[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-Formteilen, insbesondere Ausgussteilen von Verpackungsbehältern, vorzugsweise Köpfen für Verpackungstuben, nach den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 11.
[0002] Verpackungsbehälter aus Kunststoffen, insbesondere Verpackungstuben, umfassen ein rohrförmiges Packstoffbehältnis, auch Tubenrohr genannt (folgend kurz als Rohr bezeichnet), und ein Ausgussteil, auch Tubenkopf genannt (folgend kurz mit Kopf bezeichnet), der mit dem Rohr einends verbunden ist.
Hergestellt werden Verpackungstuben der vorstehend beschriebenen Art, indem ein vorgefertigtes Rohr entweder mit einem vorgefertigten Kopf verbunden oder der Kopf an das Rohr durch Spritzgiessen oder Pressformen angeformt wird, wobei die Fertigung von vorgefertigten zur Verbindung mit Rohren bestimmten Köpfen überwiegend auch durch Spritzgiessen erfolgt. Der Unterschied zwischen Spritzgiessen und Pressformen liegt darin, dass, ausgehend für beide Verfahren von einer Matrize und Stempel bestehenden Form, beim Spritzgiessen keines der Formteile Verformungsarbeit leistet, während beim Pressformen der Stempel gegen die Matrize hinsichtlich einer Materialportion Verformungsarbeit leistet.
Dies leitet sich daraus ab, dass beim Spritzgiessen Matrize und Stempel zusammengefahren, d.h. die Form geschlossen und anschliessend die geschlossene Form mit flüssigem Kunststoff befüllt wird, wohingegen beim Pressformen eine offene Form mit einer Portion plastifizierten Kunststoffes befüllt und anschliessend geschlossen wird, wobei ein Formteil, zumeist der Stempel, während des Schliessvorganges die Arbeit der Formgebung leistet.
[0003] Beim Pressformen und auf diesem Gebiet liegt die Erfindung, erfolgt die Befüllung der Matrize mit einer ringförmigen Portion plastifizierten Kunststoffes, die von einem Extruder gebildet, von ihm abgetrennt und folgend im freien Fall in die Matrize abgefördert wird.
Eine andere Art der Befüllung besteht darin, dass eine Portion, ausgehend vom Extruder, auf einem aus der Matrize ausgefahrenen Hilfsträger abgelegt und anschliessend der Hilfsträger mit Materialportion in die Matrize zurückgefahren wird. Anschliessend an die Befüllung fährt der Stempel der Form in die Matrize ein und formt dabei die plastifizierten Materialportionen zu einem Formteil um. Bei der Herstellung von Verpackungstuben wird auf den Stempel das Tubenrohr aufgebracht, dass während des Umformvorganges der Materialportion mit dem in Entstehung begriffenen Tubenkopf verbunden wird. Während der Zeit zwischen Befüllung, Schliessen der Form durch Einfahren des Stempels in die Matrize, liegt die Portion abkühlend in der Matrize.
Dieser Temperaturverlust ist besonders spürbar an der Oberfläche der Portion, die auf der formbildenden Oberfläche der Matrize oder des Hilfsträgers aufliegt. Dieser Temperaturverlust kann an besagten Stellen zu vorzeitigen Kristallisationen des Kunststoffes führen, woraus nach Abschluss des Pressvorganges an der Oberfläche des Formteiles Verfärbungen resultieren. Da im Falle von Tubenköpfen die Matrize die äussere Oberfläche des Kopfes formt - der Stempel formt die innere Oberfläche -, treten Verfärbungen am Tubenkopf immer als sichtbare optische Defekte einer fertigen Tube auf.
[0004] Verfärbungen werden bei beiden vorgenannten Befüllarten (Abwurf, Einfahrt) begünstigt, wenn Portionen nicht zentrisch zur Matrize eingebracht sind.
Bei der Befüllung durch Einfahren einer Portion auf einem Hilfsträger besteht die Gefahr unvollständiger Ausformungen, die sich beispielsweise an Tubenköpfen als membranartige Verschlüsse der Ausgussöffnung (Überdeckungen genannt) darstellen.
[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist Verfärbungen, insbesondere Verfärbungen auf der äusseren Oberfläche, also auf der nach Fertigstellung einer sichtbaren Oberfläche eines Tubenkopfes und Überdeckungen zu vermeiden und diese Aufgabe wird bei einem Verfahren und einer nach dem Verfahren arbeitenden Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 11, vermittels der kennzeichnenden Merkmale vorstehend bezeichneter Ansprüche gelöst.
[0006] Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung kennzeichnen die Gegenstände der dem Anspruch 1 und 11 folgenden Ansprüche.
[0007] Weitere Vorteile,
Merkmale und Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung ergeben sich aus der Beschreibung und Zeichnung des Verfahrens und der Vorrichtung, es zeigen
<tb>Fig. 1:<sep>die Matrize einer Pressform und einen Extruder schematisch und im Längsschnitt vor Befüllung der Matrize
<tb>Fig. 2:<sep>die Matrize gemäss Fig. 1, einen ausgefahrenen Dorn und eine noch in der Matrize aufgenommene Tube, umfassend ausgeformten Kopf mit angeformtem Tubenrohr
<tb>Fig. 3:<sep>als Einzelteil den in der Matrize verfahrbaren teleskopischen Lochstempel
[0008] Pressformen zur Umformung plastifizierter Materialportionen zu Fertigteilen, beispielsweise zu Köpfen von Verpackungstuben, umfassen eine Matrize 11 und einen Dorn 12, die bei in die Matrize 11 eingefahrenem Dorn 12 zwischen sich einen Hohlraum, den Formhohlraum bilden, dessen Gestaltung und Bemessungen, das Fertigteil, im vorliegenden Beispiel einen Tubenkopf, abbilden.
Ein runder Tubenkopf umfasst eine Schulter mit einends umlaufender Kante, die mit einem Tubenrohr 19 in Eingriff gebracht wird und anderenends einen von der Schulter abragenden Ausguss mit Durchtrittsöffnung, auf den zumeist eine Kappe als Verschluss der Durchtrittsöffnung aufgeschraubt wird.
[0009] Die äussere Fläche der Schulter, die umlaufende Kante und die des von der äusseren Fläche der Schulter abragenden Ausgusses werden von entsprechend konturierten Innenflächen 13 der Matrize geformt, während die Innenflächen von Schulter, Kante und Ausguss von entsprechenden Aussenflächen 14 des Dornes 12 geformt werden.
[0010] Im Sinne vorstehender Beschreibung eines Tubenkopfes sind somit dessen Aussenfläche solche Flächen, die sich an den äusseren Umfang eines Tubenrohres einzeln oder einander folgend anschliessen, während Innenflächen die Flächen sind,
die sich an den inneren Umfang einzeln oder einander folgend anschliessen. Die Verbindung von Kopf und Rohr erfolgt bei vorliegendem Beispiel während des Formgebungsvorganges, dabei trägt der Dorn 12 auf seiner zylindrischen Umfangsfläche das Tubenrohr, dessen vorderes freies Ende mit dem Dorn 12 in die Matrize 11 einfährt. Die Matrize 11 nach Fig. 1 und 2 ist mehrteilig ausgebildet, und zwar besteht sie aus einem oberen Matrizenteil 15 und einem unteren Matrizenteil 16. Das obere Matrizenteil 15 weist die Schulter des Tubenkopfes und den umlaufenden Rand bildende Ausnehmung 17 auf, während der Ausguss durch eine entsprechende Ausnehmung 18 im unteren Matrizenteil 16 geformt wird. Der Ausguss trägt bei dem hier beschriebenen Beispiel auf seinem Aussendurchmesser ein als Hinterschneidung wirkendes Gewinde.
Deshalb weist die Matrize nach Fig. 1 und 2 Einrichtungen auf, um einen Tubenkopf mit Rohr nach Abschluss des Formgebungs- und Verbindungsvorganges zwecks Austrag aus der Matrize 11 gegen die Hinterschneidungen bildenden Formelemente freizusetzen.
[0011] Die Ausnehmung 17 im oberen Matrizenteil 15 und die Ausnehmung 18 im unteren Matrizenteil 6 werden von einem doppelt teleskopisch wirkenden Lochstempel 20 (folgend kurz Lochstempel genannt) axial senkrecht und zentrisch durchfahren. Fig. 1 zeigt den Lochstempel 20 in einer oberen, ausgefahrenen Stellung, während Fig. 2 den Lochstempel 20 in einer unteren, eingefahrenen Stellung zeigt. Folgend wird die ausgefahrene Stellung des Lochstempels 20 als Beladestellung, die eingefahrene Stellung als Entladestellung bezeichnet.
In Beladestellung wirkt die oben offene Matrize 11 und der Lochstempel 20 mit einem Extruder 21 (Befüllstation Fig. 1), in Entladestellung mit dem Dorn 12 zusammen, wobei der Dorn 12, wie dargestellt, ausgefahren sein kann (Formungsstation Fig. 2). Transportiert wird eine Matrize 11 von der Befüllstation zur Formungsstation, beispielsweise mittels eines Drehtisches, der getaktet und/oder kontinuierlich laufend, stationsweise bestimmte Teile eines Arbeitsablaufes zur Herstellung einer Tube in Verbindung mit komplementären Einrichtungen, zum Beispiel ein Dorn 12, ablaufen lässt.
[0012] Gemäss Fig. 3 besteht der Lochstempel 20 aus einer Hülse 22, in der ein Stift 23 in Längsrichtung der Hülse 22, axial verschiebbar aufgenommen ist.
Die Hülse 22 weist einends eine zylindrische, innen aufgebohrte Aufnahme 24 mit einer die Aufnahme 24 umlaufende Schulter 25 zwischen Hülse 22 und Aufnahme 24 auf. Der Stift 23 trägt an seinem der Aufnahme 24 zugewandten Ende eine Schulter 26, an die sich ein Fortsatz 27 runden Querschnittes wie Stift 23 und Schulter 26 anschliesst. Der Durchmesser der Bohrung 28 ist so bemessen, dass in ihr die Schulter 26 des Stiftes 23 verschiebbar aufnehmbar ist und ihre Tiefe ist so ausgelegt, dass die Schulter 26 und Fortsatz 27 in ihr, axial verschiebbar, Aufnahme finden. Das offene Ende der sich bis in die Schulter 25 erstreckenden Bohrung 28 ist mit einem Gewindeeinsatz 29 verschlossen, der axial so bemessen ist, dass sich ein zylindrischer Hohlraum 30 ergibt, indem Schulter 26 und Fortsatz 27 verschiebbar sind.
Dabei wirkt der Boden der Bohrung 28 als Anschlag für die Schulter 26, während das freie Ende des Fortsatzes 27 gegen die Stirnfläche des Gewindeeinsatzes 29 fährt. In dem zylindrischen Hohlraum 30 ist zwischen Stirnfläche des Gewindeeinsatzes 29 und der Schulter 26 eine Druckfeder 31 aufgenommen, die die Schulter 26 gegen den Boden der Bohrung 28 vorgespannt hält. Die Einschraubtiefe des Gewindeeinsatzes 29 ist veränderbar und die Lage des Gewindeeinsatzes 29 in der Bohrung 28 arretierbar, so dass sich über die Einschraubtiefe die Wegstrecke, die Schulter 26 und Fortsatz 27 in der Bohrung 28 zurücklegen, einstellbar ist.
An die Schulter 26 schliesst sich der Stift 23 an, so dass sich über die Einstellung der Wegstrecke der Abstand der Stirnfläche 32 des Stiftes 23 zur Stirnfläche 33 der Hülse 22 unter Kompression der Druckfeder 31 bei gegebenenfalls gleichzeitigem Anschlag an den Gewindeeinsatz 29 einstellen lässt. Gemäss Fig. 2 bildet die Stirnfläche 33 der Hülse 22 zusammen mit der Stirnfläche 34 des Dornes 12 eine waagrechte Verschlussfläche des Ausgusses des Tubenkopfes, die von einer Ausgussöffnung durchgriffen wird, die von dem von der Stirnfläche 33 abragenden freien Ende 35 des Stiftes 23, das freie Ende 35 an der Stirnfläche 34 des Dornes 12 anliegend, gebildet wird. Durch die beschriebene Einstellbarkeit des Stiftes 23 kann das freie Ende 35 genau auf die Stärke einer Verschlussfläche eingestellt werden.
Nach Befüllen der Matrize 11 mit einer Portion kommt vor Einsetzen des eigentlichen Pressformvorganges, frei von einem Kontakt mit dem Füllgut, als Erstes die Stirnfläche 34 des Dornes 12 und die Stirnfläche 32 des freien Endes 35 des Stiftes 23 zur federvorgespannten Anlage, so dass Überdeckungen von Ausgussöffnungen vermieden sind.
[0013] Die Hülse 22 läuft in einer zentrisch zur Matrize 11 angeordneten Büchse 37, die ihrerseits in einer hohlzylindrischen Führungsbüchse 38 aufgenommen ist, in der die Schulter 25 verschiebbar aufgenommen ist. Der Lochstempel 20 ist somit in jeder Verfahrstellung zweifach gelagert.
Der Gewindeeinsatz 29 trägt an seinem freien Ende eine Einstelleinrichtung 39, bestehend beispielsweise aus einer Gewindebüchse und Arretiermutter, wobei die Einstelleinrichtung 39 in axialer Richtung des Lochstempels 20, letzteren verlängernd oder verkürzend wirkt. Der Gewindeeinsatz 29 mit Einstelleinrichtung 39 als Teile des Lochstempels 20 sind in einer Hülse 40 axial verschiebbar aufgenommen, deren Boden mit einem Anschlagstück 41 versehen ist, auf dem sich in Einfahrstellung der Lochstempel 20 über die Einstelleinrichtung 39 drehend abstützen kann. Zwischen dem Anschlagstück 41 und der Schulter 25 ist eine Druckfeder 42 vorgesehen, die bei Öffnen der Pressform 10 den Lochstempel 20 ausfahren lässt, bis die Schulter 25 in Anlage mit der Büchse 37 kommt.
Die Druckfedern 31 und 42 haben unterschiedliche Federkräfte, und zwar ist die Federkraft der Druckfeder 31 grösser als die der Druckfeder 42. Damit wird erreicht, dass bei Einfahren des Lochstempels 20, vermittels des Dornes 12, der Lochstempel 20 zuerst gegen das Anschlagstück 41 gefahren und folgend die gewünschte Länge des freien Endes 35 des Stiftes 23, gleichermassen durch den Dorn 12, eingestellt wird.
[0014] Gemäss Fig. 1 steht die Matrize 11 mit ausgefahrenem Lochstempel 20 in Beladestellung unter einem Extruder 21. Der Extruder 21 extrudiert, d.h. bildet eine Materialportion 44 aus plastifiziertem Kunststoff, wie beispielsweise Polyethyleen, Polypropyleen oder anderen aufschmelzbaren Polyodefinen.
Plastifiziert heisst, die Materialportion 44 ist in einem teigähnlich, zähflüssigen Zustand, der eine Umformung von einem Rohling in ein Fertigteil (hier Tubenkopf) mittels Matrize 11 und Dorn 12 zulässt. Dabei ist die Menge der Materialportion 44 so bemessen, dass aus ihr, den Formhohlraum ausfüllend, das vollständige Fertigteil gebildet wird. Nach der Erfindung bildet der Extruder 21 eine Materialportion 44, die während ihrer Bildung die äussere Umfangsfläche des ausgefahrenen Lochstempels 20 überfährt, nach ihrer Trennung vom Extruder 21 auf der Umfangsfläche weiter senkrecht abgleitet, bis sie auf der Umfangsfläche vor Erreichen der Innenfläche 13 der Matrize 11 durch Reibung, axialer Verkantung oder Aufschrumpfen zum Stillstand kommt.
Fig. 1 zeigt die auf den Lochstempel 20 aufgebrachte Materialportion 44 in Ruhelage, das in Absinkrichtung vorlaufende Ende 45 steht dabei nicht im Eingriff mit der Innenfläche 13 der Matrize 11, während das nachlaufende Ende 46 einen oberen Abschnitt 47 des Lochstempels 20 überfahren, den Abschnitt 47 nicht umfassend, d.h. vom Kunststoff der Portion 44 freistehend, belassen hat.
[0015] Für die vorstehend beschriebene Art der Befüllung der Matrize 11 bildet der Extruder 21 eine schlauchartige, d.h. hohlzylindrische Materialportion 44, deren Innendurchmesser so bemessen ist, dass die Portion 44 über den äusseren Umfang der Hülse 22 des Lochstempels 20 abgleiten und während des Abgleitens selbsttätig in eine Ruhelage auf der Hülse 22 des Lochstempels 20 gelangen kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht auf die Befüllung mittels einer schlauchartig-hohlzylindrischen Materialportion 44 und nach Trennung der Materialportion 44 vom Extruder 21 auf ein Abgleiten auf der äusseren Umfangsfläche des Lochstempels 20 beschränkt, die mit der Erfindung angestrebten Verbesserungen werden auch, wenn auch nicht ganz vergleichbar, erreicht, wenn beispielsweise die Materialportion 44 vom Extruder 21 in Form eines Ringes mit einem kreis- oder linsenförmigen Querschnitt gebildet, als solcher vom Extruder 21 abgetrennt und im freien Fall auf den äusseren Umfang des Lochstempels 20 so aufgebracht wird, dass er vor Aufschlag auf die Innenfläche 13 der Matrize 11 auf der Oberfläche der Hülse 22 des Lochstempels 20 in seiner Fallbewegung zum Stillstand kommt und gleichermassen einen oberen Abschnitt 47 des Lochstempels 20 freilässt.
Diese Arten der Aufbringung von Materialportionen 44 auf den Lochstempel 20, mit ihrer förmlichen Ausgestaltung, werden folgend als Aufextrusion einer Materialportion 44 auf die Hülse 22 des Lochstempels 20 bezeichnet. Mit der Aufextrusion wird erreicht, dass die Materialportion 44 vermittels des Lochstempels 20 zentrisch zur formgebenden Ausnehmung 17 der Matrize 11 und bevorzugt ausser Eingriff mit der Innenfläche 13 der Matrize 11, vor Beginn des Umformvorganges, positioniert ist. Durch diese zentrische Positionierung, unter Einhaltung eines Abstandes zwischen der Innenfläche 13 der Matrize 11 und dem vorlaufenden Ende 45 der Materialportion 44, wird erreicht, dass sich Kristallisationen, wenn überhaupt, an der Innenfläche der Materialportion 44, die am äusseren Umfang des Lochstempels anliegt, ausbilden.
Das vorlaufende Ende 45 der Portion 44 bleibt, da es während der Beladung nicht auf der Innenfläche 13 der Matrize 11 aufliegt, frei von Kristallisationserscheinungen und Überdeckungen der Ausgussöffnung sind, vermieden, da der obere Abschnitt 47 des Lochstempels 20 von plastifiziertem Kunststoff freigehalten ist.
[0016] Folgend wird der Dorn 12 über der Matrize 11 positioniert und in die Matrize 11 zur Formung, beispielsweise eines Tubenkopfes mit angeformtem Tubenrohr, das auf dem äusseren Umfang des Dornes 12 angeordnet ist, eingefahren. Beim Einfahren gelangt die Stirnfläche 34 des Dornes 12 in Anlage mit der Stirnfläche 32 des Stiftes 23 und der Dorn 12 verschiebt so den Lochstempel 20 axial in Richtung auf die inneren Ausnehmungen 17, 18 der Matrize 11.
Während der Verschiebung des Lochstempels 20 kommt das vorlaufende Ende 45 in Anlage mit der Innenfläche 13 der Matrize 11. Die Anlagefläche des vorlaufenden Endes 45 ist relativ klein, da es sich um eine stirnseitige Ringfläche der Portion 44 handelt, die aufgrund ihrer Verfrachtung, d.h. Verschiebung, in der Matrize 11 kristallisationsbedingte Verfärbungen nicht sichtbar werden lässt. Nach erfolgter Anlage der Portion 44 fährt der Dorn 12 in die innere Ausnehmung der Portion 44 ein und der Lochstempel 20 aus der Ausnehmung aus, dabei bleibt die Portion 44 von Dorn 12 und Lochstempel 20 während des Verformungsvorganges durch Dorn 12 und Matrize 11, zentrisch in der Matrize 11, gehalten.
Während des Verformungsvorganges wird ein erster Teil der Portion 44 vom nachlaufenden Ende 46 ausgehend, durch die die Innenfläche der Tubenschulter bildende Formfläche 48 des Dornes 12, bei gleichzeitiger Verfrachtung eines zweiten Teiles der Portion 44, in die den Ausguss bildende Ausnehmung 18, in Richtung auf die die Aussenfläche der Tubenschulter bildende Innenfläche 13 der Matrize 11, aufgeweitet. Diese Aufweitung findet ihren Abschluss mit dem Ende des Umformvorganges. Durch die zentrische Halterung der Portion 44 erfolgt eine gleichförmige Ausbreitung der Portion 44 über die Innenfläche 13 der Matrize 11, wodurch Bereiche der Innenfläche 13 mit unterschiedlichen Temperaturen und damit Auslöser von Kristallisationen vermieden sind. Während der Formung der Schulter wird gleichzeitig der Ausguss mit Ausgussöffnung ausgeformt.
Dazu fährt der zylindrische Fortsatz und Stirnfläche 34 des Dornes 12 in die Ausnehmung 18 im unteren Matrizenteil 16 ein und formt die inneren Oberflächen des Ausgusses und seiner Verschlusswandung mit Ausgussöffnung, die durch das freie Ende 35 des Stiftes 23 gebildet wird. Während der Formgebung wird der Lochstempel 20 zunächst gegen die Kraft der Druckfeder 42 axial verschoben, bis die Einstelleinrichtung 39 zur Anlage an das Anschlagstück gebracht ist. In dieser Stellung fällt die Stirnfläche 33 des Lochstempels 20 mit einer Stirnfläche der Büchse 37 zusammen und beide bilden die äussere Oberfläche der Verschlusswandung des Ausgusses. Die äussere Oberfläche des zylindrischen Teiles des Ausgusses wird durch eine entsprechend konturierte Formfläche der Ausnehmung 18 gebildet.
Liegt der Lochstempel 20 an dem Anschlagstück 41 an, wird der Stift 23 gegen die Feder 31, deren Federkraft grösser als die Feder 42 ist, verschoben, bis der Fortsatz 27 auf den Gewindeeinsatz 29 in der Aufnahme 24 auftrifft und/oder die gewünschte Dicke der Ausgussfläche erreicht ist.
[0017] Mit der doppelten Einstellbarkeit (Gewindeeinsatz 29, Einstelleinrichtung 39) lassen sich die Stirnfläche 32 des Stiftes 23 und die Stirnfläche 33 der Hülse 22 zum Dorn 12 und zur Ausnehmung 18 genau positionieren, so dass Überdeckungen, d.h. membranartige Verschlüsse oder teilweise Überdeckungen der Ausgussöffnungen vermieden und eine optisch defektfreie Aussenwandung der Verschlusswandung gesichert ist.
The invention relates to a method and apparatus for the production of plastic moldings, in particular casting parts of packaging containers, preferably heads for packaging tubes, according to the preambles of claims 1 and 11.
Packaging containers made of plastics, in particular packaging tubes, include a tubular packaging material container, also called tube tube (hereinafter referred to as tube), and a spout part, also called tube head (hereinafter referred to briefly as the head), which is connected to the tube at one end.
Produced are packaging tubes of the type described above, by a prefabricated tube either connected to a prefabricated head or the head is molded to the tube by injection molding or compression molding, wherein the production of prefabricated intended for connection with pipes heads mainly by injection molding. The difference between injection molding and compression molding is that, starting from both molds and molds, none of the moldings undergoes deformation work during injection molding, while during stamping, the die performs deformation work against the die with respect to a portion of material.
This is derived from the fact that during injection molding die and stamp collapsed, i. closed the mold and then the closed mold is filled with liquid plastic, whereas an open mold with a portion of plasticized plastic filled during compression molding and then closed, wherein a molded part, usually the stamp, during the closing process makes the work of shaping.
In press molding and in this field, the invention, the filling of the die is carried out with an annular portion of plasticized plastic, which is formed by an extruder, separated from him and subsequently carried away in free fall into the die.
Another type of filling is that a portion, starting from the extruder, placed on an extended from the die subcarrier and then the subcarrier with material portion is moved back into the die. Subsequent to the filling, the punch of the mold moves into the die and thereby transforms the plasticized material portions into a shaped part. In the production of packaging tubes, the tube tube is applied to the stamp that is connected during the forming process of the material portion with the emerging tube head. During the time between filling, closing the mold by inserting the punch in the die, the portion is cooling in the die.
This temperature loss is particularly noticeable on the surface of the portion which rests on the mold-forming surface of the die or subcarrier. This temperature loss can lead to premature crystallizations of the plastic at said points, resulting in discoloration on completion of the pressing process on the surface of the molded part. Since in the case of tube heads, the die forms the outer surface of the head - the punch forms the inner surface - discoloration on the tube head always occurs as visible optical defects of a finished tube.
Discolouration in both aforementioned Befüllarten (discharge, entry) favors when portions are not placed centrally to the die.
When filling by retracting a portion on a subcarrier there is a risk incomplete formations, which represent, for example, on tube heads as a membrane-like closures of the spout opening (called covers).
The object of the present invention is to discolorations, in particular discoloration on the outer surface, ie to avoid on completion of a visible surface of a tube head and overlaps and this object is in a method and a device operating according to the method according to claims 1 and 11, solved by means of the characterizing features of the above-identified claims.
Further embodiments of the inventive method and the device characterize the subject of claims 1 and 11 following claims.
Further advantages
Features and details of the inventive method and the apparatus will become apparent from the description and drawings of the method and the device, show it
<Tb> FIG. 1: <sep> the die of a die and an extruder schematically and in longitudinal section before filling the die
<Tb> FIG. 2: <sep> the die according to FIG. 1, an extended mandrel and a tube still held in the die, comprising a shaped head with a molded tube
<Tb> FIG. 3: <sep> as an individual part of the movable in the die telescopic punch
Press molds for forming plasticized material portions to finished parts, for example, to heads of packaging tubes, comprise a die 11 and a mandrel 12, which form a cavity, the shape and dimensions, the mandrel 12 retracted into the die 11 between them Prefabricated part, in the present example, a tube head, map.
A round tube head comprises a shoulder with one circumferential edge, which is brought into engagement with a tube tube 19 and at the other end a protruding from the shoulder spout with passage opening onto which usually a cap is screwed as a closure of the passage opening.
The outer surface of the shoulder, the peripheral edge and projecting from the outer surface of the shoulder spout are formed by correspondingly contoured inner surfaces 13 of the die, while the inner surfaces of the shoulder, edge and spout formed by respective outer surfaces 14 of the mandrel 12 become.
In the sense of the above description of a tube head thus its outer surface are those surfaces which connect to the outer circumference of a tube tube individually or consecutively, while inner surfaces are the surfaces,
which connect to the inner periphery individually or consecutively. The connection of the head and tube takes place in the present example during the molding process, while the mandrel 12 carries on its cylindrical peripheral surface the tube tube, the front free end of the mandrel 12 enters the die 11. The die 11 according to FIGS. 1 and 2 is of a multi-part design, namely consists of an upper die part 15 and a lower die part 16. The upper die part 15 has the shoulder of the tube head and the peripheral edge-forming recess 17, while the spout passes through a corresponding recess 18 in the lower mold part 16 is formed. The spout carries in the example described here on its outer diameter acting as an undercut thread.
Therefore, the die of Fig. 1 and 2 has means for releasing a tube head with tube after completion of the molding and bonding operation for the purpose of discharge from the die 11 against the undercut forming mold elements.
The recess 17 in the upper mold part 15 and the recess 18 in the lower mold part 6 are passed through a double telescopically acting punch 20 (hereinafter referred to as a short punch) axially perpendicular and centric. Fig. 1 shows the punch 20 in an upper, extended position, while Fig. 2 shows the punch 20 in a lower, retracted position. Subsequently, the extended position of the punch 20 is referred to as Beladestellung, the retracted position as the unloading position.
In the loading position, the top open die 11 and the punch 20 interact with an extruder 21 (filling station Fig. 1), in the unloading position with the mandrel 12, the mandrel 12, as shown, may be extended (molding station Fig. 2). A die 11 is transported from the filling station to the forming station, for example by means of a turntable which is clocked and / or continuously running, station-wise certain parts of a workflow for producing a tube in conjunction with complementary devices, such as a mandrel 12 run.
According to Fig. 3, the punch 20 consists of a sleeve 22 in which a pin 23 in the longitudinal direction of the sleeve 22, is received axially displaceable.
The sleeve 22 has at one end a cylindrical, internally bored receptacle 24 with a receptacle 24 circumferential shoulder 25 between the sleeve 22 and receptacle 24. The pin 23 carries at its end facing the receptacle 24 a shoulder 26 to which an extension 27 round cross-section like pin 23 and shoulder 26 connects. The diameter of the bore 28 is dimensioned so that in her the shoulder 26 of the pin 23 is slidably receivable and its depth is designed so that the shoulder 26 and extension 27 find in her, axially displaceable, recording. The open end of extending into the shoulder 25 bore 28 is closed with a threaded insert 29 which is dimensioned axially so that a cylindrical cavity 30 results by shoulder 26 and extension 27 are displaced.
In this case, the bottom of the bore 28 acts as a stop for the shoulder 26, while the free end of the extension 27 moves against the end face of the threaded insert 29. In the cylindrical cavity 30, a compression spring 31 is received between the end face of the threaded insert 29 and the shoulder 26, which holds the shoulder 26 biased against the bottom of the bore 28. The screwing of the threaded insert 29 is variable and the position of the threaded insert 29 in the bore 28 can be locked, so that over the screwing the distance, the shoulder 26 and extension 27 in the bore 28 cover, is adjustable.
At the shoulder 26, the pin 23 connects, so that can be adjusted by the adjustment of the distance of the end face 32 of the pin 23 to the end face 33 of the sleeve 22 under compression of the compression spring 31 at optionally simultaneous stop on the threaded insert 29. According to FIG. 2, the end face 33 of the sleeve 22, together with the end face 34 of the mandrel 12, forms a horizontal closure surface of the spout of the tube head, which is penetrated by a spout opening which projects from the free end 35 of the pin 23 protruding from the end face 33 free end 35 on the end face 34 of the mandrel 12 fitting, is formed. By the described adjustability of the pin 23, the free end 35 can be adjusted exactly to the strength of a closure surface.
After filling the female mold 11 with a portion comes before inserting the actual Pressformvorganges, free of contact with the contents, first, the end face 34 of the mandrel 12 and the end face 32 of the free end 35 of the pin 23 to the spring-biased system, so that overlaps of Spout openings are avoided.
The sleeve 22 runs in a centrally arranged to the die 11 bushing 37, which in turn is received in a hollow cylindrical guide bush 38, in which the shoulder 25 is slidably received. The punch 20 is thus stored twice in each travel position.
The threaded insert 29 carries at its free end an adjusting device 39, consisting for example of a threaded bushing and locking nut, wherein the adjusting device 39 acts in the axial direction of the punch 20, the latter extending or shortening. The threaded insert 29 with adjusting device 39 as parts of the punch 20 are axially slidably received in a sleeve 40, the bottom of which is provided with a stop piece 41 on which in the retracted position of the punch 20 can be supported by the adjusting device 39 rotating. Between the stopper piece 41 and the shoulder 25, a compression spring 42 is provided which, when the die 10 is opened, allows the punch 20 to be extended until the shoulder 25 comes into contact with the sleeve 37.
The compression springs 31 and 42 have different spring forces, and that is the spring force of the compression spring 31 is greater than that of the compression spring 42. This ensures that when retracting the punch 20, by means of the mandrel 12, the punch 20 is first moved against the stop piece 41 and following the desired length of the free end 35 of the pin 23, equally through the mandrel 12, is adjusted.
1, the die 11 is in the loading position under an extruder 21 with the punch 20 extended. The extruder 21 is extruded, i. forms a material portion 44 of plasticized plastic, such as Polyethyleen, Polypropyleen or other fusible polyodefins.
Plasticized means that the material portion 44 is in a dough-like, viscous state, which allows a deformation of a blank in a finished part (here tube head) by means of die 11 and mandrel 12. The amount of material portion 44 is so dimensioned that from her, the mold cavity filling, the complete finished part is formed. According to the invention, the extruder 21 forms a material portion 44, which passes over the outer peripheral surface of the extended punch 20 during its formation, after its separation from the extruder 21 on the peripheral surface further perpendicularly slides until it on the peripheral surface before reaching the inner surface 13 of the die eleventh comes to a standstill due to friction, axial tilting or shrinking.
Fig. 1 shows the force applied to the punch 20 material portion 44 in the rest position, the leading end in Absinkrichtung 45 is not engaged with the inner surface 13 of the die 11, while the trailing end 46 an upper portion 47 of the punch 20 run over the section 47 not comprehensive, ie from the plastic of the portion 44 freestanding, left.
For the type of filling of the die 11 described above, the extruder 21 forms a tubular, i. hollow cylindrical material portion 44, whose inner diameter is dimensioned so that the portion 44 slide over the outer circumference of the sleeve 22 of the punch 20 and can pass automatically during slipping in a rest position on the sleeve 22 of the punch 20.
The inventive method is not limited to the filling by means of a tube-like hollow cylindrical material portion 44 and after separation of the material portion 44 from the extruder 21 to sliding on the outer peripheral surface of the punch 20, the improvements sought with the invention are also, although not quite comparable , When, for example, the material portion 44 formed by the extruder 21 in the form of a ring with a circular or lenticular cross-section, as such separated from the extruder 21 and applied in free fall on the outer periphery of the punch 20 so that he is on impact the inner surface 13 of the die 11 comes to a standstill on the surface of the sleeve 22 of the punch 20 in its falling motion and equally leaves free an upper portion 47 of the punch 20.
These types of application of material portions 44 on the punch 20, with their formal configuration, are referred to below as the extrusion of a material portion 44 on the sleeve 22 of the punch 20. With the extrusion, it is achieved that the material portion 44 by means of the punch 20 is positioned centrally to the shaping recess 17 of the die 11 and preferably out of engagement with the inner surface 13 of the die 11, before the beginning of the forming process. By this centric positioning, maintaining a distance between the inner surface 13 of the die 11 and the leading end 45 of the material portion 44, it is achieved that crystallizations, if any, on the inner surface of the material portion 44, which rests on the outer circumference of the punch, form.
The leading end 45 of the portion 44 remains, since it does not rest on the inner surface 13 of the die 11 during loading, are free from crystallization phenomena and coverings of the spout opening, avoided, since the upper portion 47 of the punch 20 is kept free of plasticized plastic.
Subsequently, the mandrel 12 is positioned over the die 11 and into the die 11 for forming, for example, a tube head with molded tube tube, which is arranged on the outer circumference of the mandrel 12, retracted. When retracting the end face 34 of the mandrel 12 comes into contact with the end face 32 of the pin 23 and the mandrel 12 so moves the punch 20 axially in the direction of the inner recesses 17, 18 of the die eleventh
During the displacement of the punch 20, the leading end 45 comes into abutment with the inner surface 13 of the die 11. The leading end abutment surface 45 is relatively small since it is an end annular surface of the portion 44 which due to its transport, i. Displacement, in the die 11 crystallization-related discoloration is not visible. After installation of the portion 44 of the mandrel 12 moves into the inner recess of the portion 44 and the punch 20 from the recess, while the portion 44 of mandrel 12 and punch 20 during the deformation process by mandrel 12 and die 11, centric in the die 11, held.
During the deformation process, a first portion of the portion 44, starting from the trailing end 46, by the inner surface of the tube shoulder forming mold surface 48 of the mandrel 12, while simultaneously loading a second portion of the portion 44, in the spout forming recess 18, in the direction of the outer surface of the tube shoulder forming inner surface 13 of the die 11, expanded. This expansion concludes with the end of the forming process. Due to the centric mounting of the portion 44, a uniform spreading of the portion 44 takes place via the inner surface 13 of the die 11, whereby regions of the inner surface 13 with different temperatures and thus initiators of crystallizations are avoided. During the shaping of the shoulder, the spout is simultaneously formed with a spout opening.
For this purpose, the cylindrical extension and end face 34 of the mandrel 12 moves into the recess 18 in the lower die part 16 and forms the inner surfaces of the spout and its closure wall with spout opening, which is formed by the free end 35 of the pin 23. During the shaping of the punch 20 is initially displaced axially against the force of the compression spring 42 until the adjusting device 39 is brought to bear against the stop piece. In this position, the end face 33 of the punch 20 coincides with an end face of the sleeve 37 and both form the outer surface of the closure wall of the spout. The outer surface of the cylindrical part of the spout is formed by a correspondingly contoured shaping surface of the recess 18.
If the punch 20 on the stop piece 41, the pin 23 against the spring 31, the spring force is greater than the spring 42, moved until the extension 27 impinges on the threaded insert 29 in the receptacle 24 and / or the desired thickness of Spout area is reached.
With the dual adjustability (threaded insert 29, adjustment device 39), the end face 32 of the pin 23 and the end face 33 of the sleeve 22 to the mandrel 12 and the recess 18 can be accurately positioned so that overlaps, i. avoid membrane-like closures or partial overlaps of the spout openings and a visually defect-free outer wall of the closure wall is secured.