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Spritzgießform zur Herstellung von Tuben aus thermoplastischem Kunststoff
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzgießform zur Herstellung von Tuben aus
thermoplastischem Kunststoff mit einem biegsamen Hohlkörper oder Schlauch, auf dem
ein steifes, gegebenenfalls mit einem Gewindefortsatz zur Aufnahme einer Verschlußkappe
versehenes Ansatzstück aufgegossen und damit verschweißt wird.
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Es sind bereits Spritzgießformen zur Herstellung von Tuben bekannt,
bei denen auf ein Schlauchstück ein steifes Ansatzstück aufgeformt und aufgeschweißt
wird. Das Schlauchstück wird dazu so weit auf einen Dorn aufgeschoben, daß sein
freies Ende bis an den Formhohlraum zwischen der der Innenfläche des Ansatzstückes
angepaßten Oberfläche des Dornes und der der Außenfläche des Ansatzstückes angepaßten
Innenfläche des Deckels reicht. Dabei ist das Ansatzstück mit einem Gewindefortsatz
zur Aufnahme einer Verschlußkappe mit einer Bohrung versehen, zu deren Erzeugung
der Dorn einen ihn radial verlängemden Bolzen aufweist.
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Der Durchmesser des Dornes zum Aufschieben des Schlauches ist so
groß gewählt, daß sich der Schlauch genau anlegt. Diese Maßnahmen sind erforderlich,
um eine gute Abdichtung zu sichern, wenn der plastifizierte Kunststoff in den Hohlraum
der Form eintritt. Wenn aber auf diese Weise eine Abdichtung erzielt werden soll,
so ergeben sich folgende Schwierigkeiten: Angenommen, die Abmessungen des Schlauches
stimmen tatsächlich mit denen der Form und des Dornes überein, dann besteht die
große Gefahr, daß der Schlauch beim Aufziehen auf den Dorn oder beim Einführen des
Dornes mit dem Schlauch in die Form beschädigt wird. Diese Gefahr ist in noch viel
größerem Maße vorhanden, wenn der Schlauch für den Dorn nicht genügend weit ist.
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Es ist zweifellos schwierig, bei den bekannten Spritzgießformen Schläuche
von beliebiger Stärke zu verwenden, da die Ausbildung des Dornes und der Form nur
eine bestimmte Schlauchdicke zuläßt. Daher muß für jede Stärke auch die passende
Form hergestellt werden, was recht umständlich und sehr kostspielig ist.
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Hier schafft die Erfindung durch zweckmäßige Ausbildung des Dornes
Abhilfe. Sie besteht darin, daß der Außendurchmesser des Dornes etwas kleiner ist
als der Innendurchmesser des die Tube bildenden Schlauches und daß zwischen dem
Kopf des Dornes und der Seitenwand des Formhohlraumes eine nachgiebige, temperaturbeständige
Dichtung angeordnet ist, durch deren axiale Zusammendrückung und entsprechende radiale
Ausbauchung das Ende des
Schlauches zwischen Dorn und Deckel der Form dicht einspannbar
und der Formhohlraum schließbar ist.
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Das Ziel der Erfindung ist also, die Anbringung des Schlauches auf
dem Dorn und das Einführen des Dornes mit dem Schlauch in die deckelartige Form
zu erleichtern. Dadurch, daß jede Gefahr einer Beschädigung des Schlauches ausgeschaltet
wird, ist die Möglichkeit gegeben, besonders dünne Schläuche, beispielsweise in
der Stärke von 0,25 mm, zu verwenden. Hierdurch wird nicht nur eine beachtliche
Einsparung an Werkstoff erzielt, sondern auch ein anderer Nachteil der stärkeren
Schläuche behoben.
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Es hat sich nämlich gezeigt, daß Tuben - insbesondere Tuben für Zahnpasta,
die aus thermoplastischem Kunststoff von gewisser Stärke hergestellt sind, eine
beachtliche Elastizität besitzen, so daß die Tube nach jedem Auspressen wieder ihre
ursprüngliche Form einnimmt. Dadurch tritt Luft in das Innere der Tube ein, was
zu einem Verderben des restlichen Inhaltes und zumindest zum ungleichmäßigen Austreten
beim Ausquetschen der Tube führen kann.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Spritzgußform
liegt in der völligen Abdichtung
zwischen dem Schlauch und dem Dorn
einerseits und dem Schlauch und der Form andererseits. Eine solche Abdichtung kann
bei den bekannten Spritzgußformen nicht erzielt werden, es sei denn, die Abmessungen
von Dorn und Form würden genau mit dem inneren und äußeren Durchmesser des Schlauchstückes
übereinstimmen. Dem stehen aber große Schwierigkeiten gegenüber, denn bekanntlich
ist es beim Auspressen von dünnwandigen Schlauchstücken, beispielsweise mit einer
Wandstärke von 0,25 mm, unmöglich, eine stets genau gleichbleibende Stärke des Schlauches
zu erzielen. Die Stärke schwankt vielmehr bei der gleichen Herstellungsvorrichtung
und bei gleichem vorgesehenem Querschnitt des Schlauches. Praktisch ist es also
kaum möglich, bei den bekannten Vorrichtungen eine völlige Abdichtung zu erzielen.
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Alle beschriebenen Nachteile werden durch die Erfindung behoben.
Der Dorn kann hierbei einen wesentlich geringeren Querschnitt als das Schlauchstück,
das er aufnimmt, aufweisen, denn durch die zwischen dem Umfang des Dornes und der
Seitenwandung des Formhohlraumes angeordnete nachgiebige temperaturbeständige Dichtung
wird erst ein stets völlig dichter Abschluß erzielt. Die Dichtung wird axial zusammengedrückt
und erhält dabei eine entsprechende radiale Ausbauchung, die das Ende des Schlauches
einspannt.
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Auf diese Weise kann also ein Schlauchstück auf einen Dorn von kleinerem
Durchmesser gestülpt werden, da die Dichtung sich in dem notwendigen Maße verbreitert.
Damit ist einerseits das Aufbringen erleichtert andererseits die Möglichkeit geschaffen,
die Abmessungen der Form und vor allem die des Dornes weniger genau zu halten. so
daß deren Herstellungskosten vermindert werden.
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In Weiterbildung einer nach der Erfindung ausgebildeten Spritzgießform
wird vorgeschlagen, den Dorn aus zwei axial gegeneinander verschiebbaren Teilen
zu fertigen, zwischen denen die nachgiebige, temperaturbeständige Dichtung einspannbar
ist. Beide Teile des Dornes können dabei mittels einer Schraube gegeneinander verschiebbar
sein. Sie können aber auch durch einen Bolzen miteinander verbunden sein, in dessen
Längsnut ein Stift eingreift, um eine Verdrehung der Teile gegeneinander zu verhindern.
Es empfiehlt sich, den Dorn in einem der Länge des Schlauches entsprechenden Abstand
von seinem freien Ende mit einem Bund zu versehen, damit sich das freie Ende des
Schlauches auf diesem abstützen kann.
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In den Zeichnungen sind Tuben und Ausführungsbeispiele einer nach
der Erfindung ausgebildeten Spritzgießform dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen
Längsschnitt einer mit der erfindungsgemäßen Spritzgießform hergestellten Tube,
Fig. 2 einen Längsschnitt einer veränderten Ausführungsform einer Tube mit einem
aufgesetzten Boden Fig. 3 eine Ansicht mit teilweisem Schnitt der erfindungsgemäßen
Spritzgußform, Fig. 4 eine Draufsicht mit teilweisen Schnitten der Form nach Fig.
3, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt einer anderen Ausführungsform der Spritzgießform,
deren Elemente vor dem Zusammenpressen der Dichtung dargestellt sind, Fig. 6 eine
Ansicht ähnlich der Fig. 5, jedoch nach Anpressen der Dichtung.
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Gemäß Fig. 1 besteht die Tube aus einem Schlauch 1 aus einem thermo-schweißbaren
Kunststoff, z. B. Polythaen oder Polyvinylchlorid, auf dessen einem Ende ein Ansatzstück
2 aus demselben Kunststoff aufgeschweißt ist. Das Ansatzstück weist hier einen kreisförmigen
Querschnitt auf und ist mit einem Gewinde 3 für eine Verschlußkappe versehen.
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Zum Anbringen des Ansatzstückes 2 auf den Schlauch 1 dient eine Vorrichtung
gemäß Fig. 3 und 4. Diese Vorrichtung besteht aus einer Form mit zwei Hälften 5
und 6, die mit Hilfe von Stiften 6 a ineinandergesteckt werden. Der plastifizierte
Kunststoff wird durch die Düse 7 eingespritzt. In einer Erweiterung9 der Form ist
eine später beschriebene Spindel 16 angeordnet, die nach dem Verschließen der Formhälften
5, 6 mit Hilfe von Schrauben 20 und von Flügelmuttern 20 a gegen die Formhälften
5, 6 angedrückt wird. Die Schrauben sind durch einen Rahmen 8, 8 a geführt, der
mit der Form fest verbunden ist.
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Jede Spindel 16 besteht aus einem Rohr, dessen eines Ende durch einen
auf einer Schraube 30 ruhenden Stopfen 17 verschlossen ist und dessen anderes Ende
durch eine Platine 14 gebildet wird, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der
Durchmesser des verwendeten Schlauches und auf der eine Scheibe 13 aus nachgiebigem,
temperaturbeständigem Werkstoff liegt, wie z. B. Neopren, Silikon, Leder od. dgl.
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Oberhalb der nachgiebigen Scheibe 13 befindet sich eine Platte 19
mit einem Dornfortsatz 3 a, der die Öffnung der Tube begrenzt und gegen einen Anschlag
10 des Bodens der Form anliegt. Das Herausfallen der Platte 19 wird durch eine Schraube
15 verhindert. Im Bereich der Scheibe 13 ist um die Spindel ein Ring 11 angeordnet,
dessen Durchmesser etwas größer ist als derjenige des verwendeten Schlauches und
der in der Erweiterung 9 der Formhälften 5, 6 liegt.
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Der den Körper der Tube bildende Schlauch 1 wird so auf die Spindel
aufgestülpt, daß sein Ende einige Millimeter über der Dichtung 13 hervorsteht.
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Der Ring 11 wird auf die Dichtung 13 aufgesteckt, und die auf diese
Art zusammengesetzte Spindel wird zwischen beide Formhälften 5, 6 eingeführt, die
falls erforderlich, das Gewinde 4 a trägt. Beim Anziehen der Flügelmutter 18 legt
sich der Dornfortsatz 3 a der Spindel gegen den Rand 10 der Form, so daß ein freier
Raum zwischen dem Ring 13 und dem Teil 19 entsteht, wobei letzteres die Dichtungsscheibe
13 nach der Seite zusammendrückt. Der Schlauch wird dadurch gegen die Wand des Ringes
11 gedrückt, so daß beim Einspritzvorgang der Kunststoff am Abfließen entlang des
Schlauches durch die Dichtung 13 gehindert wird. Die Temperatur des eingespritzten
Kunststoffes muß so bemessen sein, daß das Anschweißen mit dem Schlauch 1 durch
örtliches Schmelzen erfolgt, ohne daß jedoch eine Beschädigung des Schlauches erfolgen
kann. Nach Füllung der Tube kann diese durch Zusammenschweißen ihres unteren Endes
la (Fig. 1) geschlossen werden.
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Das Schweißen kann dabei auf irgendeine bekannte Art erfolgen und
insbesondere durch Zusammenpressen der unteren Ränder zwischen entsprechend aufgeheizten
Werkzeugen oder Klauen. Das Verschließen des unteren Teiles der Tube kann aber auch
durch Anschweißen eines vorgefertigten Bodens 2 a (Fig. 2) erfolgen, der vorzugsweise
aus demselben Stoff besteht wie der Schlauch 1.
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Die Spritzgießform gemäß Fig. 5 und 6 ist ebenfalls zum Angießen
eines kreisförmigen Ansatzstückes geeignet, das mit einem Gewinde zur Aufnahme einer
Verschlußkappe versehen ist. Zur besseren Ubersichtlichkeit der Zeichnung ist eine
einzige Form dargestellt, obwohl es in der Praxis angebracht ist, eine Reihe von
Formen auf einem gemeinsamen Gestell anzuordnen und sie durch eine gemeinsame Einspritzvorrichtung
zu speisen. In der dargestellten Ausführungsform besteht die Vorrichtung aus der
eigentlichen Form 21, in der eine Aussparung 21a vorgesehen ist, die der Form der
Schulter und des Gewindes des Ansatzstückes entspricht. Die Aussparung 21 cd liegt
mit der Oberfläche der Form 21 in einer Ebene und wird durch eine Platte 22 verschlossen,
in die ein Gießloch 23 vorgesehen ist, das einerseits mit der Aussparung 21 ci in
Verbindung steht und andererseits durch einen Kanal 24 mit der Einspritzdüse 25
verbunden ist.
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In die Aussparung 21 a greift ein Teil 26 ein, dessen axialer Kern
26a der Öffnung der Tube entspricht und dessen Bund 26 b die innere Wandung des
Ansatzstückes begrenzt. Außerdem weist der Teil 26 unten einen Bolzen 26c auf, der
in eine Bohrung 27 cd eingreift, die in einem Dorn 27 vorgesehen ist, dessen oberes
Ende eine Erweiterung 27b aufweist. Der Bolzen 26 c ist in der Bohrung27a axial
verschiebbar, kann sich jedoch in dieser nicht drehen, da ein Stift 28 des Dornes
27 in eine Nut 26 d des Bolzens 26c eingreift. Zwischen dem Bund 26b und der Platine
27b des Dornes27 liegt eine Scheibe 29 aus hitzebeständigem, nachgiebigem Kunststoff,
wie z. B.
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Neopren, Silikon, Leder od. dgl.
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Der Bund 26 b, die Platine 27b und die Scheibe 29 weisen einen Querschnitt
auf, dessen Form derjenigen des Querschnittes der herzustellenden Tube entspricht,
z. B. einen kreisförmigen Querschnitt, wenn es sich um eine rohrförmige Tube handelt.
Der Durchmesser dieser Teile ist um 1 bis 2 mm kleiner als der Durchmesser des als
Körper der Tube verwendeten Kunststoffschlauches 1.
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Der Dorn 27 ist an einem Glied 30 des Gestells befestigt, das mit
Hilfe von geeigneten Mitteln mehr oder weniger an die Form 21 angenähert oder von
ihr entfernt werden kann. Außerdem weist der Dorn unten einen Bund 27 c auf, der
in einem solchen Abstand von der Platine 27b liegt, daß sich das untere Ende des
Schlauches 1 während des Formvorganges auf diesen Bund stützen kann.
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Die beschriebene Vorrichtung wird wie folgt verwendet: Der zur Bildung
der Tube bestimmte Schlauch 1, der vorzugsweise aus durch Auspressen von Kunststoff
mit einer Wandstärke von einigen hundertstel Millimetern erzeugt wird, wird auf
die Platine 27 b, auf die nachgiebige Scheibe 29 und auf den Bund 26 b derart aufgestülpt,
daß sein Ende um einige Millimeter über den Rand des Bundes 26b hervorsteht. Dies
kann leicht durchgeführt werden, weil der Schlauch, wie oben erwähnt, einen Durchmesser
aufweist, der etwas größer ist als derjenige der vorerwähnten Teile.
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Die so gebildete Einheit wird daraufhin in die Aussparung 21 a der
Form so eingeführt, daß sich das obere Ende des Kernes 26 a gegen die Platte 22
n aufstützt (Fig. 5). Darauf wird das Gestell 30 an das Glied 31 derart angenähert,
daß durch Anliegen der Platine 27b auf den Bund 26b die biegsame Scheibe
28 flachgedrückt
wird und sich seitlich ausbaucht (Fig. 6). Der Schlauch 1 wird dabei zwischen die
innere Wand der Aussparung 21 a und den Rand der nachgiebigen Scheibe 28 gedrückt,
so daß beim Einspritzen der plastifizierte Kunststoff bei der Bildung des Ansatzstückes
entlang des Schlauches nicht entweichen kann. Wie bereits erwähnt, muß die Temperatur
des eingespritzten Kunststoffes ausreichen, um das Anschweißen des Ansatzstückes
auf den Schlauch 1 zu bewirken. Sie darf aber nicht zu hoch sein, damit keine Beschädigung
des Schlauches eintritt. Nach Beendigung des Formvorganges und Verfestigung des
Ansatzstückes wird die Platte 22 von dem Formteil 21 getrennt, und das Ansatzstück
wird mit dem Schlauch 1 durch Schrauben aus dem Gewinde des Formteiles 21 aus der
Form herausgezogen.