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Die
Erfindung betrifft eine Tube aus thermoplastischem Kunststoff sowie
ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Tube.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere eine Tube aus thermoplastischem
Kunststoff mit einem flexiblen Tubenmantel, der einseitig eine etwa
kreisrunde Tubenschulter ausbildet, mit einem sich von der Tubenschulter
aus erstreckenden Tubenhals, der mit einer Entnahmeöffnung und
mit Haltemitteln zur Aufnahme einer Verschlusskappe versehen ist,
wobei der Tubenmantel ggf. nach Befüllung der Tube auf seinem der
Tubenschulter abliegenden Ende zusammengelegt und verschweißt und/oder
verquetscht ist.
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Solche
Tuben aus Kunststoff sind hinlänglich bekannt.
Möglicherweise
wird zumindest der Tubenmantel durch Extrudieren hergestellt. In
den Tubenmantel werden ein Tubenhals und eine Tubenschulter, die
auch als Tubenflansch bezeichnet wird, nach Fertigstellung des Tubenmantels
eingeschweißt. Üblicherweise
bestehen der Tubenhals und die Tubenschulter bzw. der Tubenflansch
aus einem spritzgegossenen härteren
Kunststoff, der sich in Hinblick auf die Ausbildung von Gewinden
und Dichtflächen
einfacher im Spritzgießverfahren
herstellen lässt.
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Die
Herstellung solcher Tuben erfordert mehrere Arbeitsgänge und
ist verhältnismäßig aufwändig. Die
Befüllung
der Tube erfolgt in der Regel auf der dem Tubenhals abliegenden
geöffneten
Seite der Tube, die dann verquetscht, verklemmt oder verschweißt wird.
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In
der Regel bildet der Tubenmantel im nicht verschlossenen und unbefüllten Zustand
einen zylindrischen Körper
aus. Wird der Tubenmantel in herkömmlicher Art und Weise verschlossen,
d. h. durch Zusammenlegen der betreffenden Enden, erhält die Tube
in einer Ansicht einen etwa trapezoiden Grundriss, was dem normalen
und bekannten Erscheinungsbild einer Tube entspricht. Diese bekannte
Tubengestaltung hat jedoch Nachteile in Hinblick auf die Verpackbarkeit der
Tube. Wünschenswert
ist eine Tubenmantelgeometrie, die eine möglichst zwischenraumarme Anordnung
von mehreren Tuben in einer Umverpackung zulässt. Selbst bei Einzelverpackung einer
Tube in einem Karton wäre
grundsätzlich
ein besseres Verhältnis
von Tubenvolumen zu Volumen der Umverpackung wünschenswert.
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Darüber hinaus
hat die bekannte extrusionsblasgeformte Tube mit einem spritzgegossenen Halsteil
aus Kunststoff, das in den extrudierten Tubenmantel eingesetzt ist,
den Nachteil, dass dieser aufwändig
und teuer in der Herstellung ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Tube der eingangs
genannten Art bereitzustellen, die die vorstehend erwähnten Nachteile vermeidet.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Tube aus thermoplastischem Kunststoff mit einem flexiblen
Tubenmantel, der einseitig eine etwa kreisrunde Tubenschulter ausbildet
und mit einem sich von der Tubenschulter aus erstreckenden Tubenhals
versehen ist, der mit einer Entnahmeöffnung und mit Haltemitteln zur
Aufnahme einer Verschlusskappe versehen ist, wobei der Tubenmantel
ggf. nach Befüllung
der Tube auf seinem der Tubenschulter abliegenden Ende zusammengelegt
und verschweißt
und/oder verquetscht ist, wobei die Tube sich dadurch auszeichnet,
dass der Durchmesser des Tubenmantels an keiner Stelle größer als
der Durchmesser der Tubenschulter ist. Dabei kann der Tubenmantel
in vorteilhafter Art und Weise so gestaltet sein, dass er auf wenigstens
zwei diametral gegenüberliegenden Längsseiten
wenigstens zwei zueinander etwa parallele Begrenzungslinien aufweist.
Auf diese Art und Weise hat der Tubenmantel zumindest in einer Winkellage
bezogen auf die Längsachse
der Tube einen Grundriss, der rechteckig ist, dessen Rotation also eine
zylindrische Hüllkurve
ergäbe.
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Auf
diese Art und Weise wird der bekannte trapezoide Grundriss der Tube
vermieden. Mehrere Tuben können
in vorteilhafter Art und Weise mit höherer Packungsdichte in einer
Umverpackung angeordnet werden. Die Tatsache, dass in einer Winkellage
der Tube die Begrenzungslinien konvergieren, ist dabei nicht hinderlich,
denn die Tuben können
beispielsweise zueinander in der Umverpackung wechselweise um 180° gedreht
angeordnet werden, d. h. abwechselnd mit einander zugewandten Verschlüssen und
einander abgewandten Verschlüssen.
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Bei
einer besonders bevorzugten Variante der Tube gemäß der Erfindung
ist vorgesehen, dass der Tubenmantel, die Tubenschulter und der
Tubenhals einstückig
extrusionsblasgeformt sind. Der Tubenhals kann beispielsweise einen
stirnseitigen Dichtflansch aufweisen, der mit einer umlaufenden Dichtwulst
oder mit einem Dichtzapfen einer Verschlusskappe zusammenwirkt.
Die Verschlusskappe kann mit einem Gewinde auf der Mantelfläche des Tubenhalses
zusammenwirken.
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Grundsätzlich stellt
sich bei einer extrusionsblasgeformten Tube mit einem einstückig angeformten
Tubenhals das Problem der Abdichtung in Bezug auf einen aufgeschraubten
oder aufgesteckten Deckelverschluss, der beispielsweise aus einem nicht-flexiblen
thermoplastischem Kunststoff spritzgegossen hergestellt ist. Extrusionsblasgeformte Hohlkörper weisen
mindestens an einem Ende eine Quetschnaht auf, an der die sich gegeneinander schließenden Teile
des Formwerkzeugs ein offenes Ende des Vorformlings miteinander
verschweißt
haben. Diese Quetschnaht oder Trennnaht verläuft üblicherweise in der Längsmittelebene
des herzustellenden Artikels und stellt unter Umständen eine
Stör- oder
Schwachstelle einer im Werkzeug am Artikel herzustellenden Dichffläche dar,
die sowohl bei einer Abdichtung mittels Dichtwulst als auch bei
einer Abdichtung mittels Dichtzapfen hinderlich ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Verlauf der herstellungsbedingten Quetschnaht
im Bereich des Dichtflansches außermittig, sodass der Bereich
des Dichtflansches, der beispielsweise mit einer umlaufenden Dichtrippe
oder Dichtlippe in einer Verschlusskappe zusammenwirkt, durch die
Quetschnaht nicht beeinträchtigt
ist.
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Als
besonders vorteilhaft hat sich eine Ausbildung des Tubenhalses bzw.
des Dichtflansches herausgestellt, bei der die herstellungsbedingte Quetschnaht
im Randbereich des Dichtflansches verläuft. Eine in einem Deckelverschluss vorgesehene
Dichtwulst, kann vom Durchmesser dann so bemessen sein, dass die
Quetschnaht in dem Dichtflansch außerhalb des Bereichs angeordnet
ist, der mit dem Dichtwulst zusammenwirkt.
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Ist
im Deckelverschluss ein Dichtzapfen vorgesehen, mit welchem die
Entnahmeöffnung
der Tube im Dichtflansch verschließbar ist, so ist es ebenfalls
von Vorteil, wenn die Quetschnaht im Randbereich des Dichtflansches
verläuft,
da so die Dichtfläche
in der Entnahmeöffnung
nicht beeinträchtigt
wird.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer
Tube aus thermoplastischem Kunststoff, wobei zunächst ein schlauchförmiger Vorformling
zwischen die geöffneten
Teile eines Blasformwerkzeugs extrudiert wird, das Werkzeug um den
Vorformling geschlossen wird und der Vorformling mittels Gasdruckbeaufschlagung
und/oder Anlegen von Vakuum innerhalb des Werkzeugs aufgeweitet
wird. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Tubenrohling
innerhalb des Werkzeugs mit einem sich von der Tubenschulter zu
seinem von dem Tubenhals abliegenden zu befüllenden Ende verjüngenden
Querschnitt ausgebildet wird.
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Vorzugsweise
wird der Tubenrohling nach Entnahme aus dem Blasformwerkzeug an
seinem von dem Tubenhals abliegenden Ende befüllt und verschweißt. Dadurch,
dass der Tubenmantel sich in Richtung auf das dem Tubenhals abliegende
Ende verjüngt,
kann vermieden werden, dass sich der Tubenmantel bei der Verschweißung seines
offenen Endes so deformiert, dass der unerwünschte trapezoide Grundriss
entsteht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Maß der Verjüngung des
Endes des Tubenmantels so bemessen ist, dass wenigstens zwei diametral
gegenüberliegende
seitliche Begrenzungslinien des Tubenmantels bei verschlossener
Tube um die Längsachse
der Tube rotiert eine zylindrische Hüllkurve bilden würden.
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Bei
einer vorteilhaften Variante der Tube gemäß der Erfindung besitzt der
Tubenmantel eine reliefartige Prägung,
die durch eine entsprechende Gravur im Werkzeug erzeugt wurde.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Kunststofftube nach dem Stand der Technik,
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2 eine
Ansicht von dem dem Tubenhals gegenüberliegenden Ende der Tube
in 1,
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3 eine
Seitenansicht einer Tube gemäß der Erfindung,
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4 eine
Ansicht der in 3 gezeigten Tube von dem dem
Tubenhals abliegenden Ende aus betrachtet,
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5 eine
schematische Darstellung des Extrusionsblasformverfahrens zur Herstellung
der Tube gemäß der Erfindung,
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6 einen
Schnitt durch das Werkzeug entlang der Pfeile VI-VI in 5,
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7 einen
Schnitt durch einen Tubenrohling gemäß der Erfindung,
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8 eine
Ansicht der in 7 dargestellten Tube aus Richtung
des mit XIII bezeichneten Pfeils,
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9 die
schematische Darstellung des Verschließens des dem Tubenhals abliegenden
Endes der Tube,
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10 eine
Ansicht der geschlossenen Tube, die der in 9 dargestellten
Ansicht entspricht,
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11 eine
perspektivische Ansicht der Tube im Bereich der Tubenschulter und
des Tubenhalses,
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12 eine
Schnittansicht durch die in 11 dargestellte
Tube mit zugehöriger
Verschlusskappe,
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13 und 14 Ansichten
einer alternativen Ausgestaltung der Tube gemäß der Erfindung.
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Die
in den Zeichnungen dargestellte Tube 1 ist mit Ausnahme
der in 12 dargestellten Verschlusskappe 2 einstückig aus
thermoplastischem Kunststoff extrusionsblasgeformt. Die Tube 1 besteht aus
einem Tubenmantel 3 aus flexiblem, ggf. transluzentem oder
teilweise transluzentem Kunststoff. Denkbar sind beispielsweise
auch ein opaker oder durchgefärbter
Tubenmantel 3 mit einem Sichtstreifen aus transluzentem
Material, der eine Füllstandsüberpröfung zulässt. Der
Tubenmantel 3 besteht zweckmäßigerweise aus einem flexiblen,
elastischen und dünnwandigen
Kunststoff, der nach Zusammendrücken
bestrebt ist, seine Ausgangslage wieder einzunehmen.
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Der
Tubenmantel 3 bildet an einem Ende eine in der Draufsicht
etwa kreisrunde Tubenschulter 4 aus, die in einen Tubenhals 5 übergeht.
Die Tubenschulter 4 wird in der Literatur gelegentlich
auch als Tubenflansch bezeichnet. Von der Tubenschulter 4 erstreckt
sich zentral der Tubenhals 5, der ebenfalls einen kreisrunden
Querschnitt aufweist, sodass der Tubenhals 5 in Bezug auf
die Tubenschulter 4 etwa konzentrisch angeordnet ist. Der
Tubenhals 5 ist mit Gewindefortsätzen 6 versehen, die
mit einem Innengewinde 7 der Verschlusskappe 2 zusammenwirken.
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Der
Tubenmantel 3 ist mit einer reliefartigen Prägung 8 versehen,
die über
eine Gravur im Werkzeug erzeugt wird.
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Wie
vorstehend bereits erwähnt,
ist die erfindungsgemäße Tube
in den 3 und 4 dargestellt, die 1 und 2 zeigen
eine Tube gemäß Stand
der Technik. Bei der erfindungsgemäßen Tube 1 sind zumindest
in einer Seitenansicht (in der in 3 gezeigten)
die seitlichen Begrenzungslinien 9 des Tubenmantels 3 zueinander
parallel verlaufend angeordnet, sodass deren Rotation um die Längsachse
der Tube 1 eine zylindrische Hüllkurve ergäbe. Anders ist dies bei der
in 1 dargestellten Tube nach dem Stand der Technik.
Dort hat die Tube 1 einen etwa trapezoiden Grundriss, die
Hüllkurve
der divergierenden Begrenzungslinien ergäbe einen Konus.
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Wie
dies insbesondere in den 5 und 7 dargestellt
ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
den in 7 dargestellten Tubenrohling 10 so auszubilden,
dass dessen Durchmesser sich in Richtung auf sein von dem Tubenhals 5 abliegendes Ende
verjüngt.
Mit anderen Worten, der Durchmesser der Tubenschulter 4 ist
größer als
der Durchmesser des Verschlussendes 11, wenn die Tube nicht verschlossen
ist.
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In 5 ist
schematisch das Verfahren zur Herstellung der Tube 1 gemäß der Erfindung
skizziert. Mit 12 wird ein Extrusionskopf bezeichnet, aus dem
ein ein- oder mehrschichtiger
Vorformling 13 in Form eines Schlauchs aus plastifiziertem
thermoplastischem Material ausgestoßen wird. Das Extrusionsblasformverfahren
ist an und für
sich bekannt und wird daher hier nicht eingehend beschrieben.
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Wie
dies in 5 dargestellt ist, wird der
Vorformling 13 zwischen die geöffneten Hälften eines Blasformwerkzeugs 14a, 14b extrudiert.
Das Blasformwerkzeug 14a, 14b ist ebenfalls stark
vereinfacht dargestellt.
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Die
Innenkontur des Blasformwerkzeugs 14a, 14b ist
erfindungsgemäß so gewählt, dass
sich, wie bereits erwähnt,
der Durchmesser des Tubenrohlings 10 in Richtung auf das
Verschlussende 11 verjüngt.
Dabei ist das Maß der
Verjüngung
so gewählt, dass
die Tube 1 nach dem Verschließen den in 3 dargestellten
Grundriss erhält.
Vorzugsweise wird die Querschnittsverjüngung so gewählt, dass
der verjüngte
Querschnitt etwa 50 bis 70%, vorzugsweise etwa 60 bis 65% des Ausgangsquerschnitts
beträgt. Als
ideal hat sich herausgestellt, den Tubenrohling an seinem zu verschließenden Ende
mit einem Durchmesser zu versehen, der etwa 63% des Ausgangsdurchmessers
im Bereich der Tubenschulter beträgt.
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Der
Vorgang des Verschließens
findet nach der Entnahme des Tubenrohlings 10 aus dem Blasformwerkzeug 14a, 14b statt.
Danach wird der Tubenrohling 10 ggf. befüllt und
seinem Verschlussende 11 durch Aufeinanderlegen der Wandung
verschweißt,
wie dies in den 9 und 10 dargestellt
ist. Durch die Verschweißung
wird die Geometrie der Mantelfläche
des Tubenmantels 3 naturgemäß verändert. Dieser Veränderung
wird durch die in 7 dargestellte Formgebung des
Tubenrohlings 10 entgegengewirkt.
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Wenn
der Vorformling 13 auf eine gegebene Länge aus dem Extrusionskopf 12 ausgestoßen wurde,
schließen
sich die Teile 14a, b des Blasformwerkzeugs um den Vorformling
unter Abquetschung desselben auf der dem Extrusionskopf 12 zugewandten Seite.
Selbstverständlich
kann und wird der Vorformling 13 unter Zuhilfenahme eines
bekannten Werkzeugs vom Extrusionskopf 12 getrennt. An
dem dem späteren
Tubenhals 5 abliegenden Ende des Vorformlings 13 wird
dieser Mittels Blasluft innerhalb der von dem Blasformwerkzeug 14a, 14b gebildeten
Kavität 15 aufgeweitet.
Die Kavität 15 des
Blasformwerkzeugs 14a, 14b definiert in bekannter
Art und Weise die spätere
Gestalt des in diesem zu fertigenden Hohlkörpers, bei dem beschriebenen
Ausführungsbeispiel
die Gestalt des in 7 dargestellten Tubenrohlings 10.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass der Tubenrohling mit Tubenhals 5, Tubenschulter 4 und
Tubenmantel 3 vollständig,
d. h. einstückig,
extrusionsblasgeformt wird. Der fertig geblasene Artikel, im vorliegenden
Fall der Tubenrohling 10, hat grundsätzlich beim Blasformen die
Eigenschaft, dass er eine etwa in der Längsmittelebene verlaufende und
umlaufende Naht 16 aufweist, die auf der Seite des Tubenrohlings 10 lediglich
eine Abbildung der Teilungsebene des Blasformwerkzeugs 14a, 14b darstellt,
die allerdings bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine über die
Stirnfläche 17 des
Tubenhalses 5 verlaufende Quetschnaht ausbildet, und zwar
dadurch, dass in diesem Bereich die Wandungen des schlauchförmigen Vorformlings 13 durch
das Blasformwerkzeug 14a, b während des Schließvorgangs
miteinander unter Bildung eines überstehenden
Randes verschweißt
wurden. Dieser Rand wird als Butzen bezeichnet und nach der Entnahme
des Artikels in bekannter Art und Weise entfernt.
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Erfindungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass die Werkzeugteilung bzw. -trennebene im Bereich des
späteren
Tubenhalses 5 unsymmetrisch verläuft, und zwar derart, dass
die Naht 16 auf der Stirnfläche 17 des Tubenhalses 5 einen
Teil eines Kreisbogens beschreibt, sodass an dem fertigen Erzeugnis,
wie dies in 11 dargestellt ist, die Naht
sich halbkreisförmig
im Randbereich der Stirnfläche 17 des
Tubenhalses 5 erstreckt.
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Wie
eingangs bereits erwähnt,
bildet die Stirnfläche 17 des
Tubenhalses 5 eine Dichtfläche aus, die mit einem umlaufenden
Dichtwulst oder einer umlaufenden Dichtrippe 18 im Inneren
der Verschlusskappe 2 zusammenwirkt. Die umlaufende Dichtrippe 18 hat
einen etwa kreisringförmigen
Verlauf und drückt
sich bei aufgesetzter bzw. aufgeschraubter Verschlusskappe 2 dichtend
gegen die Stirnfläche 17 des
Tubenhalses 5. Wie dies in 11 andeutungsweise
dargestellt ist, verläuft
die Naht 16 im Randbereich der Stirnfläche 17 so, dass die
Stirnfläche 17 in
der unmittelbaren Umgebung der Entnahmeöffnung 19 durch die
Naht 16 unbeeinträchtigt bleibt.
Die Entnahmeöffnung 19 wird
nach der Aufweitung des Vorformlings 13 innerhalb des Blasformwerkzeugs 14a,
b mittels eines in den Vorformling eingeschobenen Dorns hergestellt.
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In
den 13 und 14 ist
eine alternative Ausgestaltung der Tube 1 gemäß der Erfindung
gezeigt. Dort ist der Tubenrohling 10 im Bereich seines Verschlussendes 11 ebenfalls
im Durchmesser verjüngt
bzw. eingezogen, sodass die Verschlussnaht 20 kürzer als
der Durchmesser der Tube im Bereich der Tubenschulter 4 ist.
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- 1
- Tube
- 2
- Verschlusskappe
- 3
- Tubenmantel
- 4
- Tubenschulter
- 5
- Tubenhals
- 6
- Gewindefortsätze
- 7
- Innengewinde
- 8
- Prägung
- 9
- Begrenzungslinie
- 10
- Tubenrohling
- 11
- Verschlussende
- 12
- Extrusionskopf
- 13
- Vorformling
- 14a,
b
- Blasformwerkzeug
- 15
- Kavität
- 16
- Naht
- 17
- Stirnfläche
- 18
- Dichtrippe
- 19
- Entnahmeöffnung
- 20
- Verschlussnaht