DE2141956A1

DE2141956A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anspritzen eines Kopfstücks an einen rohrförmigen Körper

Info

Publication number: DE2141956A1
Application number: DE19712141956
Authority: DE
Inventors: David Alvin Cincinnati Ohio; Wathen jun. John Moss Chester N.J. Gaudet (V.St.A.). B29d 3-02
Original assignee: American Can Co
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1970-09-14
Filing date: 1971-08-21
Publication date: 1972-03-23
Also published as: FR2106494A1; FR2106494B1; JPS5316021B1; NL7112552A; AU463886B2; CA949711A; AU3339571A

Description

AMERICAN CAN COMPMY Frankfurt/M., 19. Aug. 1971

American Lane ' ^mK/^SL

Greenwich, Connecticut 06330

Verfahren und Vorrichtung zum Anspritzen eines Kopfstücks an einen rohrförmigen Körper

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anspritzen eines Kopfstücks an einen |

vorgeformten rohrförmigen Körper (z.B. an einen Tubenoder Flaschenmantel). Die Erfindung betrifft ferner die Schaffung einer Spritzform, in welcher ein Kopfstück an einen dünnwandigen, vorgeformten, aus Kunststoff oder Schichtstoff bestehenden Schlauchabschnitt angeformt wird.

Derartige Produkte werden u.a. als Behälter in Aerosol-Dosen benutzt. Es gibt bereits eine Reihe von Verfahren zum Anspritzen eines Kopfstücks an Schlauchabschnitte. Bei einem viel benutzten Verfahren wird ein vorgeformter rohrförmiger Körper oder Schlauchabschnitt auf einen Dorn aufgezogen und mit diesem in ein Matrizengehäuse eingeführt. Dabei ist der Außendurchmesser des Dorns etwas kleiner als der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers, so daß zwischen Dorn und rohrförmigen! Körper ein Zwischenraum besteht. Der rohrförmige Körper überragt das obere Ende des Dorns um ein geringes Maß. Beim Einführen des Dorns in das Matrizengehäuse stößt das obere Ende des rohrförmigen Körpers an eine nach innen gekrümmte Fläche des Matrizengehäuses und wird dadurch nach innen gebogen oder gerollt. Auf diese Weise entsteht eine Abdichtung

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zwischen der Außenfläche des rohrförmigen Körpers und dem Matrizengehäuse. Um zu vermeiden, daß beim Einbringen von thermoplastischem Material zum Anspritzen des Kopfs dieses Material in den Zwischenraum zwischen Dorn und rohrförmigen Körper entweicht, ist es erforderlich, auch zwischen dem Dorn und der inneren Oberfläche des rohrförmigen Körpers eine Abdichtung vorzusehen. Dies wurde bisher dadurch erreicht, daß das Matrizengehäuse in dem Bereich, in dem sich die obere Kante des Dorns nach dem Einfahren in die Endstellung befindet, im Durchmesser etwas kleiner gestaltet ist als im übrigen Bereich, so daß das obere Ende des rohrförmigen Körpers am Ende des Einwärtshubes des Dorns zwischen diesem und dem Matrizengehäuse eingeklemmt und eine Abdichtung gebildet wird.

Diese Vorrichtung erfordert jedoch das Einhalten extrem kleiner Toleranzen und ergibt Schwierigkeiten, wenn man die vorgeformten Schlauchabschnitte automatisch auf den Dorn aufziehen will, insbesondere wenn sehr kleine Schläuche mit sehr dünnen Wänden, wie sie als Behälter in Aerosoldosen verwendet werden, aufgezogen werden sollen.

besteht somit die Aufgabe-, beim Anspritzen eines

Kopfstückes aus thermoplastischem Material an einen vorgeformten rohrförmigen Körpeij einerseits eine zuverlässige Abdichtung und damit eine definierte Spritzforii herzustellen, andererseits aber das Aufstecken des rohrförmigen Körpers auf den Dorn derartig au gestalten, daß es betriebssicher auf schnell arbeitenden Produktionsanlagen durchgeführt werden kann.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgeraäß vorgeschlagen, dass beim Anspritzen eines Kopfstücks an einen vorgeformten rohrförmigen Körper aus Kunststoff oder Schichtstoff der vorgeformte rohrförmige Körper lose auf einen Dorn aufgesetzt wird_s dieser Dorn mit. dem rohrförmigen Körper in ein Matrizengehäuse eingebracht wird, wobei zwischen dem Dorn, dem Ende des rohrförmigen Körpers und dem Matrizengehäuse* eine Abdichtung gebildet wird, wodurch eine Spritzform entsteht, in die geschmolzenes thermoplastisches Material eingebracht und das Kopfstück angeformt wird.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei der ein Matrizengehäuse und ein relativ zu diesem beweglicher Dorn, dessen Außendurchmesser merklich kleiner ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers, vorgesehen sind, wobei auf dem Dorn spreizbare Mittel angeordnet sind, die bei . eingefahrenem Dorn eine sichere Abdichtung zwischen dem Dorn, dem lose aufgesteckten rohrförmigen Körper und dem Matrizengehäuse ergeben und eine definierte Spritzform bilden.

Vorzugsweise bestehen die spreizbaren Mittel aus einer gelochten, konisch geformten Scheibe«

In weiterer Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzt der Dorn eine zentral angeordnete Spindel, die zusammen mit dem Dorn relativ zum Matrizengehäuse bewegt wird, die aber auch relativ zum Dorn um ein einstellbares Maß axial verschiebbar ist.

Ein weiteres Merkmal der Vorrichtung besteht darin, die Scheibe zwischen einem Randabsatz des zylindrischen *durch Spreizen des Dorns

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Kopfstücks der Spindel und der schrägen Stirnfläche des Dornkopfs eingespannt ist und sich peripher spreizt, wenn die Spindel in den Dorn eingeschoben wird. Beim Einwärtshub des Dorns in das Matrizengehäuse stützt sich kurz vor Erreichen der Endstellung des Dorns die Spindel mit einem Ansatz gegen den Boden des Matrizenbechers ab und schiebt sich in den Dorn hinein, bis dieser seine Endstellung erreicht hat.

Sobald der Dorn aus seiner Endstellung in dem Matrizengehäuse ausgefahren wird, bewirkt die Rückstellkraft der Scheibe, daß die Spindel um ein einstellbares Maß aus dem Dorn herausgeschoben wird.

Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Schmierung zwischen «Dorn und rohrförmigem Körper die Spindel mit einer zentralen Bohrung und radialen Kanälen versehen, wobei letztere mit Kanälen im Kopfteil des Dorns zusammenwirken.

Auf diesem Wege wird vorzugsweise Luft als Schmiermittel eingeblasen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist ein vertikaler Teilschnitt durch die Vorrichtung und zeigt die konische Scheibe in ihrer zusammengezogenen Grundposition.

Fig. 2 ist ein vertikaler Teilschnitt durch die Vorrichtung und zeigt die konische Scheibe in ihrer gespreizten Position unmittelbar vor dem Einbringen des geschmolzenen thermoplastischen Materials, mit dem das Kopfstück an den vorgeformten rohrförmigen Körper angeformt wird.

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Fig. 3 ist ein vertikaler Teilschnitt durch die Vorrichtung und zeigt die konische Scheibe in ihrer gespreizten Positior. unmittelbar nach dem Anformen des Kopfstückes..

Fig. 4 ist ein vertikaler Teilschnitt durch die Vorrichtung und zeigt die konische Scheibe in ihrer zusammengezogenen Endstellung.

Fig. 5 ist eine perspektivische vergrößerte Ansicht der konischen Scheibe.

In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Kopfspritzvorrichtung 10 | dargestellt, die gemäß der Erfindung gestaltet ist. Sie besteht aus einem Matrizengehäuse 11, das sich aus einem Matrizenbecher 12 zusammensetzt, der aus mehreren Teilen bestehen kann und durch einen Ring 14-zusammengehalten ist. Der Matrizenbecher besitzt inwendig einen flachen Boden 16, an den sich ein· schräger Wandteil anschließt. Darin aufgenommen sind Gewindebacken 20, die zur Formung des äußeren Kopfteils bestimmt sind und die durch Federkraft in bekannter Weise unter radial nach außen wirkendem Druck stehen. Die Federkraft wird kompensiert durch ein kragenförmiges Matrizenteil 22, das in der dargestellten Position durch einen rohrförmigen Mantel 24 gehalten wird. Der Mantel 24 ist in " bekannter Weise (s. z.B. US-PS 3 207 833) abgestützt. Eine Säule 26 mit einer axialen Bohrung 28 nimmt den Schaft 30 eines die Innenseite der Schulter formenden Doms 32 auf. Der Dorn 32 besitzt ein vergrößertes Kopfteil 34, mit dem er sich auf dem oberen Rand der Säule 26 abstützt. Die Säule 26 und der Dorn 32 sind durch eine Stellschraube 36 miteinander verriegelt, so daß sie als Einheit bewegt werden können. Der Dorn besitzt eine zentrale Bohrung 38, in der eine Spindel axial verschiebbar angeordnet ist, die die Formgebung des

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Kopfs auf seiner Innenseite bewirkt. Die Spindel hat einen hohlen Schaft 42 und einen im wesentlichen zylindrischen Kopf 44. Der Schaft 42 der Spindel 40 vreist eine zentrale Bohrung 46 und radiale Kanäle 48 auf, die mit Kanälen 50 im Kopfteil 34 des Doms 32 zusammenwirken. Auf diesem Weg kann ein Luftstrom zur Schmierung der Außenseite 52 des Dorns 32 fließen, während der rohrförmige Körper 54 lose auf den Dorn 32 aufgesetzt wird, bevor der im folgenden beschriebene Kopfspritzvorgang beginnt.

Eine spreizbare Scheibe 56, die in Fig. 5 gesondert dargestellt ist, weist eine konisch geformte Wand 58 und einen flachen oberen Teil 60 auf, in dem eine zentrale Bohrung 62 vorgesehen ist. Die Scheibe 56 stützt sich gegen den Randabsatz 64 des zylindrischen Kopfes 44 der Spindel 40 ab, wobei der Schaft 42 durch die Bohrung 62 der Scheibe 56 gesteckt ist.

In den Figuren 1 und 4 ist die Scheibe 56 in ihrer normalen oder zusammengezogenen Position dargestellt, während in den Figuren 2 und 3 die gespreizte Position gezeigt ist. Die Scheibe 56 wird zwischen diesen beiden Positionen elastisch verformt. Dabei liegt zunächst nur der äußere Rand 78 der Scheibe 56 auf dem Kopfteil 34 des Dorns 32 auf. Das Spreizen der Scheibe 56 beginnt, wenn der Dorn 32 so weit in das Matrizengehäuse eingeschoben ist, daß sich der Ansatz 74 der Spindel 40 gegen den Boden des Matrizenbechers 12 abstützt und infolgedessen bei der Fortsetzung der Dornbewegung die Spindel in den Dorn eingeschoben wird. Das Spreizen der Scheibe 56 beginnt mit anderen Worten also dann, wenn der Dorn 32 und das Matrizengehäuse 11 fast ihre zum Anspritzen des Kopfs erforderliche Position zuexnander eingenommen haben.

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Die Relativbewegung zwischen Dorn 32 und Matrizengehäuse 11 wird durch geeignete hydraulische oder pneumatische Vorrichtungen bewirkt, die hier nicht dargestellt sind.

Wenn der Dorn 32 mit dem lose aufgesteckten rohrför- ! migen Körper 54 in das Matrizengehäuse 11 eingeführt , wird, überragt das obere Ende 61 des rohrförmigen Körpers 54 die obere Kante 63 des Kopfs 34 des Dorns Bevor der Dorn 32 seine Endstellung erreicht, berührt das obere Ende 61 des rohrförmigen Körpers 54 die nach innen geneigte Oberfläche 65"des Matrizengehäuses 11 |

und wird dadurch nach innen gebogen und geformt. Gleichzeitig wird dadurch am oberen Ende 61 zwischen der äußeren Fläche 66 des rohrförmigen Körpers 54 und dem kragenförmigen Matrizenteil 22 eine Abdichtung geschaffen .

Zwischen dem Dorn 32 und der inneren Fläche 68 des rohrförmigen Körpers 54 wäre ohne die Anordnung der spreizbaren Scheibe 56 keine Abdichtung vorhanden, weil der rohrförmige Körper 54 gemäß der Erfindung nur lose auf den Dorn 32 aufgesetzt wird und weil der Dorn 32 einen merklich kleineren Durchmesser hat

als der rohrförmige Körper. . ™

Am unteren Ende der Spindel 40 ist eine in der Höhe verstellbare Unterlegscheibe 72 vorgesehen,, mit der das Maß der Relativbewegung zwischen Spindel 40 und Dorn 32 reguliert werden kann. Die Rückstellkraft der spreizbaren Scheibe 56 bewirkt, daß die axial bewegliche Spindel 40 ihre "obere Stellung" einnimmt, wfe dies in Fig. 1 und 4 dargestellt ist. In dieser Position liegt die Unterlegscheibe 72 fest gegen den Boden des Dorns 32 an. .

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Aus den Figuren 2 und 3 ist zu ersehen, welche "untere Position" die Spindel 40 einnimmt, wenn der Dorn 32 in seine Endstellung im Matrizengehl'ase 11 gefahren ist. Wenn der Dorn 32 in die Nähe dieser Endstellung kommt, stützt sich der Ansatz 74 gegen den Boden des Matrizenbechers 12 ab und verhindert so eine weitere Aufwärtsoder Vorwärtsbewegung der Spindel 40, während sich der Dorn 32 noch weiter auf seine Endstellung zubewegt. Infolgedessen wird die Spindel 40 in den Dorn 32 eingeschoben, wobei die Scheibe 56 peripher gespreizt wird. Hat der Dorn 32 seine Endstellung erreicht, so liegt die konische Wand 58 der Scheibe 56 durchgehend auf der schrägen Stirnfläche 76 des Dornkopfs 34 auf. In dieser Stellung drückt die äußere Kante 78 der Scheibe 56 gegen die innere Oberfläche 68 des rohrförmigen Körpers und bewirkt so eine Abdichtung 79 zwischen dem Dorn 32, dem rohrförmigen Körper 54 und dem kragenförmigen Matrizenteil 22. Durch die Abdichtung 79 wird eine Spritzform 80 gebildet, in die anschließend geschmolzenes thermoplastisches Material 82 eingespritzt wird und das Kopfstück 84 des rohrförmigen Körpers 54 entsteht.

Im Anschluß an die Bildung des Kopfstücks 84 wird der Dorn 32 aus dem Matrizengehäuse herausgezogen, wobei Wk sich die Scheibe 56 zusammenzieht und ihre Normalform gemäß Fig. 4 einnimmt. Der fertige Artikel wird aus dem Matrizengehäuse 11 ausgestoßen, wie dies in der US-PS 3 207 833 beschrieben ist.

Die vorstehende Beschreibung betrifft eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Aus ihr sind die Vorteile der Erfindung ohne weitere Erläuterungen zu ersehen. Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung verschiedene Abwandlungen bezüglich der Form, der Konstruktion und der Anordnung der Teile möglich.

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Patentansprüche

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1) !Verfahren zum Anspritzen eines'Kopfstücks an einen V )vorgeformten rohrförmigen Körper aus Kunststoff oder Schichtstoff, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorgeformter rohrförmiger Körper lose auf einen Dorn aufgesetzt wird, daß dieser Dorn mit dem rohrförmigen Körper in ein Matrizengehäuse eingebracht wird, daß zwischen dem Dorn, dem Ende des rohrförmigen Körpers und dem Matrizengehäuse*eine Abdichtung gebildet wird, wodurch eine Spritzform entsteht, in die geschmolzenes thermoplastisches Ma- λ terial eingebracht und das Koplsbück am rohrförmigen Körper angeformt wird.

2) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Matrizengehäuse (11) und ein relativ zum Matrizengehäuse (11) beweglicher Dorn (32), dessen Außendurchmesser merklich kleiner ist als der Innendurchmesser des rohrförmigen Körpers (54), vorgesehen sind, daß auf dem Dorn (32) spreizbare Mittel angeordnet sind, die bei eingefahrenem Dorn (32) eine sichere Abdichtung zwischen dem

Dorn (32), dem lose aufgesteckten rohrförmigen %

Körper (54) und dem Matrizengehäuse (11) ergeben, wodurch eine definierte Spritzform (80) gebildet wird.

3) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spreizbaren Mittel aus einer gelochten, konisch geformten Scheibe (56) bestehen.

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4) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Dorn (32) zentral eine Spindel (40) angeordnet ist, die mit dem Dorn '32) relativ zum Matrizengehäuse (11) bewegt wird, die aber auch relativ zum Dorn (32) um ein einstellbares Maß axial verschiebbar ist.

5) Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (56) zwischen einem Randabsatz (64) des zylindrischen Kopfstücks (44) der Spindel (40) und der schrägen Stirnfläche (76) des Dornkopfs (34) eingespannt ist und sich peripher spreizt, wenn die Spindel (40) in den Dorn (32) eingeschoben wird.

6) Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (40) sich beim Einwärtshub des Dorns (32) in das Matrizengehäuse (11) mit einem Ansatz (74) gegen den Boden des Matrizenbechers (12) abstützt und sich in den Dorn (32) einschiebt, bis dieser seine Endstellung erreicht hat.

7) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (40) durch die Rücksteilkraft der Scheibe (56) aus dem Dorn (32) um ein einstellbares Maß herausgeschoben wird, sobald der Dorn (32) aus seiner Endstellung in dem Matrizengehäuse (11) ausgefahren wird.

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schmierung zwischen Dorn (32) und rohrförmigem Körper (54) die Spindel (40) mit einer zentralen Bohrung (42) und radialen Kanälen (48) versehen ist, wobei letztere mit Kanälen (50) im Kopfteil (34) des Dorns (32) zusammenwirken.

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9) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Luft zur Schmierung benutzt wird.

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