnung flach gedrückt, wobei die mit Latex beschichteten Innenbereiche der Einfüllöffnung aufeinanderliegen und nach dem Zusammenpressen einen gasdichten Verschluß bilden. Bei Verwendung von Heißsiegellack wird mittels Heizbacken der Lack angeschmolzen und dadurch die Gasdichtigkeit erreicht.

In der Praxis ist es nicht zu vermeiden, dass zwischen dem Tubeninhalt, in dem speziellen Fall also der Farbcreme, und dem Verschluß der Einfüllöffnung ein relativ großer, hauptsächlich mit Stickstoffgas gefüllter Raum verbleibt. Dieser Raum enthält jedoch noch genügend Luftsauerstoff, um im Laufe der Lagerzeit die der Einfüllöffnung zugewandte freiliegende Oberfläche der Farbcreme zu oxidieren und damit zu verfärben. Beim Ausdrücken der Farbcreme werden dann vom Anwender nachteilige Verfärbungen und Streifenbildungen festgestellt.

Das Verfahren der eingangs genannten Art ist aus dem deutschen Gebrauchs- muster DE 87 08 939 U1 bekannt. Hier soll bei einem Beutel für eine medi- zinische Infusionsflüssigkeit die nach dem Verschließen des Behälters darin verbleibende restliche Luftmenge wesentlich verringert werden. Nach dem Befüllen des aus Kunststoff bestehenden Behälters wird hier in einem ersten Schweißvorgang die Größe der Einfüllöffnung verkleinert. Anschließend wird der Füllspiegel durch eine elastische Deformation des Behälters in den Einfüllstutzen hinein angehoben. Dabei drückt ein in der Blasform für die Kunststoffflasche integrierter Stempel gegen den Hauptteil des Behältermantels, welcher deutlich von der Einfüllöffnung entfernt und unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der Infusionsflüssigkeit angeordnet ist. Schließlich wird in einem zweiten Schweiß- vorgang die nach dem ersten Schweißvorgang verbleibende Mündungsöffnung des Einfüllstutzens verschweißt.

Nachteilig in diesem bekannten Verfahren ist der dazu erforderliche Aufwand, der sich zum einen in der Zahl der Verfahrensschritte ausdrückt. Es sind drei Arbeitsschritte, nämlich ein erster Schweißvorgang, eine elastische Deformation des Behälters und schließlich ein zweiter Schweißvorgang erforderlich.

Aufwendig ist auch die notwendige Änderung in der Abfüllvorrichtung. Hier muß in der Halterung bzw. in der Blasform ein separater Stempel mit einem Betätigungselement und einem entsprechenden Antrieb angebracht werden.

Schließlich muß noch eine Steuerung für den Antrieb des Stempels eingebaut werden, welche für das Einhalten einer vorgegebenen Deformation des Behälters sorgt. Wird der Behälter nämlich zu stark deformiert, so wird der Behälterinhalt aus der Einfüllöffnung herausgedrückt, so dass eine entsprechende Verschmutzung der Tubenabfüllanlage und eine Schwierigkeit beim Verschweißen des an der Innenseite mit dem Produkt benetzten Einfüllstutzens die Folge ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Volumen des verbleibenden Gasraumes in der verschlossenen Tube auf kostengünstige, einfache und problemlose Weise erheblich verringert wird, wobei nur geringfügige Abwand- lungen der Abfüllanlage und keine Änderung des Abfüllverfahrens sowie auch keine Änderung der Tube erforderlich sein sollen.

Diese Aufgabe wird im eingangs genannten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass man gleichzeitig mit dem Flachdrücken und Verschließen der Einfüllöffnung das Innenvolumen der Tube verringert. Erfindungswesentlich ist, dass die Verringerung des Innenvolumens der Tube nicht zwischen zwei Schweißvorgängen wie beim Verfahren nach der DE 87 08 939 U1, sondern gleichzeitig mit dem Flachdrücken und Verschließen der Einfüllöffnung stattfindet. Anstelle der drei Arbeitsschritte beim Verschließen des Behälters nach dem Stand der Technik ist erfindungsgemäß nur ein einziger Arbeitsschritt erforderlich.

Insbesondere wird vorgeschlagen, dass man zum Verringen des Innenvolumens der Tube einen an die Einfüllöffnung angrenzenden dreieckförmigen Bereich des Mantels gegen die gegenüberliegende Seite des Mantels drückt, wobei die Spitze des Dreiecks zum verschlossenen Ende der Tube zeigt. Die Deformation des Behälters findet hier im wesentlichen im Bereich oberhalb des Produktes, also im Bereich des Gasanteil statt. Die erfindungsgemäß vorgesehene Deformation kann nach dem endgültigen Verschließen der Tube beibehalten werden, da sie gerade dem Übergang vom zylinderischen Teil der gefüllten Tube in den flachen Bereich entspricht und damit das ästhetische Aussehen nicht beeinträchtigt bzw. relativ unauffällig ist.

Damit die Tube besonders undurchlässig für Luft und insbesondere für den Luft- sauerstoff ist, wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Tube-in an sich bekannter Weise-aus Metall, insbesondere aus Aluminium, besteht.

Von Vorteil ist es außerdem, wenn man Tuben verwendet, die an der Innenseite der Einfüllöffnung ringförmig mit Latex oder dergleichen beschichtet sind.

Derartige Tuben sind nach dem Falzen und Verschweißen besonders luftdicht im Bereich des Falzes.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungs- gemäßen Verfahrens, wobei zwei gegenüberliegende, aufeinander zu und von- einander weg bewegbare Clinchbacken vorgesehen sind. Diese Clinchbacken dienen zum Flachdrücken und Falzen der Einfüllöffnung der Tube.

Die bereits oben genannte erfindungsgemäße Aufgabe wird hier dadurch gelöst, dass an der einen Clinchbacke ein Stempel und an der anderen Clinchbacke ein plattenförmiges Gegenstück angebracht ist. Bewegen sich die Clinchbacken beim Verschließen der Tube aufeinander zu, so wird daher gleichzeitig der den Gasraum der Tube begrenzende Mantel in vorgegebenem Maße zusammengedrückt, wobei der restliche Gasanteil deutlich verringert wird. Ein separater Arbeitsschritt und eine aufwendige Steuerung zur Deformation des Behälters ist erfindungsgemäß nicht erforderlich.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Stempel die Form einer dreieckförmigen Platte aufweist, wobei die Spitze des Dreiecks von der einen Clinchbacke weg- weist. Die Vorteile der dadurch ermögiichten dreieckförmigen Deformation wurden bereits oben genannt.

Eine besonders einfache, problemlose und kostengünstige Umrüstung bereits vorhandener Anlagen ist möglich, wenn der Stempel und das Gegenstück in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung unmittelbar und starr mit der jeweiligen Clinchbacke verbunden sind. Hier ist es besonders deutlich, dass erfindungsgemäß gleichzeitig mit dem Flachdrücken der Einfüllöffnung eine Volumenverringerung des den Restgasanteil umfassenden Tubenbereichs stattfindet.

Vorgeschlagen wird außerdem, dass die Andrückfläche des Stempels im wesent- lichen parallel zur Längsachse der Vorrichtung und die Andrückfläche des Gegenstücks schräg nach außen bezüglich dieser Längsachse angeordnet sind.

Die Längsachse der Vorrichtung ist durch die Längsachse der Tube vorgegeben.

In diesem Ausgestaltung verhindert das Gegenstück die Beschädigung der daran anliegenden Vorderseite der Tube, die im allgemeinen eine Beschriftung trägt.

Schließlich wird vorgeschlagen, dass die Schenkel des Gegenstückes bzw. des Stempels rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Die Schenkel können aber zueinander in einem spitzen Winkel von bis zu 45'angeordnet sein. Die Winkel für das Gegenstück und den Stempel sind in der Tegel nicht identisch, sondern der Stempel weist einen rechten Winkel und das Gegenstück einen geringeren Winkel auf.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeich- nungen näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die Seitenansicht einer zwischen zwei Clinchbacken eingespannten Tube vor dem Verschließen der Einfüllöffnung gemäß der Erfindung, Figur 2 eine Ansicht auf die Tubenrückseite der Anordnung der Figur 1, aber nach dem Flachdrücken der Einfüllöffnung, Figur 3 die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Stempels, Figur 4 die Seitenansicht des Stempels nach Figur 3, Figur 5 eine Draufsicht auf den Stempel nach den Figuren 3 und 4, Figur 6 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen plattenförmigen Gegenstückes, Figur 7 die Seitenansicht des Gegenstückes nach Figur 6 und Figur 8 eine Draufsicht auf das Gegenstück nach den Figuren 6 und 7.

In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläutert.

Die Erfindung ist besonders gut geeignet für das Befüllen von Tuben mit oxidativen, in der Haarkosmetik eingesetzten Farbcremes. Da es hier oft viele unterschiedliche Farbserien und viele unterschiedliche Nuancen pro Farbserie gibt und unterschiedliche Farbserien auch unterschiedliche Cremegrundlagen und entsprechend unterschiedliche Volumina bedeuten, führt dies bei einer sinn- vollerweise eingesetzten einheitlichen Tubengröße für sämtliche Farbserien und Nuancen zu unterschiedlichen Füllungsgraden der Tuben. Daher wird in einem Fall eine derartig große Volumenmenge in die Tube eingefüllt, so dass das Produkt gerade noch nicht in den Falz bei verschlossener Einfüllöffnung gelangen kann. Im anderen Extremfall ist die Füllhöhe jedoch so niedrig, dass ein vergleichsweise großer Gasraum über dem Produkt verbleibt. Da ein vollständiger Ausschluß von Luftsauerstoff technisch nicht möglich ist, kann es zu einer Oxidation an der Grenzschicht bei diesen oxidativen Farbcremes kommen. Eine deutliche Qualitätsverschlechterung des Produktes ist die Folge, und die farblich veränderte Schicht kann beim Ausdrücken der Creme aus der Tube zu optischen Beanstandungen durch den Kunden führen.

Figur 1 zeigt eine zwischen 2 Clinchbacken (Falzbacken) 1,2 eingespannte Tube 3 in einer Ansicht von der Seite. Die Begriffe"Vorderseite"und "Seitenansicht"beziehen sich auf die fertiggestellte, an ihrem hinteren Ende flachgedrückte Tube, wobei die Vorderseite der Tube die hauptsächliche Beschriftung trägt. In dem in Figur 1 dargestellten Verfahrensschritt ist die oxidative Farbcreme 4 in die aus Aluminium bestehende Tube 3 eingefüllt, welche in ihrem unteren Bereich vollständig verschlossen ist. Am Auslaßstutzen 5 ist in üblicher Weise ein Außengewinde angebracht, und die Öffnung 6 des Auslaßstutzens 5 ist in ebenfalls üblicher Weise mit einer Aluminiummembran fest und gasundurchlässig verschlossen. Die Membran wird beim ersten Öffnen der Tube vom Anwender durchstoßen.

Obwohl der Gasraum 7 oberhalb der Farbcreme 4 mit Stickstoff begast wurde, hat sich aufgrund von Restsauerstoff eine Oxidationsschicht 8 an der Grenzfläche zwischen der Farbcreme 4 und dem Gasraum 7 gebildet. Zu erkennen ist außerdem die an sich bekannte Latexschicht 10 an der Innenseite der Tube 3, die fast unmittelbar an die Einfüllöffnung 9 angrenzt.

An der Unterseite der einen Clinchbacke 1 ist ein winkelförmiges Teil, der sogenannte Stempel 11 befestigt, dessen Form aus den Figuren 2 bis 5 deutlich hervorgeht. Er ist mittels der Längsschlitze 12 (Figur 5) an der einen Clinchbacke 1 angeschraubt.

Entsprechend ist an der Unterseite der anderen Clinchbacke 2 ein entsprechen- des gewinkeltes und plattenförmiges Gegenstück 13 angebracht. Seine Form geht am besten aus den Figuren 6 bis 8 hervor.

Bewegen sich nun die Clinchbacken 1,2 entsprechend den Pfeilen 14,15 auf- einander zu, so wird die Einfüllöffnung 9 der Tube 4 flachgedrückt. Gleichzeitig wird infolge des Stempels 11 und des Gegenstückes 13 der Gasraum 7 oberhalb der Farbcreme 4 deutlich stärker als ohne den Stempel 11 und das Gegenstück 13 zusammengedrückt, wobei sich die Oxidationsschicht 8 nach oben in Richtung auf die Einfüllöffnung 9 bewegt, wie es in Figur 2 schematisch dargestellt ist. Bei diesem Vorgang verhindert das Gegenstück 13 unterhalb der anderen Clinchbacke 2, dass die Tubenvorderseite beschädigt wird. Dagegen wird der Stempel 11 in die Tubenrückseite gepreßt. Als Ergebnis ist der Gasraum 7 zwischen der Farbcreme 4 und dem Latexring 10 deutlich verringert. Der größte Teil der Oberfläche der Farbcreme 4 ist nun mit dem Innenschutzlack, der an der Innenseite der Aluminiumtube angebracht ist, bedeckt und lediglich an den beiden äußeren Tubenenden könnte eine leichte Oxidationsschicht entstehen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund der baulichen Anordnung eine äußere Verschmutzung der Tube durch austretendes Füligut weitgehend ausgeschlossen werden kann.

Falls es gewünscht ist, können die Form, die Größe und Krümmung des Stempels 11 und des Gegenstückes 13 nach Bedarf variiert und optimiert werden.

Zusammenfassend liegen die Vorteile der Erfindung insbesondere in der Ver- ringerung der farblich veränderten Oxidationsschicht. Da die Farbcreme durch den Stempel 11 in die obersten Ecken der Tube 3, nämlich in den Bereich des Falzes, gedrückt wird, kann die beanstandete Oxidationsschicht nicht mehr aus der Tube gedrückt werden.

Die Form des Stempels 11 ist derart gewähit, dass zwischen der Farbcreme 4 und dem Falz der nötige Reserveraum vorhanden, aber ausreichend klein ist.

Durch die geometrische Gestaltung des Stempels 11 ist es weitgehend auszuschließen, dass das Produkt in unerwünschter Weise mit der Latexschicht 10 der Tube 3 in Berührung kommt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Farbcreme 4 in der Tube durch den Stempel 11 nur in die beiden äußersten Ecken geführt wird. Dadurch gelangt eine wesentliche geringere Produktmenge in die Latexschicht 10 am Tubenende als bei einer maximalen Befüllung einer Tube ohne Anwendung der Erfindung. Außerdem ist durch das Angreifen der Clinchbacken 1,2 etwa 5 bis 10 unterhalb der Latexschicht 10 und der noch einmal etwa 2 mm tieferen Anordnung des Stempels 11 für diese geringe Produktmenge ein ausreichend großer Reserveraum vorhanden. Bei extremen Schwankungen der Füllhöhen, die beispielsweise durch Gaseinschlüsse schon in der Farbcreme selber hervorgerufen werden könnten, ist es außerdem möglich, den Stempel 11 derart an der Clinchbacke 1 anzubringen, dass er mehr oder weniger stark auf den Tubenmantel drückt.

Eine Beeinträchtigung oder Beschädigung der Tuben von außen ist nicht möglich. Durch die unterschiedliche Bauart des Stempels 11, der die Form eines Dreiecks hat, und des Gegenstückes mit einer glatten Rechteckfläche, wobei beide Teile 11,13 in nur einem Arbeitsgang mit den Clinchbacken 1,2 auf die Tubenoberfläche drücken, wird auf derjenigen Seite der Tube, an der die glatte Fläche des Gegenstückes 13 drückt, keine sichtbare Veränderung hervorgerufen. Auf der Rückseite der Tube, auf die der Stempel 11 drückt, erhält man die übliche, jetzt aber in ihrer Form vorgegebene Wölbung. Eine Beschädigung des Lackes auf der Tubenoberfläche ist ausgeschlossen, da zum einen die Beanspruchung nur einen Bruchteil der Beanspruchung an den Enden des Falzes ist und zum anderen die Oberfläche des Stempels 11 und des Gegenstückes 13 keine scharfen Kanten aufweist. Soweit überhaupt Kanten auftreten, sind diese abgerundet.

B e z u g s z e i c h e n I i s t e 1 die eine Clinchbacke 2 die andere Clinchbacke 3 Tube 4 Farbcreme 5 Auslaßstutzen 6 Öffnung 7 Gasraum 8 Oxidationsschicht 9 Einfüllöffnung 10 Latexschicht 11 Stempel 12 Längsschlitz 13 Gegenstück 14 Pfeil 15 Pfeil