DE2627790B2 - Vorrichtung zum Herstellen von aus Tubenmantel und Abschlußkappen bestehenden Tuben - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen von aus Tubenmantel und Abschlußkappen bestehenden Tuben

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Description

25
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Tuben durch Anbringen einer Abschlußkappe aus thermoplastischem Material an einem Ende eines zylindrischen rohrförmigen Tubenmantels aus thermoplastischem Material durch Reibungsschweißen, bestehend aus einem drehbaren Werkzeug mit einer Sackbohrung zur Aufcihme ύ<χ Abschlußkappe, wobei das Werkzeug zum Abstützen des Tubenmantels während des Verschweißen* einen dessen Ende übergreifenden zylindrischen Endteil aufweist
Zum Verbinden von Abschlußkappe und Tubenmantel mit Hilfe einer derartigen aus Fig.4 der US-PS 36 90 088 bekannten Vorrichtung wird eine Abschlußkappe relativ zum Tubenmantel unter axialem Druck so schnell gedreht daß durch die dabei entstehende Reibungswärme die Berührungsflächen beider Teile miteinander verschmelzen. Hierbei tritt ein Teil des geschmolzenen Materials an der Grenzfläche nach außen aus und bildet beim Abkühlen einen unregelmäßigen, mehr oder weniger starken Grat.
Ein solcher Grat ist bei der weiteren Bearbeitung der Tuben, zum Beispiel beim maschinellen Erfassen für das Bedrucken oder Füllen, sehr hinderlich, so daß er nach so dem Schweißvorgang in einem besonderen Arbeitsvorgang entfernt werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß der Reibungsschweißvorgang und die Entgratung mit Hilfe der gleichen Vorrichtung in einem Arbeitsvorgang durchführbar ist.
Ausgehend von der eingangs genannten Vorrichtung ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Endteil eine Einrichtung zum Gratentfernen aufweist
Die Einrichtung zum Entgraten kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein; eine besonders einfache Ausbildung wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Einrichtung zum Gratentfernen eine öffnung ist.
Bei einer solchen Ausbildung ist vorteilhafterweise nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Einrichtung zum Aufblasen von Kühlluft auf das
Werkzeug im Bereich der öffnung vorgesehen.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich erstmals Abschlußkappen und Tubenmäntel in einem Arbeitsgang durch Reibungsschweißen verbinden und entgraten, so daß nicht nur saubere und gut aussehende Schweißverbindungen entstehen, sondern auch der eine Weiterbearbeitung der Tuben hindernde Schweißgrat vermieden wird.
Als thermoplastisches Material wird für Feuchtigkeit undurchlässiges Polyäthylen hoher Dichte v& wendet
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht einer mit einer Düse versehenen Abschlußkappe,
Fig.2 eine teilweise als Längsschnitt gezeichnete Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
F i g. 3 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer fertigen Tube.
In F i g. 1 ist eine zum Anbringen an einem Ende eines Tubenmantels 10 geeignete, durch Spritzgießen hergestellte Abschlußkappe 11 dargestellt zu der jeweils ein Abschlußkappenabschnitt 13 gehört, mit dem eine geschlossene Düse 14 zusammenhängt Die Abschlußkappen 11 werden vorzugsweise aus für Feuchtigkeit undurchlässigem Polyäthylen von hoher Dichte hergestellt, und sie erhalten eine solche Form, daß sie sich auf die Enden der zylindrischen Tubenmantel 10 aufsetzen lassen.
Die Abschluökappen 11 sind mit einem Flansch {5 versehen, der die Stirnfläche 12 des zugehörigen Tubenmantels 10 überdeckt, und außerdem ist ein zylindrischer Abschnitt 16 vorhanden, der so bemessen ist, daß sich der betreffende Abschnitt 16 der Abschlußkappe 11 in das zugehörige offene Ende eines Tubenmantels 10 einführen läßt Der zylindrische Abschnitt 16 hat einen Durchmesser, der größer ist als der Innendurchmesser des Tubeiimanteis 10, so daß sich dazwischen eine große Übergangspassung ergibt Die Abschnitte 16 dienen dazu, die Lege der Abschlußkappe 11 gegenüber dem zugehörigen Ende des zylindrischen Tubenmantels 10 so zu bestimmen, daß die Abschlußkappe 11 genau gleichachsig mit dem Tubenmantel 10 angeordnet ist, und daß der Flansch 15 die zugehörigen Stirnflächen 12 überdeckt. Es hat sich gezeigt, daß es wegen der Übergangspassung zwischen dem Abschnitt
16 und dem Tubenmantel 10 zweckmäßig ist, die Teile vor ihrer Vereinigung in relative Drehung zu versetzen; besonders günstig ist es, die Abschlußkappe 11 gegenüber dem ortsfesten Tubenmantel 10 zu drehen.
Gemäß Fig.2 hält ein Werkzeug 17 die Abschlußkappe 11 fest, um sie gegenüber dem zugehörigen Tubenmantel 10 zu drehen, und gleichzeitig verhindert dieses Werkzeug 17, daß sich der Tubenmantel 10 dort, wo er in Eingriff mit der Abschlußkappe 11 steht, ausdehnt, bzw. erweitert. Zu dem Werkzeug 17 gehört ein Hauptkörper 18, der an seinem freien Ende einen Antriebswellenabschnitt 19 von kleinerem Durchmesser trägt Das andere Ende des Hauptkörpers 18 ist mit einem zylindrischen Endteil 20 versehen, das eine zentrale Sackbohrung 21 aufweist, deren Innenform im wesentlichen der Außenform einer Düse 14 entspricht und daher die Düse 14 mit einem Spielraum aufnehmen kann.
Außerhalb der Sackbohrung 21 weist das Werkzeug
17 im Bereich des Endteils 20 eine Bodenfläche 22 auf, in
der eine zweite ringförmige Vertiefung 23 ausgebildet ist, die dazu dient, dao benachbarte Ende eines Tubenmantels 10 aufzunehmen und es längs seines Umfangs von der Außenseite her abzustützen. Der Durchmesser der äußeren Seitenwand der Vertiefung 23 ist gleich dem Außendurchmesser des Tubenmantels 10, so daß das Werkzeug 17 zwar auf das ihm benachbarte Ende eines Tubenmantels 10 von außen her keine Druckkraft aufbringt und sich gegenüber ihm drehen kann, daß es jedoch den Tubenmantel 10 an seinem Ende von außen her abstützt, um eine radiale Aufweitung seiner Mündung zu verhindern, wenn eine Abschlußkappe 11 in das betreffende Ende eingeführt wird. Da der Außendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 16 der Absdiußkappe 11 größer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Tubenmantels 10, würde anderenfalls der Tubenmantel 10 dort, wo die beiden Teile in Eingriff miteinander stehen, aufgeweitet Es hat sich gezeigt, daß sich eine bessere Schweißverbindung erzielen läßt, wenn man den Tubenmantel 10 so abstützt, daß er sich nicht radial nach außen aufweiten kann, während die Abschlußkappe 11 eingeführt und danach ein Rotationsschweißvorgang durchgeführt wird; diese Abstützungsaufgabe gehört zu den Aufgabendes Werkzeugs 17.
Das Werkzeug 17 nimmt die Abschlußkappe 11 mit, und wenn das Werkzeug 17 gedreht wird, wird daher auch die Abschußkappe 11 in der gewünschten Weise gegenüber dem Tubenmantel 10 gedreht. Gemäß F i g. 2 ist das Werkzeug 17 im Bereich der Vertiefung 23 mit einem Mitnehmerring 25 versehen, der aus Gummi oder einem anderen Elastomermaterial besteht und einen L-förmigen Querschnitt hat Der Mitnehmerring 25 überträgt die Drehbewegung des Werkzeugs 17 auf die Abschlußkappe U. Außerdem kann in bestimmten Teilen der Vertiefung 21 eine entsprechende Menge von Gummi oder einem anderen ähnlichen Material vorhanden sein, das dazu beiträgt, die Abschlußkappe 11 in dem Werkzeug 17 festzuhalten und es zusammen mit dem Werkzeug 17 in Drehung zu versetzen.
Der frei»· Endteil 20 des Werkzeugs 17 ist mit einer Öffnungserweiterung 24 versehen, die das Aufsetzen des Werkzeugs 17 auf das benachbarte offene Ende eines Tubenmantels 10 und das Ausrichten der Teile 10 und 11 aufeinander zur Vorbereitung des Schweißvorgangs erleichtert Ferner weist der Endteil 20 des Werkzeugs 17 einen Satz von in Umfangsabständen verteilten öffnungen 27 auf, die so geformt sind, daß sie scharfe innere Schneidkanten 28 bilden, die als umlaufende Entgradungsschneiden zur Wirkung korn- so men, wie es im folgenden erläutert ist Ferner ermöglichen es die öffnungen 27, mit Hilfe einer hier als Düse ausgebildeten Einrichtung 29 Luft durch das Werkzeug 17 zu blasen, um zur Abkühlung des Werkzeugs 17 während der Folge von Schweißvorgängen beizutragen.
Um den Schweiß- und Entgradungsvorgang durchzuführen, setzt man eine Abschlußkappe 11 in das Werkzeug 17 ein, ordnet einen Tubenmantel 10 unter dem Werkzeug 17 bzw. gleichachsig mit ihm an und bewegt dann das Werkzeug 17 auf den Tubenmantel 10 zu, um die Abschlußkappe U zur Anlage an den Tubenmantel 10 zu bringen, während sich das Werkzeug 17 zusammen mit der Abschlußkappe 11 dreht Dann wird die Abschlußkappe 11 mit dem dazugehörigen Tubenmantel 10 nach einem von mehreren anwendbaren Verfahren verschweißt; bei dem bevorzugten Verfahren wird das eine der beiden Teile 10 und 11 gegenüber dem anderen gedreht, z. B. durch Drehen des Werkzeugs 17, während gleichzeitig die konzentrisch angeordneten Teile 10 und 11 gegeneinander gepreßt werden, so daß die Wärme, die durch die zwischen den Teilen 10 und 11 vorhandene Reibung erzeugt wird, bewirkt, daß die in Berührung stehenden Flächen der beiden Teile 10 und 11 angeschmolzen und miteinander verschmolzen werden: Dieses auf anderen Arbeitsgebieten angewendete Verfahren wird als Rotationsschweißverfahren bezeichnet
Die Hauptverschweißungszone zwischen den Teilen 11 und 10 entsteht zwischen dem zylindrischen Abschnitt 16 der Abschlußkappe 11 und der Innenfläche des zugehörigen Tubenmantels 10, mit der der Abschnitt 16 zusammenarbeitet Da zwischen dem Abschnitt 16 und der Innenwand des Tubenmantels 10 ein Festsitz vorhanden sein würde, wenn die Teile 10 und 11 nicht relativ zueinander gedreht wurden, wird infolge der herbeigeführten relativen Drehbewegung schnell eine Wärmemenge erzeugt, die ausreicht, um die betreffenden Flächen zu erweichen und zum Schmelzen zu bringen, so daß sie beim Abkühlen miteinander verschmelzen und eine dichte Verbindung bilden. Die Schweißverbindung zwischen dem Abschnitt 16 und der Innenwand des Tubenmantels 10 wird außerdem noch dadurch verstärkt, daß die Stirnfläche 12 des Tubenmantels 10 mit dem Flansch 15 der Abschlußkappe 11 verschmolzen wird.
Während des vorstehend beschriebenen Rotationsschweißvorgangs wird an den Berührungsflächen der Teile 10 und ί 1 überschüssiges Material zum Schmelzen gebracht und ein Teil dieses geschmolzenen Materials kann aus der Naht zwischen der Stirnfläche 12 des Tubenmantels 10 und dem Flansch 15 der Abschußkappe 11 herausfließen und beim Abkühlen Tropfen oder Grate bilden. Jedoch bewirken die Schneidkanten 28 an den inneren Enden der Öffnungen 27 des Werkzeugs 17, daß diese Tropfen, Grate und Späne beseitigt werden, die möglicherweise entstehen, so daß im Bereich der Schweißzone zwischen den Teilen 11 und 10 eine glatte Außenfläche entsteht. Das Entfernen der Grate usw. führt jedoch nicht nur zu einem gefälligeren Aussehen der Tube infolge des Vorhandenseins einer glatten Außenfläche, sondern diese glatte Außenfläche gewährleistet auch, daß die Tube einwandfrei von eher Halteeinrichtung eine;· Tubenfüllmaschine aufgenommen verden kann. Ferner wird durch das Entfernen der Grate in diesem Zeitpunkt die Gefahr ausgeschaltet, daß Grate in einem späteren Zeitpunkt abbrechen und in das Material fallen, mit dem die Tuben gefüllt werden sollen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

  1. Patentansprüche:
    t. Vorrichtung zum Herstellen von Tuben durch Anbringen einer Abschlußkappe aus thermoplaste schem Material an einem Ende eines zylindrischen rohrförmigen Tubenmantels aus thermoplastischem Material durch Reibungsschweißen, bestehend aus einem drehbaren Werkzeug mit einer Sackbohrung zur Aufnahme der Abschlußkappe, wobei das ι ο Werkzeug zum Abstützen des Tubenmantels während des Verschweißens einen dessen Ende übergreifenden zylindrischen Endteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (20) eine Einrichtung (27, 28) zum Gratentfernen aufweist
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Gratentfernen eine öffnung (27) ist
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ,gekennzeichnet daß eine Einrichtung (29) zum Aufblasen von KKhJuft auf das Werkzeug (17) im Bereich der öffnung (27) vorgesehen ist
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