DE102008011565A1

DE102008011565A1 - Formkörper sowie Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen des Formkörpers

Info

Publication number: DE102008011565A1
Application number: DE102008011565A
Authority: DE
Inventors: Werner Brüning
Original assignee: FISCHBACH KG
Current assignee: FISCHBACH KG
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: DE102008011565B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Formkörper (1), insbesondere in Behälterform, mit zumindest einer Wandung (10), wobei der Formkörper über zumindest einen Teil seiner Wandung mit zumindest einem eingeformten Deckelement (15) versehen ist. Es besteht das Problem, dass es während eines Spritzgussvorgangs zu einem ungewollten Deplatzieren des Deckelements innerhalb der Hohlform kommt. Dieses wird für einen solchen Formkörper dadurch gelöst, dass zumindest ein Formschlusselement (16, 17) zum Sichern des Deckelements (15) gegen ein Verschieben gegenüber dem Formkörper (1) in zumindest einer Richtung während des Einformvorgangs vorgesehen ist. Für eine Vorrichtung (4) zum Herstellen eines Formkörpers (1) mit zumindest einem in eine Wandung (10) des Formkörpers (1) eingeformten Deckelement (15), mit einer Hohlform (2) und zumindest einem in die Hohlform (2) einführbaren Formkern (3), wobei zwischen Hohlform (2) und Formkern (3) ein mit einer Materialschmelze füllbarer Hohlraum (25) vorgesehen ist, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hohlform (2) und/oder der Formkern (3) zumindest ein vorstehendes und/oder vertieftes Element (22, 32) zum Verhindern eines Verschiebens des Deckelements (15) in zumindest einer Richtung gegenüber dem Formkörper (1) aufweist oder aufweisen. Für ein entsprechendes Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers (1) wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass während des Injizierens von Materialschmelze in den Hohlraum (25) das Deckelement (15) an zumindest ...

Description

Die Erfindung betrifft einen Formkörper, insbesondere in Behälterform, mit zumindest einer Wandung, wobei der Formkörper über zumindest einen Teil seiner Wandung mit zumindest einem eingeformten Deckelement versehen ist, eine Vorrichtung zum Herstellen des Formkörpers mit zumindest einem in eine Wandung des Formkörpers eingeformten Deckelement, mit einer Hohlform und zumindest einem in die Hohlform einführbaren Formkern, wobei zwischen Hohlform und Formkern ein mit einer Materialschmelze füllbarer Hohlraum vorgesehen ist, sowie ein Verfahren zum Herstellen des Formkörpers mit zumindest einem in eine Wandung des Formkörpers eingeformten Deckelement in einer Hohlform, in die zumindest ein Formkern unter Belassen eines Hohlraumes zwischen Hohlform und Formkern einfügbar ist.
Derartige Formkörper, Vorrichtungen und Verfahren zu deren Herstellung sind bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 103 33 158 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Behälters mit in die Behälterwand integriertem Deckelement im Spritzgussverfahren. Hierbei wird der Spritzgussform das Deckelement auf einem Hilfsdorn zugeführt. Die Spritzgussform ist als Hohlform ausgebildet. Sie wird über den Hilfsdorn geschoben und das Deckelement elektrostatisch oder durch Vakuum an die Hohlform übertragen. Alternativ kann das Deckelement von einem Applikator auf den Formkern aufgebracht und auf diesem in die Hohlform eingeschoben werden.
Bei diesem Verfahren werden Deckelemente in die Wand des Behälters integriert. Beim In-Mould-Labeling (IML) wird in eine Spritzgussform zunächst ein Deckelement eingebracht, das sich an die Mantelfläche anlegt, bevor die Form geschlossen und die Kunststoffschmelze injiziert wird. Der fliesfähige Kunststoff wird durch die vorherrschende Prozesswärme fest mit dem Deckelement verbunden. Das Deckelement wird dadurch integraler Bestandteil des spritzgegossenen Behälters oder allgemein Formkörpers. Gerade bei der Herstellung von dünnwandigen Behältern, wie beispielsweise Margarine-Bechern, wird dieses Verfahren angewandt.
Beim Injizieren von Kunststoffschmelze zwischen Hohlform und Formkern kann das Problem auftreten, dass das Deckelement aufgrund der hohen Formfüllgeschwindigkeit, mit der die Kunststoffschmelze injiziert wird, deplatziert wird und sich somit nicht mehr an der gewünschten Position auf der Wandung des hergestellten Behälters befindet. Ferner kann sich das Deckelement aufgrund der hohen Formfüllgeschwindigkeit beim Injizieren der Kunststoffschmelze einfalten oder Wellen bilden, was ebenfalls zu einer qualitativ minderwertigen Oberfläche des fertigen Behälters führen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers, insbesondere in Behälterform, vorzusehen, bei deren Anwendung es nicht mehr zu einem ungewollten Deplatzieren des Deckelementes innerhalb der Hohlform während des Spritzgussvorgangs kommt und somit ein Formkörper hergestellt werden kann, bei dem das zumindest eine Deckelement weder Falten noch Wellen wirft und im Wesentlichen an einer vorgebbaren oder vorgegebenen Stelle des Formkörpers positioniert ist.
Die Aufgabe wird für einen Formkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass zumindest ein Formschlusselement zum Sichern des Deckelements gegen ein Verschieben gegenüber dem Formkörper in zumindest einer Richtung während des Einformvorgangs vorgesehen ist. Für eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Hohlform und/oder der Formkern zumindest ein vorstehendes und/oder vertieftes Element zum Verhindern eines Verschiebens des Deckelements in zumindest einer Richtung gegenüber dem Formkörper aufweist oder aufweisen. Für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 25 wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass während des Injizierens von Materialschmelze in den Hohlraum das Deckelement an zumindest einem vorstehenden und/oder einem vertieften Element an der Hohlform und/oder dem Formkern gehalten wird. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird ein Formkörper geschaffen, der mit zumindest einem Deckelement versehen ist, das an einer vorgegebenen Stelle der Oberfläche des Formkörpers positioniert ist. Ferner wird eine Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers geschaffen, mittels derer während des Formgebungsvorgangs des Formkörpers ein Sichern des Deckelements an dem geformten Formkörper gegen ein Verschieben diesem gegenüber möglich ist. Eine Relativbewegung zwischen Deckelement und Hohlform bzw. Formkern kann dadurch vermieden werden. Durch die in den Hohlraum zwischen Hohlform und Formkern mit hoher Formfüllgeschwindigkeit einströmende Materialschmelze, insbesondere Kunststoffschmelze, wird das Deckelement gegen das zumindest eine vorstehende und/oder vertiefte Element gepresst, wodurch die Oberfläche des sich in dem Hohlraum ausbildenden Formkörpers eine entsprechende Negativform des vorstehenden und/oder vertieften Elementes einnimmt und mit dieser das ebenfalls in das vorstehende und/oder vertiefte Element eingeschobene Teil des Deckelements dort festhält. Ein ungewolltes Bewegen des Deckelementes zusammen mit der einströmenden Materialschmelze kann dadurch sicher unterbunden werden, da das Deckelement formschlüssig an das zumindest eine vorstehende und/oder vertiefte Element der Hohlform und/oder des Formkerns der Vorrichtung zum Herstellen des Formkörpers durch die einströmende Materialschmelze gedrückt und gehalten wird. Es wird somit zumindest ein Formschlusselement in dem Deckelement und/oder einer an der Hohlform und/oder dem Formkern gebildeten Wandung des Formkörpers gebildet.
Das Deckelement ist vorteilhaft ein zumindest teilweise an dem zumindest einen vorstehenden und/oder vertieften Element und/oder dem zumindest einen Formschlusselement anformfähig ausgebildetes Deckelement, damit sich das Deckelement bei der Herstellung des Formkörpers an dem vorstehenden und/oder vertieften Element bzw. an dem Formschlusselement formschlüssig anlegen kann. Die Anformfähigkeit wird bestimmt in erster Linie durch die Materialwahl des Deckelements und dessen Dicke bestimmt. Grundsätzlich ist es bereits ausreichend, wenn das Deckelement lediglich in dem Bereich anformfähig ausgebildet ist, in dem es sich an dem zumindest einen vorstehenden und/oder vertieften Element formschlüssig anlegen soll. Selbstverständlich ist es ebenso möglich, das Deckelement vollständig anformfähig auszubilden, so dass dessen Positionierung bezüglich des vorstehenden und/oder vertieften Elements bzw. des Formschlusselements nicht auf einen anformfähigen Bereich des Deckelements abgestimmt zu werden braucht.
Das Deckelement kann ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein. Insbesondere können ein- oder mehrschichtige Folien verwendet werden, die aus Kunststoff und/oder Papier und/oder Metall bestehen. Die für die Herstellung des Deckelements verwendeten Folien können ferner einachsig oder mehrachsig verstreckt, spannungsarm gegossen oder gewalzt sein. Mehrschichtige Verbundfolien können beispielsweise Verbundschichten aus Polypropylen (PP) mit Polyethylenterephthalat (PET) und Aluminium oder Polyethylen (PE), Ethylen-Vinyl-Alkohol-Copolymer (EVOH) und Polyethylenterephthalat (PET) bestehen. Auch Deckelemente aus Papier mit integriertem Haftvermittler können verwendet werden. Die Wahl des Materials/der Materialien, der Ausführung der Folie(n) und von deren Dicke wird vorteilhaft von den zu erzielenden Wirkungen bzw. Eigenschaften abhängig gemacht, z. B. einer gewünschten Barrierewirkung gegenüber migrierenden Substanzen, einer gewünschten Kratzfestigkeit einer bedruckten Folie, etc. Es können daher Folien mit unterschiedlicher Festigkeit, Verarbeitbarkeit, Bedruckbarkeit etc. einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die Dicke des Deckelements kann anwendungsspezifisch gewählt werden und beispielsweise bis zu 250 μm betragen, insbesondere können Deckelemente mit einer Dicke von 40 bis 250 μm oder auch unter 40 μm vorgesehen werden. Deckelemente mit einer Dicke von mehr als 250 μm können dann verwendet werden, wenn sie zumindest teilweise an das zumindest eine vorstehende und/oder vertiefte Element bzw. am Formkörper entstehende Formschlusselement anformfähig ausgebildet sind.
Das zumindest eine Formschlusselement kann durch einen Vorsprung und/oder eine Vertiefung in einer dem Deckelement zugewandten Oberfläche des Formkörpers und dem Deckelement gebildet sein. Das zumindest eine Formschlusselement kann ferner durch einen Vorsprung und/oder eine Vertiefung in dem Deckelement zum Eingreifen in eine Wandung einer Vorrichtung zum Herstellen des Formkörpers gebildet sein. Es können also in der Wandung des Formkörpers und in dem Deckelement ineinander passende Formschlusselemente gebildet sein. Ferner können lediglich in dem Deckelement Formschlusselemente durch das Festhalten in der Hohlform und/oder an dem Formkern gebildet sein.
Vorteilhaft ist das zumindest eine Formschlusselement durch eine Rippe und/oder Nut ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann es durch eine punktuelle Vertiefung und/oder einen punktuellen Vorsprung ausgebildet sein. Die Formschlusselemente können somit nicht nur durch Rippen und Nuten, sondern auch zusätzlich durch punktuelle Vertiefungen oder punktuell vorstehende Elemente gebildet sein, wenn sich dies als anwendungsspezifisch sinnvoll erweist. Bei einem Formschlusselement in Form einer Vertiefung in der Oberfläche der Hohlform und/oder des Formkerns kann ein Teil der Materialschmelze in diese Vertiefung hineingepresst werden, so dass auf der Oberfläche des gebildeten Formkörpers ein der Negativform der Vertiefung entsprechendes vorstehendes Element gebildet wird, insbesondere in Form eines Steges oder einer punktuellen Erhöhung gegenüber der Oberfläche des gebildeten Formkörpers.
Vorteilhaft kann als ein vorstehendes Element ein zumindest teilweise um den Formkörper umlaufendes ringförmiges Element vorgesehen sein. Der Formkörper kann überwiegend rotationssymmetrisch ausgebildet sein und das zumindest eine Formschlusselement sich über zumindest einen Teil des Umfangs des Formkörpers um dessen Rotationsachse umlaufend erstrecken. Beim Einpressen der Materialschmelze in den Hohlraum zwischen Hohlform und Formkern bildet der sich ausbildende Formkörper entsprechend eine zumindest teilweise umlaufende ringförmige Nut oder Rippe aus, über die das Deckelement an der gewählten Position innerhalb der Hohlform und damit an dem zu formenden bzw. geformten Formkörper gehalten werden kann.
Um einen besonders guten Halt des Deckelements zu ermöglichen, kann, wie bereits erwähnt, eine Kombination aus vorstehenden und vertieften Elementen vorgesehen werden, wie beispielsweise mehreren Nuten und Rippen, punktuellen Vertiefungen und punktuellen Vorsprüngen.
Als weiter vorteilhaft erweist es sich, das zumindest eine Formschlusselement zum Sichern des Deckelements auf der Außen- und/oder Innenseite des Formkörpers vorzusehen. Ein als Behälter ausgebildeter Formkörper kann sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite mit einem jeweiligen Deckelement versehen sein. Daher erweist sich das Sichern des Deckelements sowohl auf der Außen- als auch der Innenseite des Formkörpers als vorteilhaft, da in jedem der Fälle ein Verschieben des Deckelements während des Einspritzens der Materialschmelze zu einem Qualitätsverlust des fertigen Formkörpers führen kann.
Vorteilhaft ist das zumindest eine Formschlusselement proximal zur Einspritzstelle einer Materialschmelze beim Herstellen des Formkörpers vorgesehen. Da die in den Hohlraum zwischen Hohlform und Formkern einströmende Materialschmelze stets zunächst den proximal zur Einspritzstelle in den Hohlraum gelegenen Teil des Deckelements mitreißen wird, erweist es sich als vorteilhaft, gerade diesen Teil des Deckelements zu sichern. Das zumindest eine Formschlusselement kann daher vorteilhaft endseitig an dem Formkörper und/oder dem Deckelement angeordnet sein, da in diesem Bereich üblicherweise die Einspritzstelle der Materialschmelze in den Hohlraum vorgesehen ist. Das Vorsehen eines sicheren Haltes für das Deckelement ist daher an dieser Stelle besonders sinnvoll. Wird das Deckelement lediglich auf einen Teil der Längserstreckung des Formkörpers aufgebracht, erweist sich das Vorsehen des zumindest einen vorstehenden und/oder vertieften Elementes in dem Bereich der Hohlform und/oder des Formkerns als besonders vorteilhaft, in dem das Deckelement proximal zur Einspritzstelle für die Materialschmelze oder im Bereich einer Zuführung der Materialschmelze in den Hohlraum zwischen Hohlform und Formkern angeordnet ist. Vorteilhaft ist das zumindest eine Formschlusselement mit axialem Abstand zur Anspritzstelle, also in Materialflussrichtung hinter der Anspritzstelle des Formkörpers an diesem angeordnet. Bezüglich der Vorrichtung zum Herstellen des Formkörpers ist entsprechend das vorstehende oder vertiefte Element an der Hohlform und/oder dem Formkern vorteilhaft in Materialflussrichtung hinter der Einspritzstelle in den Hohlraum für den herzustellenden Formkörper vorgesehen.
Wenn der Formkörper eine Kartusche ist, erweist es sich dann als besonders vorteilhaft, das zumindest eine Formschlusselement mit Abstand zu einer Schulter des Formkörpers in Bezug auf dessen Längsrichtung anzuordnen, wenn das Deckelement axial beabstandet zu dieser dort angeordnet ist. Entsprechend ist das vorstehende und/oder vertiefte Element in der Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Formkörpers in Form einer Kartusche in Bezug auf die Materialflussrichtung hinter einer Ausformung in der Hohlform zum Ausbilden der Schulter des herzustellenden Formkörpers an der Hohlform und/oder dem Formkern vorgesehen sein.
Durch den axialen Abstand in Längsrichtung des Formkörpers zur Anspritzstelle von diesem bzw. in Materialflussrichtung hinter der Einspritzstelle der Materialschmelze in die Hohlform in den Hohlraum zwischen Hohlform und Formkern kann das Deckelement gerade dort, wo es am meisten der Gefahr einer ungewollten Deplatzierung ausgesetzt ist, gehalten werden. Im Bereich der Ausformung der Schulter einer Kartusche erfolgt eine Umlenkung der Materialschmelze aus der radialen in die axiale Richtung bezüglich der Kartusche bzw. des Hohlraums, so dass die Gefahr eines Mitreißens des Deckelements, das in diesem Bereich mit seinem einen Ende angeordnet ist, ohne das Vorsehen des vorstehenden und/oder vertieften Elements bzw. Formschlusselements durch die strömende Materialschmelze besonders hoch ist. Daher erweist sich das Anordnen des zumindest einen vorstehenden oder vertieften Elements gerade in diesem Umlenkungsbereich aus der radialen in die axiale Bewegung der Materialschmelze als besonders vorteilhaft.
Ist also ein Ende des Deckelements in einem Bereich, in dem die Richtung des Materialflusses umgelenkt wird, wie im Bereich einer solchen Schulter, angeordnet, besteht hier aufgrund der Formfüllgeschwindigkeit die Gefahr eines Mitreißens des Deckelements. Daher erweist sich das Anordnen eines Formschlusselements zum Festhalten des Deckelements dort als vorteilhaft. Das vorstehende oder vertiefte Element ist dabei vorzugsweise in einem zylindrischen Abschnitt des Hohlraums und/oder des Formkerns bzw. das zumindest eine Formschlusselement an dem fertigen Formkörper an einem zylindrischen Abschnitt von diesem vorgesehen.
Der axiale Abstand zur Umlenkungsstelle der Materialflussrichtung und die Größe der Formschlusselemente können anwendungsspezifisch gewählt werden.
Der Formkörper kann somit dahingehend ausgebildet sein, dass das Deckelement mit dem Formkörper durch Vorsehen zumindest eines aus der Ebene der Wandung des Formkörpers abstehenden Formschlusselements verbunden ist. Ferner kann das Deckelement mit dem Formkörper durch Vorsehen zumindest einer Vertiefungsstelle als Formschlusselement in der Wandung verbunden sein.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden Ausführungsbeispiele von dieser näher anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers,
2 eine perspektivische Detailansicht des Formkörpers gemäß 1,
3 eine Detailschnittansicht durch einen endseitigen Abschnitt des Formkörpers gemäß 2,
4 eine Detailschnittansicht durch einen endseitigen Abschnitt einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers,
5 eine Detailschnittansicht durch einen endseitigen Abschnitt einer weiteren alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers,
6 eine perspektivische Ansicht des in 5 dargestellten Details eines erfindungsgemäßen Formkörpers,
7 eine teilweise Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Formkörpers nach einem der 1 bis 6,
8 eine seitliche Schnittansicht der geschlossenen Vorrichtung gemäß 7 mit angedeuteter Zufuhr von Materialschmelze, und
9 eine Detailschnittansicht durch einen endseitigen Abschnitt noch einer weiteren alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Formkörpers.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines spritzgegossenen Formkörpers 1. Der Formkörper 1 weist die Form einer Kartusche auf mit einer zylindrischen Umfangswandung 10 und einer endseitigen Stirnwandung 11. Das gegenüberliegende Ende 12 des Formkörpers ist offen ausgebildet, was 1 nicht zu entnehmen ist, jedoch 7. Zentral aus der Stirnwandung 11 ragt ein Stutzen 13 hervor, der ein außenseitiges Gewinde 14 aufweist und eine Anspritzstelle 130.
Bei der Fertigung des Formkörpers wird der Stutzen beziehungsweise dieses Ende des Formkörpers mit der Anspritzstelle 130 als erstes geformt, da dort die Materialschmelze in die Form eintritt. Eine solche Hohlform 2 zum Fertigen des Formkörpers ist in den 7 und 8 gezeigt, wobei in 8 der Eintritt von Materialschmelze angedeutet ist, wie weiter unten näher erläutert wird.
Der Formkörper 1 gemäß 1 ist außenseitig und gegebenenfalls auch innenseitig mit einem Deckelement 15 versehen, das bei der Fertigung des Formkörpers in die Hohlform 2 und/oder auf einen Formkern 3 aufgefügt wird, um nach dem Einbringen der Schmelze in die Hohlform auf der Außen- und/oder Innenseite des fertigen Formkörpers dort eingebettet zu sein und die Außenseite des Formkörpers zu bilden. Das Deckelement 15 ist in 1 lediglich angedeutet. Das Einbetten des Deckelements 15 in die Oberfläche des Formkörpers kann wie in der DE 103 33 158 A1 offenbart erfolgen.
Der Formkörper gemäß 1 weist in der Nähe seiner Stirnwandung 11 außenseitige Rippen und Nuten auf, was besser der perspektivischen Detailansicht in 2 und der Schnittansicht in 3 entnommen werden kann. Die Rippen und Nuten werden während des Spritzgussvorgangs durch entsprechend innerhalb der Hohlform und/oder des Formkerns vorgesehene vorstehende bzw. vertiefte Elemente in die Oberfläche des Formkörpers 1 und des Deckelements 15 eingeformt. Zwischen Deckelement 15 und der Außenfläche der Umfangswandung entsteht im Bereich der Rippen 16 und Nuten 17 somit ein Formschluss, der das Deckelement daran hindert, innerhalb der Hohlform während des Spritzgussvorgangs zu wandern und somit deplatziert zu werden. Vielmehr kann das Deckelement durch das Vorsehen dieser Formschlusselemente in Form der Rippen 16 und Nuten 17 und der gegengleichen Ausbildung von Rippen und Nuten festgehalten werden.
Die Rippen 16 und Nuten 17 in der Umfangswandung 10 des Formkörpers sind, wie 3 zu entnehmen ist, auch in dem Deckelement 15 ausgebildet. Entsprechend sind zum Ausbilden der Rippen 16 und Nuten 17 in der in den 7 und 8 gezeigten Hohlform einer Vorrichtung 4 zum Herstellen des Formkörpers auf deren Innenfläche 21 vorstehende Elemente 22 ausgebildet. Vor dem Einfüllen der Materialschmelze in die Hohlform 2 wird das Deckelement 15 in diese eingelegt. Dieses lagert dann unter anderem auch auf den vorstehenden Elementen 22 auf der Innenfläche 21 der Wandung 20 der Hohlform 2. Durch einen Kanal 23 im Kopfteil 24 der Hohlform 2 wird die Materialschmelze, insbesondere Kunststoffschmelze, mit einer hohen Formfüllgeschwindigkeit in den Hohlraum 25 zwischen der Wandung 20 bzw. deren Innenfläche 21 und dem Formkern 3 innerhalb der Hohlform 2 injiziert. Die Formfüllgeschwindigkeit, mit der die Materialschmelze injiziert wird, führt dazu, dass das Deckelement 15 gegen die vorstehenden Elemente 22 gepresst wird und dadurch an diesen gegen ein ungewolltes Verschieben und Mitgerissenwerden mit der Materialschmelze gesichert wird. Zudem umfließt die Materialschmelze die vorstehenden Elemente 22 und bildet somit eine Gegenform zu diesen, so dass das Deckelement 15 noch zusätzlich von seiner Rückseite her, an der die Materialschmelze anliegt, festgehalten und damit gegen ein Bewegen gesichert wird.
Liegt außer an der Innenfläche 21 der Wandung 20 der Hohlform 2 auch auf der Außenfläche 31 der Wandung 30 des Formkerns 3 ein entsprechendes zweites Deckelement 15 an, das die Innenfläche des zu bildenden Formkörpers 1 bedecken soll, kann auch der Formkern 3 entsprechende Halteelemente beispielsweise in Form von vorstehenden Elementen 32 aufweisen, wie ebenfalls in 7 angedeutet. Durch die eintretende Schmelze wird auch das zweite Deckelement, das den Formkern 3 umgibt, gegen dessen Außenfläche 31 und entsprechend gegen die vorstehenden Elemente 32 gepresst, wobei die die vorstehenden Elemente 32 umfließende Materialschmelze eine Gegenform zu diesen bildet und damit zusätzlich das Deckelement durch Formschluss festhält.
Wie den 7 und 8 entnommen werden kann, wird das Deckelement 15 durch die vorstehenden Elemente 22 bzw. 32 mit axialem Abstand zur Einspritzstelle 28 der Materialschmelze in den Hohlraum 25 an der Hohlform 2 bzw. dem Formkern 3 gehalten. Die vorstehenden Elemente 22, 32 sind mit axialem Abstand – bezüglich der Längsrichtung der Hohlform – zu einer, also in Materialflussrichtung hinter einer Ausformung 27 in dem Hohlraum 25, in der eine Schulter 19 des Formkörpers 1 in Form einer Kartusche gebildet wird, angeordnet. Die Ausformung 27 zum Ausbilden der Schulter 19 ist in dem Kopfteil 24 vorgesehen, wie den 7 und 8 zu entnehmen ist. Wie besonders gut dem fertigen Formkörper, wie er in den 3, 4, 5 und 9 im Detailschnitt gezeigt ist, entnommen werden kann, liegt der Bereich der Anordnung der Rippen 16 und Nuten 17 bzw. der vorstehenden Elemente 22, 32 im Bereich der Umlenkung der Materialschmelze beim Einspritzvorgang aus der radialen Bewegung in eine axiale, bezogen auf die Hohlform bzw. den Hohlraum 25, am Beginn eines zylindrischen Abschnitts 26 des Hohlraums 25. In diesem Bereich besteht durch die wirkenden hohen Kräfte die Gefahr eines ungewollten Mitreißens des Deckelements 15 mit der strömenden Materialschmelze, das durch die vorstehenden Elemente in der Hohlform bzw. an dem Formkern 3 und entsprechend durch die sich ergebenden Rippen 16 und Nuten 17 gehalten wird. Insbesondere ist eine Rippe 16 und/oder eine Nut 17 direkt axial benachbart zu einer Einschnürung 190 vorgesehen, die die Schulter 19 von dem zylindrischen Abschnitt 26 trennt.
Grundsätzlich ist es bei Vorsehen eines dicken oder steifen Deckelements 15 auch möglich, dass das Deckelement lediglich durch die einströmende Materialschmelze auf die vorstehenden Elemente 22 der Hohlform bzw. 32 des Formkerns 3 aufgepresst wird, jedoch hierbei die vorstehenden Elemente lediglich einen Teil des Deckelements deformieren, wie in 4 dargestellt. Aufgrund der hohen Materialstärke des Deckelementes findet nur eine ganz geringe oder gar keine Formanpassung im Bereich der Wandung 10 des Formkörpers statt. Lediglich das Deckelement 15 wird entsprechend deformiert. Die Umfangswandung 10 des Formkörpers kann eine geringe oder gar keine Deformation aufweisen, wie in 4 gezeigt.
Sind anstelle vorstehender Elemente 22 auf der Innenfläche 21 der Wandung 20 der Hohlform 2 und/oder auf der Außenfläche 31 der Wandung 30 des Formkerns 3 Nuten vorgesehen, entsteht seitens der Umfangswandung 10 des Formkörpers 1 die in 5 gezeigte Formgebung. Hier ragen schmale Rippen 16 über die Oberfläche 18 der Umfangswandung 10 vor. In entsprechender Weise wird auch das Deckelement 15 in die entsprechenden Nuten in der Oberfläche der Hohlform bzw. des Formkerns eingepresst, so dass auch das Deckelement 15 entsprechende Rippen ausbildet und gegen ein Bewegen gegenüber der ursprünglichen Positionierung in der Hohlform 2 bzw. auf dem Formkern 3 gesichert wird.
9 zeigt im Prinzip die gleiche Ausbildung der Oberfläche 18 der Umfangswandung 10 des Formkörpers 1 wie 5. Im Vergleich zu dieser sind die gebildeten Rippen 16 jedoch spiegelbildlich zu den Rippen nach 5 geformt. Die Rippen 16 der Ausführungsform nach 5 weisen eine etwa radial nach außen weisende obere, also in Richtung der Schulter 19 gerichtete Kante 160 und eine schräge untere, also in Richtung des Endes 12 des Formkörpers 1 gerichtete Kante 161 auf. Die Rippen 16 der Ausführungsform nach 9 weisen demgegenüber eine schräge obere Kante 162 und eine etwa radial nach außen weisende untere Kante 163 auf.
Anstelle des Vorsehens von Rippen und/oder Nuten können auch anderweitig geformte Elemente vorgesehen werden, wie beispielsweise punktförmige Vorsprünge und Vertiefungen, an denen das Deckelement 15 ebenfalls während des Einspritzens der Materialschmelze gehalten werden kann. Zudem ist eine Kombination von Rippen, Nuten und punktuellen Vorsprüngen und/oder Vertiefungen möglich.
Wie insbesondere den 2 und 6 und 9 klar zu entnehmen ist, sind die Formschlusselemente zum Halten des Deckelements 15 an der Wandung 10 des Formkörpers 1 während des Fertigungsvorgangs innerhalb der Hohlform an der gewünschten Position im Bereich des einen Endes des Formkörpers vorgesehen, in das zuerst die Materialschmelze eingebracht wird, das also zuerst gefertigt wird, da an diesem Ende die Gefahr eines Mitreißens des Deckelements beim Injizieren der Materialschmelze in erster Linie besteht. Soll sich das Deckelement 15 lediglich über einen Teil der Oberfläche des Formkörpers erstrecken, sind die Formschlusselemente proximal zu dem Ende des Formkörpers dort angeordnet, wo das Deckelement zuerst von der Materialschmelze erfasst werden kann, da dort die Gefahr eines unerwünschten Mitreißens des Deckelements 15 mit der Materialschmelze besteht.
Neben dem im Vorstehenden beschriebenen und in den Ausführungsbeispielen gezeigten Ausführungsformen von Formkörpern und Vorrichtungen zum Fertigen solcher Formkörper sind noch zahlreiche weitere möglich, bei denen jeweils zumindest ein Formschlusselement ein Deckelement gegen ein unerwünschtes Verschieben gegenüber dem Formkörper in zumindest einer Richtung während dessen Fertigung sichert. Das zumindest eine Formschlusselement ist üblicherweise nach dem Fertigstellen des Formkörpers noch an diesem und/oder dem Deckelement zu erkennen. Bei einer Vorrichtung zum Herstellen des Formkörpers ist zumindest ein vorstehendes Element und/oder ein vertieftes Element zum Bieten eines Haltes zum Sichern des Deckelements in zumindest einer Richtung gegen ein Verschieben desselben während des Einspritzens der Materialschmelze vorgesehen.

1: Formkörper
2: Hohlform
3: Formkern
4: Vorrichtung
10: Umfangswandung
11: Stirnwandung
12: Ende
13: Stutzen
14: Gewinde
15: Deckelement
16: Rippe
17: Nut
18: Oberfläche
19: Schulter
20: Wandung
21: Innenfläche
22: vorstehendes Element
23: Kanal
24: Kopfteil
25: Hohlraum
26: zylindrischer Abschnitt
27: Ausformung
28: Einspritzstelle
30: Wandung
31: Außenfläche
32: vorstehendes Element
130: Anspritzstelle
160: obere Kante
161: untere Kante
162: obere Kante
163: untere Kante
190: Einschnürung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10333158 A1 [0002, 0033]

Claims

Formkörper (1), insbesondere in Behälterform, mit zumindest einer Wandung (10), wobei der Formkörper über zumindest einen Teil seiner Wandung mit zumindest einem eingeformten Deckelement (15) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Formschlusselement (16, 17) zum Sichern des Deckelements (15) gegen ein Verschieben gegenüber dem Formkörper (1) in zumindest einer Richtung während des Einformvorgangs vorgesehen ist.
Formkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) durch einen Vorsprung und/oder eine Vertiefung in einer dem Deckelement (15) zugewandten Oberfläche des Formkörpers (1) und dem Deckelement (15) gebildet ist.
Formkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement durch einen Vorsprung (16) und/oder eine Vertiefung (17) in dem Deckelement (15) beim Eingreifen in ein vorstehendes und/oder vertieftes Element (22, 32) einer Vorrichtung (4) zum Herstellen des Formkörpers (1) gebildet ist.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement durch eine Rippe (16) und/oder Nut (17) ausgebildet ist.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement durch eine punktuelle Vertiefung und/oder einen punktuellen Vorsprung ausgebildet ist.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (1) überwiegend rotationssymmetrisch ausgebildet ist und das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) sich über zumindest einen Teil des Umfangs des Formkörpers (1) um dessen Rotationsachse umlaufend erstreckt.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) zum Sichern des Deckelements (15) auf der Außen- und/oder Innenseite des Formkörpers (1) vorgesehen ist.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) proximal zur Einspritzstelle (28) einer Materialschmelze beim Herstellen des Formkörpers (1) bzw. zu dessen Anspritzstelle (130) vorgesehen ist.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) endseitig an dem Formkörper (1) und/oder dem Deckelement (15) angeordnet ist.
Formkörper (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) in Materialflussrichtung hinter der bzw. in Bezug auf die Längsrichtung des Formkörpers (1) mit axialem Abstand zur Anspritzstelle (130) an diesem angeordnet ist.
Formkörper (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper (1) eine Kartusche ist.
Formkörper (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Formschlusselement (16, 17) in Materialflussrichtung hinter bzw. mit Abstand zu einer Schulter (19) des Formkörpers (1) angeordnet ist.
Vorrichtung (4) zum Herstellen eines Formkörpers (1), insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit zumindest einem in eine Wandung (10) des Formkörpers (1) eingeformten Deckelement (15), mit einer Hohlform (2) und zumindest einem in die Hohlform (2) einführbaren Formkern (3), wobei zwischen Hohlform (2) und Formkern (3) ein mit einer Materialschmelze füllbarer Hohlraum (25) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlform (2) und/oder der Formkern (3) zumindest ein vorstehendes und/oder vertieftes Element (22, 32) zum Verhindern eines Verschiebens des Deckelements (15) in zumindest einer Richtung gegenüber dem Formkörper (1) aufweist oder aufweisen.
Vorrichtung (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das vertiefte Element eine Nut in der Oberfläche der Hohlform (2) und/oder des Formkerns (3) ist.
Vorrichtung (4) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das vertiefte Element eine punktuelle Vertiefung in der Oberfläche der Hohlform (2) und/oder des Formkerns (3) ist.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende Element ein rippenförmiges Element oder eine punktuelle Erhebung ist.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende oder vertiefte Element (22, 32) proximal oder im Bereich einer Zuführung (23) der Materialschmelze in den Hohlraum (25) an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende oder vertiefte Element (22, 32) endseitig an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende oder vertiefte Element (22, 32) in Materialflussrichtung hinter der Einspritzstelle (28) in den Hohlraum (25) für den herzustellenden Formkörper (1) an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (4) zum Herstellen eines Formkörpers in Form einer Kartusche dient.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende oder vertiefte Element (22, 32) in Materialflussrichtung mit Abstand zu einer Ausformung (27) in der Hohlform (2) zum Ausbilden einer Schulter (19) des herzustellenden Formkörpers (1) an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) vorgesehen ist.
Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das vorstehende oder vertiefte Element (22, 32) in einem zylindrischen Abschnitt (26) des Hohlraums (25) und/oder des Formkerns (3) vorgesehen ist.
Deckelement (15) für einen Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder zur Verwendung in einer Vorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement (15) zumindest teilweise an dem zumindest einen vorstehenden und/oder vertieften Element (22, 32) und/oder dem zumindest einen Formschlusselement (16, 17) anformfähig ausgebildet ist.
Deckelement (15) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement (15) eine Dicke von bis zu 250 μm aufweist und aus einem Kunststoff und/oder Papier und/oder Metall besteht.
Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers (1), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit zumindest einem in eine Wandung (10) des Formkörpers (1) eingeformten Deckelement (15), insbesondere nach Anspruch 23 oder 24, in einer Hohlform (2), in die zumindest ein Formkern (3) unter Belassen eines Hohlraums (25) zwischen Hohlform (2) und Formkern (3) einfügbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass während des Injizierens von Materialschmelze in den Hohlraum (25) das Deckelement (15) an zumindest einem vorstehenden und/oder einem vertieften Element (22, 32) an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Hohlraum (25) injizierte Materialschmelze das Deckelement (15) gegen das zumindest eine vorstehende und/oder vertiefte Element (22, 32) presst.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Formschlusselement (16, 17) in dem Deckelement (15) und/oder einer an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) gebildeten Wandung des Formkörpers (1) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 25, 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelement (15) durch das zumindest eine vorstehende und/oder das zumindest eine vertiefte Element (22, 32) in Materialflussrichtung hinter der Einspritzstelle (28) der Materialschmelze in den Hohlraum (25) an der Hohlform (2) und/oder dem Formkern (3) gehalten wird.