DE1273799B - Verfahren zum Herstellen eines rohrfoermigen Behaelters aus thermoplastischem Kunststoff sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines rohrfoermigen Behaelters aus thermoplastischem Kunststoff sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des VerfahrensInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
ι AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
B29d
Deutsche Kl.: 39 a3-23/00
Nummer: 1273 799
Aktenzeichen: P 12 73 799.4-16 (T 22556)
Anmeldetag: 3. August 1962
Auslegetag: 25. Juli 1968
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters aus thermoplastischem
Kunststoff, bei dem in das Ende eines vorgefertigten Rohres aus thermoplastischem Kunststoff
eine Scheibe aus thermoplastischem Kunststoff eingebracht und an ihrem Rand mit dem Ende des
Rohres verschweißt wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In jüngster Zeit ersetzen Behälter aus Kunststoff, und zwar aus festem wie aus biegsamem Kunststoff,
nach und nach weiche metallene Behälter, Glasröhren od. dgl., zumindest für bestimmte Anwendungszwecke, wie zum Aufbewahren von Kosmetika, medizinischen
Präparaten, Farben u. dgl. Dies, weil die Herstellungskosten derartiger Verpackungen niedrig
liegen. Besonders günstig sind solche Verpackungen aus biegsamem Kunststoff. Für den Hersteller bedeutet
aber jede solche Verpackung eine erhebliche Ausgabe, um so mehr, als die Behälter oft teurer als das
in ihnen enthaltene Gut sind.
Es ist bereits bekannt, rohrförmige Behälter aus Kunststoff herzustellen, indem man einen kalten, in
sich im wesentlichen starren Ringscheibenkörper aus plastischem Werkstoff auf das Ende eines Domes aufsteckt,
der ein Kunststoffrohr trägt. Das Ende des as Domes wird dann in eine Matrize oder eine Form gebracht,
die so erwärmt wird, daß die Kunststoffringscheibe zum Schmelzen durch Verschieben des
Domes in Eingriff mit dem offenen Ende des Kunststoffrohres gebracht wird. Die Ringscheibe muß hierbei
über einen Stiftfortsatz eines Domes gesteckt werden und hierzu eine Öffnung aufweisen. Dies bedingt,
daß kein völliger Abschluß für das Rohr, zumindest in einem Arbeitsgang erreicht werden kann,
da das wenn auch kleine Loch wieder geschlossen werden muß. Damit trägt aber das bekannte Verfahren
zur Erhöhung der Kosten, wie oben geschildert, für den Verpackungsbehälter bei.
Wesentlich billiger und schneller läßt sich das eingangs genannte Verfahren dadurch ausführen, daß
erfindungsgemäß das Rohr in einen Lochschneidstempel eingesetzt und dieser mit dem Rohr gegen
eine auf einer Unterlage liegende, bis an die Schmelztemperatur erhitzte Platte aus thermoplastischem
Kunststoff gedrückt wird, um die Scheibe aus der Platte auszustanzen und dabei in das Ende des Rohres
einzudrücken.
Vorteilhaft wird nach einem weiteren Erfindungsmerkmal unmittelbar nach dem Verschweißen auf die
Scheibe zu deren Formung in eine bestimmte Gestalt Druck aufgebracht.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn erfin-Verfahren
zum Herstellen eines rohrförmigen
Behälters aus thermoplastischem Kunststoff
sowie Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens
Behälters aus thermoplastischem Kunststoff
sowie Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens
Anmelder:
Rexall Drug and Chemical Company,
Los Angeles, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31
Als Erfinder benannt:
Myron H. Downs, Caldwell, N. J. (V. St. A.)
dungsgemäß die Scheibe unter leichter Kräuselung am Innenrand der Schweißverbindung durch einen
Stempel in eine Matrize gedrückt wird.
Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kennzeichnet
sich gemäß der Erfindung durch einen ringförmigen, innen das Rohr aus Kunststoff aufnehmenden
Lochschneidstempel mit einer Schneidkante, dessen Längsachse senkrecht zu einer als Unterlage
dienenden Platte ausgerichtet ist.
Hierbei kann erfindungsgemäß die Schneidkante des Stempels nach innen keilförmig spitz zulaufen.
Zweckmäßig ist gemäß der Erfindung innerhalb des Lochschneidstempels unter Belassen ausreichenden
Spielraums in radialer Richtung für das Rohr aus Kunststoff ein Formdom relativ zum Lochschneidstempel
verschiebbar geführt, dessen Ende insbesondere in an sich bekannter Weise entsprechend dem
Innenprofil des herzustellenden Behälterrandes ausgebildet ist, und eine in oder unter der als Unterlage
dienenden Platte angeordnete, mit dem Formdom zusammenwirkende und der Außenform des Behälterrandes
angepaßte Matrize vorgesehen.
Besonders günstig ist es, wenn nach der Erfindung der Formdorn aus zwei koaxial zueinander angeordneten
Teilen gebildet ist, der Innenteil mit einem als Anschlag dienenden Kopf versehen und gegenüber
dem Außenteil durch eine Feder abgestützt ist.
Durch die Erfindung wird eine schnelle und wirtschaftliche Produktion solcher Behälter in großen
Stückzahlen erreicht. Mit einfachster Ausrüstung kann
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eine große Anzahl von Scheiben geschmolzenen es sei denn, daß bestimmte Farbunterschiede von
Kunststoffs schnell ausgestanzt werden. Rohr 7 und Scheibe 10 gewählt werden. Nach etwa
Es hat sich gezeigt, daß eine genau ausgebildete 5 Sekunden kann das mit der Scheibe 10 verschweißte
Stoßfuge sich zwischen Rohr und Scheibe beim er- Rohr 7 aus der Vorrichtung entnommen werden,
findungsgemäßen Verfahren bildet. Der Grund hier- 5 Um zu gewährleisten, daß die Scheibe 10 während
für ist nicht bekannt, es wird jedoch vermutet, daß des Abkühlens nicht verspannt wird, sondern im
der schmelzflüssige Kunststoff flüssig genug ist, um wesentlichen flach bleibt, wird entweder Luft unter
in das Ende des Rohres einzutreten, ohne letzteres zu geeignetem Druck oder ein relativ zum Stempel 5
verformen. Wahrscheinlich wird-auch nicht genügend hin- und herbewegbarer flacher Formdorn 13 gemäß
Wärme auf das Stirnende des Rohres übertragen, da- io Fig. 1 mit ausreichendem radialem Spiel in das Inmit
dieses verformt werden könnte. nere des Rohres 7 eingeführt, der die Scheibe 10 an
Besonders vorteilhaft ist es, daß das Herstellen des die Unterlage 9 andrückt, wobei das Ende dieses
Rohlings durch Ausschneiden, das Einbringen des Domes 13 entsprechend dem Innenprofil des herzu-Rohlings
in das Rohrende und das Verschweißen mit stellenden Behälterrandes ausgebildet ist. Da der
dem Rohr praktisch gleichzeitig vor sich gehen. Beim 15 Dorn 13 Raumtemperatur aufweist, nimmt derselbe
Verschweißen wird die im ausgeschnittenen Rohling die Wärme der Scheibe 10 auf, so daß sich ein
bzw. der Scheibe vorhandene Wärmeenergie ausge- flacher gleichmäßiger Stirnabschluß für den Kunstnutzt;
es spielt hierbei keine Rolle, ob der Behälter Stoffbehälter ergibt.
am Schluß völlig geschlossen oder mit einer Durch- Beim Ausstanzen der Scheibe 10 aus der erhitzten
gangsöffnung gewünscht wird. 20 Platte 8 muß eine verhältnismäßig hohe Kraft von
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der z. B. etwa 70 kg auf den Stempel 5 einwirken, wenn
schematischen Zeichnungen für Ausführungsbeispiele die Unterlage 9 aus Metall besteht und Umgebungs-
erläutert. In den Zeichnungen zeigt temperatur aufweist. Diese Kraft kann jedoch be-
F ig. 1 die Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur trächtlich bis auf etwa 2,5 kg verringert werden, wenn
erfindungsgemäßen Herstellung eines Behälters, 25 man eine geschichtete Kunststoffunterlage aus einem
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Schnittdarstellung, Material geringer Wärmeleitfähigkeit mit einem das
jedoch zu einem späteren Zeitpunkt in der Behälter- Schmelzen verhindernden Mittel verwendet, falls dies
herstellung, zur Vermeidung eines Anklebens erforderlich sein
F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Schnittdar- sollte. Der Druck läßt sich auch dadurch verringern,
stellung zur Erläuterung eines weiteren Arbeits- 30 daß man eine metallische Unterlage 9 auf einer Tem-
schrittes in der Behälterherstellung, peratur hält, die näher an der Schmelztemperatur des
Fig. 4 eine-Schnittdarstellung für ein gegenüber Materials der Platte 8 liegt.
F i g. 2 abgeändertes Ausführungsbeispiel der Erfin- Die in F i g. 2 dargestellte Vorrichtung ist ähnlich
dung, ausgebildet wie die Vorrichtung nach Fi g. 1; sie ent-F
ig. 5 einen Teilschnitt für die Darstellung einer 35 hält nur zusätzlich eine Matrize 14, die mit dem Kopfweiteren Arbeitsstufe der Behälterherstellung nach . ende eines Formdornes 16 zusammenarbeitet. Durch
F i g. 4 und diese Ausbildung ist es möglich, der mit dem Kunst-Fig.
6 eine Seitenansicht eines fertigen, einseitig stoffrohr 7 verbundenen Scheibe 10, während sie vom
offenen rohrförmigen Kunststoffbehälters, der nach Verbindungsvorgang her noch heiß ist, eine geder
Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 hergestellt 40 wünschte Gestalt zu geben. Hierfür ist eine Matrize
worden ist. 14 vorgesehen, deren Hohlraum ein Querschnittspro-F i g. 1 zeigt einen ringförmigen, metallenen Loch- fil aufweist, das dem gewünschten Außenprofil des
schneidstempel 5 z. B. aus Messing oder Stahl mit Stirnabschlusses für den fertigen Behälter entspricht,
einer Schneidkante 6, die nach innen keilförmig spitz Der Lochstempel 5 mit eingesetztem Rohr 7 und an
zuläuft. Der Innendurchmesser des Stempels 5 ist so 45 demselben angeschweißter Scheibe 10 wird in diese
bemessen, daß er mit Paßsitz ein vorgeformtes Rohr 7 Matrize eingesetzt, bis die Kante der Schneide 6 auf
aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Polyäthylen, einer Schulter 15 der Matrize 14 aufsitzt. Dann wird
aufnehmen kann. Um die Stirnseite eines rohrförmi- ein Formdorn 16 mit einer passend abgerundeten
gen Behälters auszubilden, wird die Schneidkante 6 Stirnfläche 17 innerhalb des Rohres 7 nach unten gedes
Lochstempels 5 bei eingesetztem Rohr 7 unter 50 drückt, so daß die Stirnfläche 17 des Domes 16 die
Ausüben eines geeigneten Druckes durch eine noch heiße, jedoch bereits an der Kante 12 mit dem
Platte 8 aus thermoplastischem Kunststoff geeigneter Rohr 7 verschweißte Scheibe 10 nach unten in den
Dicke gedrückt, die von der gewünschten Endform Hohlraum der Matrize 14 hineindrückt. Da die Ma^
des Behälters abhängt. Diese Platte 8 liegt dabei auf trize 14 und der Dom 16 Umgebungstemperatur aufeiner
Unterlage 9, z. B. aus Metall wie Stahl od. dgl., 55 weisen, wird die verformte heiße Scheibe 10 schnell
auf, zu welcher die Längsachse des Lochschneid- abgekühlt und gehärtet, wobei sie die Form des
stempeis S senkrecht ausgerichtet ist, und ist bis an Matrizenhohlraumes beibehält (F i g. 3). Hierbei tritt
ihre Schmelztemperatur von etwa 200° C erhitzt. Die jedoch keine Zerstörung und Schwächung an der
Schneidkante 6 des Stempels 5 stanzt dabei eine Schweißstelle.bei der Kante 12 ein, so daß stets eine^
Scheibe 10 aus der Platte 8 aus, die gleichzeitig in das 60 dichte feste Verbindung verbleibt. Das einzige krioffene
Ende des Rohres 7 eingedrückt wird. Da die" tische Moment bei der vorbeschriebenen Herstellung
Scheibe 10 dabei noch im wesentlichen Schmelztem- eines rohrförmigen Behälters liegt in der Dauer der
peratur aufweist, wird die Kante 12 derselben unmit- Zeit zwischen dem Ausstanzen der Scheibe 10, dem
telbar mit dem angrenzenden Rand des Rohres 7 Einsetzen des Stempels 5 mit Inhalt 7, 10 in die Madurch
Schmelzen der inneren Umf angsfläche dieses 65 trize 14 und dem Anwenden von Druck auf den Dorn
Rohrendes verschweißt, wodurch sich eine so homo- 16. Wenn dies nicht schnell genug geschieht, verurgene
Verbindung ergibt, daß nach dem Verschweißen sacht der Hitzeverlust der Scheibe 10 durch Wärmekeine
scharf begrenzte Verbindungsstelle sichtbar ist, leitung zu der Matrize 14 und dem Dom 16 eine
solche Abkühlung, daß die Scheibe 10 nur noch mit beträchtlich größerem Druck verformt werden kann.
Falls eine zu hohe Abkühlung eingetreten ist, läßt ^ich dieselbe auch nicht mehr durch einen wenn auch
|ioch so hohen Druck ausgleichen, um die Plastizität
fmr Herstellung einer einwandfreien Formgebung der Scheibe 10 zu erreichen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 und 5 wird ein zweiteiliger Formdorn verwendet. Beibehalten
ist jedoch auch in diesem Fall ein metallischer Lochschneidstempel 5 mit einer nach innen keilförmig
spitz zulaufenden Schneidkante 6 zum Ausstanzen einer Scheibe 10, deren Kante 12 mit dem
inneren Umfangsbereich des einen Endes eines Kunststoffrohres 7 verschweißt wird. Der Formdorn besteht
aus einem hohlen Außenteil 20 mit einem stirnseitig offenen Ende sowie aus einem vollen Innenteil 22,
der unter dem Rückholdruck einer Schraubenfeder 27 steht und innerhalb des Außenteils koaxial hin- und
herbewegbar ist. Nach dem Einsetzen dieses zweitei- ao ligen Formdornes 20, 22 in das vom Stempel 5 aufgenommene
und mit der Scheibe 10 verschweißte Rohr 7 werden diese Teile unter Anwendung von
Druck auf das obere Ende des unter der Federspannung stehenden Formdorninnenteils 22 derart in die
Matrize 24 eingeführt, daß sich diese Scheibe 10 dem Profil des Matrizenhohlraumes anpaßt, der aus
stufenförmigen Absätzen von abnehmendem Durchmesser und einem Gewindestück 19 mit Zapfenansatz
besteht.
Wenn die Abwärtsbewegung des Stempels 5 durch eine Schulter 25 der Matrize 24 beendet wird, dann
setzt der zweiteilige Formdorn 20, 22 zusammen mit dem Rohr 7 und der angeschweißten Scheibe 10 die
Abwärtsbewegung in den Hohlraum der Matrize 24 fort, bis die Stirnfläche der Scheibe 10 den auf die
Mittelachse hin schräg zulaufenden Wandbereich des Matrizenhohlraumes erreicht. Zu diesem Zeitpunkt
berührt der Flansch 26 des im Stempelhohlraum selbst geführten stärkeren Schaftteils des Formdornaußenteils
20 den oberen Rand des Stempels 5, so daß eine weitere Abwärtsbewegung des Rohres 7 und des
Formdornaußenteils 20 verhindert ist. Bei weiter aufrechterhaltenem Druck erfolgt jedoch eine Abwärtsbewegung
des Formdorninnenteils 22 entgegen dem Druck der Rückholfeder 27, so daß sich die gewünschte
Gestaltung der Scheibe 10 entsprechend dem Hohlraum der Matrize 24 und damit der in
F i g. 6 dargestellte fertige Behälter 18 ergibt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Scheibe 10 unter leichter Kräuselung am
Innenrand (bei 12) der Schweißverbindung durch den Formdorn in die Matrize gedrückt. Dies ergibt sich
daraus, daß der Abstand zwischen dem abgestuften Stirnende des Formdorninnenteils 22 und den züge-Ordneten
Stufen des Matrizenhohlraumes so groß ist, paß bei der hohen Temperatur der Scheibe 10 und
(3em angewendeten Druck ein Fließen des geschmolzenen Materials der Scheibe 10 zwischen dem Dorninnenteil
22 und den Wänden des Matrizenhohl-Jraumes eintritt. Diese leichte Kräuselung ist dann,
!renn man für das Rohr 7 und die Scheibe 10 Matejrial
unterschiedlicher Farbe wählt, deutlich erkennbar, wie es in F i g. 5 angedeutet ist. Hierdurch ist mit
jgroßer Wahrscheinlichkeit eine besonders zuverläsfeige Schweißung die Folge. Offenbar können durch
Verändern des Abstandes der Formdornenden voneinander, der angewendeten Drücke und der Relativbewegung
der beiden Formdorne eine Vielzahl von Ausbildungsarten der Verbindungsbereiche erreicht
werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders zur Mechanisierung der Herstellung von
Behältern der genannten Art. Es kann z. B. ein Drehtisch od. dgl. verwendet werden, der bei einer Vielzahl
von Stellungen einrastet, in denen die aufeinanderfolgenden Vorgänge, wie das Einführen des
Rohres 7 in den Lochschneidstempel 5, das Ausstanzen der heißen Scheibe 10 aus einem kontinuierlich
zugeführten, im wesentlichen geschmolzenen Plattenmaterial 8, das Verschweißen der Scheibe 10
mit dem Rohr 7, die Formgebung der Scheibe 10 zu dem jeweiligen Stirnabschluß des Behälters durch
Hin- und Herbewegung des oder der Formdorne innerhalb des Stempels 5 sowie das Herausnehmen
des fertigen Behälters, einfach und schnell ausgeführt werden können. Da die Arbeitsgeschwindigkeit und
die Verweilzeit in jeder Arbeitsstellung genau eingestellt werden können, läßt sich der vorerwähnte kritische
Vorgang beim Abkühlen der Scheibe 10 leicht steuern. Durch Anwendung der Mechanisierung
werden nicht nur die Herstellungskosten für Kunststoffbehälter wesentlich verringert, sondern das Fertigprodukt
weist auch einen besonders gleichmäßigen, mit dem Behälterrohr fest und praktisch unsichtbar
verbundenen Stirnteil auf.
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen eines rohrförmigen Behälters aus thermoplastischem Kunststoff,
bei dem in das Ende eines vorgefertigten Rohres aus thermoplastischem Kunststoff eine
Scheibe aus thermoplastischem Kunststoff eingebracht und an ihrem Rand mit dem Ende des
Rohres verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr in einen Lochschneidstempel
eingesetzt und dieser mit dem Rohr gegen eine auf einer Unterlage liegende, bis an die Schmelztemperatur erhitzte Platte aus thermoplastischem
Kunststoff gedrückt wird, um die Scheibe aus der Platte auszustanzen und dabei in
das Ende des Rohres einzudrücken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach dem Verschweißen
auf die Scheibe zu deren Formung in eine bestimmte Gestalt Druck aufgebracht wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Scheibe unter leichter Kräuselung am Innenrand der Schweißverbindung durch einen Stempel in
eine Matrize gedrückt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen ringförmigen, innen das Rohr aus Kunststoff aufnehmenden Lochschneidstempel
(5) mit einer Schneidkante (6), dessen Längsachse senkrecht zu einer als Unterlage
dienenden Platte (9) ausgerichtet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (6) des
Stempels nach innen keilförmig spitz zuläuft.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Lochschneidstempels
(5) unter Belassen ausreichenden Spielraumes in radialer Richtung für das Rohr aus
Kunststoff ein Formdorn (13, 16, 22) relativ zum
Lochschneidstempel (5) verschiebbar geführt ist,
dessen Ende insbesondere in an sich bekannter Weise entsprechend dem Innenprofil des herzustellenden
Behälterrandes ausgebildet ist, und daß eine in oder unter der als Unterlage dienenden
Platte (9) angeordnete, mit dem Formdörn (16, 22) zusammenwirkende und der Außenform des
Behälterrandes angepaßte Matrize (14, 24) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formdorn aus zwei koaxial
zueinander angeordneten Teilen (20, 22) gebildet ist, der Innenteil (22) mit einem als Anschlag dienenden
Kopf versehen und gegenüber dem Außenteil (20) durch eine Feder (27) abgestützt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 947 035.
USA.-Patentschrift Nr. 2 947 035.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET22556A DE1273799B (de) | 1962-08-03 | 1962-08-03 | Verfahren zum Herstellen eines rohrfoermigen Behaelters aus thermoplastischem Kunststoff sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DET22556A DE1273799B (de) | 1962-08-03 | 1962-08-03 | Verfahren zum Herstellen eines rohrfoermigen Behaelters aus thermoplastischem Kunststoff sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
LU42180 | 1962-08-06 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1273799B true DE1273799B (de) | 1968-07-25 |
Family
ID=25999641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DET22556A Pending DE1273799B (de) | 1962-08-03 | 1962-08-03 | Verfahren zum Herstellen eines rohrfoermigen Behaelters aus thermoplastischem Kunststoff sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1273799B (de) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947035A (en) * | 1955-03-28 | 1960-08-02 | Alanson J Baker | Molding and joining head on collapsible tube |
-
1962
- 1962-08-03 DE DET22556A patent/DE1273799B/de active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947035A (en) * | 1955-03-28 | 1960-08-02 | Alanson J Baker | Molding and joining head on collapsible tube |
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