DE1198532B - Verfahren und Vorrichtung zum dichten Verschliessen einer OEffnung von thermoplastischen Hohlkoerpern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum dichten Verschliessen einer OEffnung von thermoplastischen Hohlkoerpern

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DE1198532B DER31727A DER0031727A DE1198532B DE 1198532 B DE1198532 B DE 1198532B DE R31727 A DER31727 A DE R31727A DE R0031727 A DER0031727 A DE R0031727A DE 1198532 B DE1198532 B DE 1198532B
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum dichten Verschließen einer Öffnung von thermoplastischen Hohlkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum dichten Verschließen einer Öffnung thermoplastischer Hohlkörper durch Verschweißung mit einem thermoplastischen Verschlußstück, wobei die Schweißtemperatur durch Reibung des in Drehung versetzten Hohlkörpers an dem stillstehenden Verschluß stück erzeugt und die Verschweißung durch plötzliches Stillsetzen des bewegten Teiles und Zusammendrücken beider Teile herbeigeführt wird.
  • Um einseitig offene oder geschlossene Hohlkörper mit genauen Abmessungen aus thermoplastischen Stoffen herstellen zu können, greift man auf die Spritzgußtechnik zurück, wobei jedoch in den Spritzgußformen nur einseitig offene Hohlkörper und Hohlkörper ohne Einschnürung od. dgl., also napfartige oder zylindrische Hohlkörper, erzeugt werden können, da der herauszuziehende Formenkern mindestens ein offenes Ende des Hohlkörpers mit einem dem größten Kernquerschnitt entsprechenden Durchmesser bedingt.
  • Um nun Hohlkörper im Spritzgußverfahren herstellen zu können, die entweder allseitig geschlossen oder einseitig geschlossen und am anderen Ende mit einer Einschnürung, einem kalibrierten Hals od. dgl. versehen sind, müssen zwei Hohlkörperteile getrennt erzeugt werden bzw. gespritzt und miteinander verbunden werden. Im allgemeinen wird hierbei ein Klebeverfahren angewendet, was aber beispielsweise bei Erzeugnissen aus Polyolefinen mit größeren Schwierigkeiten verbunden ist, da sich diese Stoffe, insbesondere Polyäthylen, schlecht verkleben lassen, abgesehen davon, sind derartige Verfahren kostspielig und aufwendig. Man ist daher dazu übergegangen, die -beiden den Hohlkörper ergebenden Teile aus diesen Stoffen miteinander zu verschweißen, wobei man in bekannter Weise die Schweißwärme durch Reibung der miteinander zu verbindenden Stoßfläche bzw.
  • Stoßkanten erzeugt. Im allgemeinen werden hierbei beide Teile in einer geeigneten Vorrichtung erfaßt und wenigstens ein Teil wird in schnelle Umdrehung versetzt, sodann angehalten und gegen das andere Teil gepreßt. Dieses Verfahren sowie Vorrichtungen zum Erfassen der zu verschweißenden Bauteile und zur Durchführung dieses Verfahrens sind allgemein bekannt und werden bei der Verschweißung von Stangen, stumpfen Rohrenden und Platten angewendet.
  • Sollen nun aber kleine und kleinste durch Spritzen hergestellte Hohlkörper an einer offenen Seite mit einem Deckel, Verschluß oder Boden versehen werden, so bereitet das Festhalten solcher kleinen Verschluß- oder Deckelteile unüberwindliche Schwierigkeiten. Es mußte daher bisher zur Erzeugung kleiner gespritzter Hohlkörper aus thermoplastischen Kunst- stoffen, z. B. Ampullen, wieder auf das Klebeverfahren zurückgegriffen werden, wobei aber trotzdem wegen der geringen Abmessungen der zu verklebenden Teile große Schwierigkeiten auftraten.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das Verschließen des offenen Endes gespritzter Hohlkörper, insbesondere das Verschließen von Bodenöffnungen von auf dem anderen Ende eingeschnürten, zylindrischen oder ähnlichen Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polyäthylen, in einfacher Weise zu ermöglichen, wobei auch mit größter Wirtschaftlichkeit gearbeitet werden kann.
  • Entsprechend dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß der thermoplastischeHohlkörper mit dem Ende seiner zu verschweißenden Offnung gegen eine Folie, einen Streifen oder einen ähnlichen die Abmessungen der Hohlkörperöffnung wesentlich überschreitenden Flächenabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff unter an sich bekannter Drehbewegung mit nachfolgendem Stillsetzen zur Anlage gebracht wird, und daß anschließend der an den Hohlkörper angeschweißte Teil der Folie, des Streifens od. dgl. aus der Folie od. dgl. herausgetrennt wird. Durch die Anwendung dieses Verfahrens wird eine außerordentlich wirtschaftliche Produktion erreicht, da dieses Verfahren vollautomatisch angewendet werden kann. Es ist auch nicht mehr edorderlich, die Verschlußteile gesondert zu erzeugen, zu erfassen und zuzuführen, vielmehr kann zur Herstellung der Verschlußteile eine handelsübliche Folie, Platte oder Band von der Stärke der Hohlkörperwandung benutzt werden, aus der die Verschlußteile nach Verschweißung mit dem Hohlkörper herausgetrennt werden können. Es brauchen nur noch die Hohlkörper selbst, insbesondere kleine Hohlkörper, erfaßt und in eine geeignete Vorrichtung eingesetzt zu werden, welche erfindungsgemäß so aufgebaut ist, daß ein den Hohlkörper aufnehmender, in Richtung des offenen Hohlkörpers offener und als Ringmesser ausgebildeter in Umdrehung versetzbarer Rotationskörper vorgesehen ist, der gegenüber einer festen Grundfläche axial verschiebbar ist, an der sich die die Verschlüsse ergebende thermoplastische Folie, ein Streifen od. dgl., der auch farbig sein kann, führt und abstützt. In die Ausnehmung des Rotationskörpers kann der zu verschließende Hohlkörper automatisch eingesetzt werden, und es ist somit ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, die d,as absolut sichere und dichte Verschließen von großen Mengen kleiner und kleinster Hohlkörper, z. B. Ampullen, insbesondereTintenampullen für Füllhalter u. dgl. ermöglicht.
  • An Hand der Zeichnung ist nun die Erfindung im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen übertrieben vergrößerten Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem eingesetzten Hohlkörper, F i g. 2 im gleichen Maßstabe einen Längsschnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschlossenen Hohlkörper, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß anzuwendenden Folie zum Verschließen der Hohlkörper in besonderer Ausbildung.
  • Zur Erläuterung der Erfindung ist als Beispiel ein flaschenartiger, zylindrischer Hohlkörper 1 dargestellt, der im Spritzgußverfahren zu erzeugen ist und an einem Ende einen kalibrierten Hals aufweist. Das andere Ende des Hohlkörpers 1 ist aus spritzgußtechnischen Gründen offen und soll nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschlossen werden, um den Boden des Hohlkörpers zu bilden.
  • Der Hohlkörper 1 wird erfindungsgemäß in einer nachstehend zu beschreibenden Vorrichtung in schnelle Umdrehung versetzt und gegen eine Folie, Platte oder Band aus thermoplastischem Kunststoff gedrückt. Diese zur Erzielung eines.Kontrastes gegebenenfalls farbige Folie, Platte oder dieses Band 2, kann entweder eben oder entsprechend F i g. 3 mit Profilierungen versehen sein, die den Boden des Hohlkörpers 1 bilden. Diese Profilierungen können beliebiger Art sein und entsprechend den gewünschten Formen des fertigen Hohlkörpers in dem Band 2 vorgeformt sein.
  • Durch die schnelle Umdrehung des Hohlkörpers 1 und die Gegenlage gegen das Band oder die Folie 2 wird im Bereich der Anlagefläche 3 durch Reibung eine erhöhte Temperatur erzeugt, die zu einem Anschmelzen bzw. Plastischmachen der sich berührenden Flächen führt. Nach gewisser Zeit wird die Umdrehung des Hohlkörpers 1 abgebremst und die Hohlkörper dann in Richtung des Pfeiles 4 gegen die Folie 2 gepreßt. Dabei tritt eine Verschweißung ein, etwa entsprechend der Darstellung nach F i g. 2. Erfahrungsgemäß sind derartige Verschweißungen aS solut dicht und zuverlässig. Es ist auch zu erkennen, daß sich auf der Innenseite ein kleiner verstärkender Wulst 5 bildet.
  • Nach dem so erfolgten Verschweißen wird die Bodenfläche bzw. das angeschweißte Bodenstück 2 a aus der Folie 2 herausgetrennt, wozu man sich eines den Hohlkörperöffnungsrand 3 umgebenden Ringmessers 6 bedient, welches gegen eine Gegendruckfläche 7 arbeitet. Das Ringmesser oder Stanzmesser 6 dient gleichzeitig zur Aufnahme und zum Erfassen des Hohlkörpers 2. Zu diesem Zweck ist das Ringmesser als Rotationskörper ausgebildet und entsprechend gelagert. Die Umdrehung kann beispielsweise dadurch herbeigeführt werden, daß ein Keilriemen X, ein Zahnrad oder Reibrad an einem Umlaufkörper 9 angreift, in welchem der Rotationskörper 6 axial verschiebbar gelagert ist und von diesem unter Umdrehung mitgenommen wird. Es soll aber an dieser Stelle erwähnt werden, daß die beschriebene und gezeichnete Ausführung nur als Beispiel zu werten ist und jede andere Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzt werden kann.
  • Zum Einsetzen des Hohlkörpers 1 in das ihn umgebende Ringmesser 6 ist dieses entweder gegenüber der Gegendruckfläche 7 und der daran abgestützten Folie 2 verschwenkbar oder umgekehrt, also die Gegendruckfläche 7 mitsamt der Folie 2 aus ihrer Lage oberhalb der Ringmesseröffnung entfernbar.
  • Nach dem Einsetzen steht der Hohlkörper mit seinem Rand 3 über die Schneidfläche des Ringmesser 6 über und wird am anderen Ende durch einen Halter 10 abgestützt. Der Halter 10 kann abgefedert gelagert sein oder durch eine besondere Steuerung betätigt werden, um den Hohlkörper 1 zur Verschweißung gegen die Folie 2 zu pressen. Es ist auch möglich, die Gegendruckfläche 7 federnd zu lagern und den Halter 10 fest mit dem als Ringmesser ausgebildeten Rotationskörper 6 zu verbinden, wobei sich dann beim Ausschneiden der Bodenfläche aus der Folie 2 das überstehende Ende 3 des Hohlkörpers wegdrücken kann.
  • Die Ausbildung des die Bodenfläche ausschneidenden Ringmessers 6 ist nicht an die gezeichnete Ausführungsform gebunden. Es kann jede technische günstige Form gewählt werden. Ebenso kann der Gegenhalter7 als Gegenstempel ausgebildet werden, bzw. beide Teile als Stempel und Matrize. Für den Fall, daß mit einer Ausführung entsprechend der Zeichnung gearbeitet wird, d. h. mit einem Ringmesser 6, das gegen eine ebene Fläche 7 arbeitet, wird die Gegendruckfläche 7, da sie Abnutzungserscheinungen unterworfen ist, auswechselbar gestaltet oder so groß gemacht, daß nach Abnutzung ein anschließender Teil in den Arbeitsbereich des Messers schiebbar ist.
  • Um eine möglichst gute Verschweißung zu erreichen, und die Zeiten für die Anwännung herabzusetzen, kann neben der Erzeugung von Reibungswärme eine zusätzliche Beheizung für die Thermoplaste, nämlich den Hohlkörper 1 und die Folie 2, vorgesehen sein. Es kann beispielsweise der Gegenhalter 7 und das Stanzmesser 6 beheizt sein. Es ist aber auch möglich, den Hohlkörper gesondert vorzuwärmen.
  • Um den fertig verschlossenen Hohlkörper aus dem Stanzmesser 6 zu entfernen, kann der Halter 10 gleichzeitig als Auswerfer dienen. Bei automatischem Betrieb der Vorrichtung kann für die Betätigung des Stanzmessers 6 in Richtung des Pfeiles 11 und für die Betätigung des Halters 10 sowohl in seiner Funktion als Auswerfer als auch zum Andrücken des HohI-körpers eine selbsttätige Steuerung vorgesehen sein.
  • Durch eine ähnliche Steuerung wird auch nach jedem erfolgten Verschließen die Folie 2 weiterbewegt.
  • Abschließend ist noch zu erwähnen, daß neben zylindrischen Hohlkörpern auch solche von anderer Gestalt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verschlossen werden können. Dies ist beispielsweise sehr leicht bei polygonalen Hohlkörpern möglich. Wie schon erwähnt, ist die Zeichnung in stark übertriebener Größe ausgeführt und es können sehr kleine Hohlkörper wirtschaftlich verschlossen werden, wie sie z. B. als Ampullen oder Patronen für Füllhaltertinte Verwendung finden.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum dichten Verschließen einer Öffnung thermoplastischer Hohlkörper durch Verschweißung mit einem thermoplastischen Verschlußstück, wobei die Schweißtemperatur durch Reibung des in Drehung versetzten Hohlkörpers an dem stillstehenden Verschlußstück erzeugt und die Verschweißung durch plötzliches Stillsetzen des bewegten Teiles und Zusammendrücken beider Teile herbeigeführt wird, d a -durch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Hohlkörper mit dem Ende seiner zu verschweißenden Öffnung gegen eine Folie, einen Streifen oder einen ähnlichen die Abmessungen der Hohlkörperöffnung wesentlich überschreitenden Flächenabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff unter an sich bekannter Drehbewegung mit nachfolgendem Stillsetzen zur Anlage gebracht wird, und daß anschließend der an den Hohlkörper angeschweißte Teil der Folie, des Streifens od. dgl. aus der Folie od. dgl. herausgetrennt wird.
  2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Hohlkörper (1) aufnehmender, in Richtung des offenen Hohlkörpers offener und als Ringmesser ausgebildeter in Umdrehung versetzbarer Rotationskörper (6) vorgesehen ist, der gegenüber einer festen Gegendruckfläche (7) axial verschiebbar ist, an der sich die die Verschlüsse ergebende thermoplastische Folie (2), ein Streifen od. dgl. führt und abstützt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den Hohlkörper aufnehmende Rotationskörper (6) Mittel (10) zur federnden Abstützung des Hohlkörpers gegen die Folie (2) aufweist oder die Gegendruckfläche (7) federnd gelagert ist.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckfläche (7) austauschbar oder nach Abnutzung ein anschließender Teil der Gegendrucklläche in den Arbeitsbereich des Messers schiebbar ist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 833403, 1823832, 1735319.
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WO2012059077A1 (de) * 2010-11-04 2012-05-10 Kiefel Gmbh Trennschweisswerkzeug, verfahren zum trennschweissen, trennschweissanlage und hiermit hergestelltes produkt

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