DE2249865B2

DE2249865B2 - Vorrichtung zum herstellen von tuben aus einem flachen folienmaterial

Info

Publication number: DE2249865B2
Application number: DE19722249865
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Victor Metal Products Corp
Current assignee: Victor Metal Products Corp
Priority date: 1971-10-14
Filing date: 1972-10-11
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DE2249865A1; IT966307B; FR2157484A5; GB1388678A; JPS4861578A; CA969813A; US3778321A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Tuben aus einem flachen Folienmaterial, mit einer drehbaren Platte mit gleichfalls drehbaren frei vorstehenden Dornen, die durch Drehung der Platte in eine Reihe aufeinanderfolgender Bearbeitungsstationen bringbar sind, wobei in einer ersten Station zum Aufwickeln des Rohlingmaterials auf einem in Drehung versetzten Dorn zur Bildung eines Tubenrohlings eine Einrichtung zum Abtrennen einer benötigten Materiallänge sowie eine Einrichtung zum Anpressen und Verbinden der Schnittenden vorgesehen sind.

Für die Herstellung von Tuben aus einem flachen Folienmaterial werden Laminate aus Metall und Kunststoff sowie dünne einschichtige Folien verwendet, um den Tubenrohling auszubilden (US-PS 24 11 244 und 60 777). Bei diesen bekannten Herstellungsverfahren ist es jedoch schwierig, eine zufriedenstellende Haisund Schulterstruktur am Abgabeende der Tube zu erzeugen. Häufig ergibt sich eine Leckstelle oder sogar ein Aufplatzen dort_s wo die Schulter mit dem eigentlichen Tubenkörper zusammentrifft. Bei der Verwendung unterschiedlicher Werkstoffe für Tuben-

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60 körper und Tubenhals ergeben sich auch weiterhin oft Beschädigungen des Tubeninhalts aufgrund chemischer Einflüsse. Zusätzlich eignen sich die bisher verwendeten Herstellungsverfahren nicht für eine wirtschaftliche Massenproduktion.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen von Quetschtuben bekannt (US-PS 35 67 546), die eine drehbare Platte, eine Vielzahl von der PIaHe getragene Dorne, die von dieser nach außen vorstehen, sowie eine Ladestation mit Einrichtungen, welche ein Stück Bahnmaterial auf einem Dorn aufwickeln, aufweist. Hierbei wird von einem extrudieren Rohrstück aus thermoplastischem Material ausgegangen, um das herum der weitere Aufbau des Behälterkörpers erfolgen soll. Auf diese Weise ist jedoch eine wirtschaftliche Massenproduktion nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Bekannt ist es weiterhin (US-PS 24 40 391), bei der Herstellung von rohrförmigen Rohlingen, die dann zu einem tubenförmigen Behälter geformt werden, zunächst eine Art Wellung an einem Behälterende zu erzeugen und diese Wellung durch Verdrehen zur HaJs- und Schulterpartie zu verformen. Die hier erzeugte wellenartige Form ist jedoch nicht gleichförmig, sondern ändert sich von Behälter zu Behälter, so daß das Endresultat bei der Herstellung derartiger Behälter ungenau und daher unbefriedigend sein muß.

Es ist weiterhin bekannt (DT-AS 10 95 513), von einem Rohrabschnitt aus thermoplastischem Kunststoff auszugehen, der mit einem an dem Tubenmantel einstückig angeformten Tubenkopf ausgebildet ist Dieser Rohrabschnitt wird zunächst einmal durch Wärmeeinwirkung erweicht und dann in die gewünschte Form gebracht. Dieses Vorgehen kann jedoch nicht beim Herstellen von Tuben aus einem Metall-Kunststoff-Laminat eingesetzt werden; es ist auf das Verformen von thermoplastischen Kunststoffen beschränkt.

Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von Quetschtuben (CH-PS 2 44 221) arbeitet nicht befriedigend, weil es notwendig ist, zur Ausbildung von Schulter und Hals der Quetschtube einen Teil eines zylinderförmigen Materials inwendig abzustützen, während ein anderer Teil unter Verwendung einer axialen Spindel derart eingeschnürt wird, daß sich das Material längs der Spindel in Falten legt und damit einen rohrförmigen Hals bildet. Durch Zertrennen dieser Vorform können dann zwei Rohlinge für die Herstellung von Quetschtuben erhalten werden. Abgesehen davon, daß dieses bekannte Verfahren nur sehr langsam arbeitet, ist auch die Formgebung der Tube beim Verdrehen des Rohlings unkontrolliert, so daß das Endresultat ungleichmäßig und ungenau ausfallen muß. Auch ein weiteres bekanntes Verfahren (DT-PS 14 79 156) ist für eine wirtschaftliche Massenfertigung von Tuben aus thermoplastischem Werkstoff wesentlicher Genauigkeit nicht geeignet, weil in diesem Fall in einen von einem Rohrstück gebildeten Tubenkörper ein Schulterstück aus thermoplastischem Kunststoff mit oder ohne Gewindeansatz eingeschoben, das Rohrstück an seinem am Schulterstück liegenden Ende umgebogen und mit dem Schulterstück unter Anwendung von Druck und Wärme verschweißt werden soll.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Herstellen von Tuben aus einem flachen Folienmaterial so auszubilden, daß eine wirtschaftliche Massenproduktion von Tuben, insbesondere Quetschtuben, möglich ist, deren Hais- und Schulterpartie einstückig und in stets gleicher Form an

• m aus einer Folienbahn erzeugten Tubenrohling

^at>n'ese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Dorne mit

• m axialen Hohlraum, in dem ein mit Längsrippen ^"sehenes Spindelelement längsbewegl:ch geführt ist, ^vf^r _über das freie Ende der Drrne verbringbare Vorformkammer mit einem verformbaren inneren o"ß körper ^er durch ein Druckmedium zusammen H-ckbar ist und das über den betreffenden Dorn

stehende Ende des Tubenrohlings auf das aus diesem ι ο ηή η heraus vorgeschobene Spindelelement preßt und rfdurch Wellungen formt, sowie drehbare Formrollen Umlegen und Glätten der Wellungen und zum A* formen einer Schulter mit Hals an einem Ende des Tubenrohlings auf dem betreffenden in Drehung versetzten Dorn vorgesehen sind.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Herartige Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Snindelelement mit einer Axialbohrung zur Aufnahme eines längsbeweglich geführten Stiftes und einer qnannfeder versehen ist.

In vorteilhafter Weiterbildung ist vorgesehen, daß diese Vorformkammer an ihrem Umfang doppelwandig mit einem Ringraum zwischen den beiden Wandungen zur Aufnahme des Druckmediums ausgebildet ist, und daß die Innenwandung Durchbrüche für den Durchlaß des Druckmediums zum Ringkörper aufweist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen dar

Fig 1 eine vereinfachte Darstellung einer drehbaren Platte mit einem drehbaren Dorn in der ersten Bearbeitungsstation,

Fig.2 einen vergrößerten Teilquerschnitt eines Folienmaterials,

F i g. 3 einen Querschnitt des Stirnendes eines Domes, Fig.4 eine Stirnansicht eines Domes gesehen in Richtung der Pf eile 4-4 in F i g. 3,

Fig.5 einen Längsschnitt durch das Stirnende eines Domes mit zugeordneter Vorformkammer,

F i g- 6 einen der F i g. 5 entsprechenden Längsschnitt bei abgenommener Vorformkammer,

Fig!7 eine Stirnansicht gesehen in Richtung der Pfeile 7-7 in F i g. 6, .

Fie 8 eine Seitenansicht eines Domes mit Formrollen zur Ausbildung des Hals- und Schulterteils des Formrohlings,
Fig.9 eine Darstellung des geformten Endes des

Tubenrohlings, .

Fig 10 eine auseinandergezogene Seitenansicht des geformten Endes des Tubenrohlings mit zugeordnetem Verschlußaufsatz, .

F i e 11 eine der F i g. 10 entsprechende Seitenansicht mit auf dem TubenrohHng befestigtem Verschlußaufsatz mit zugeordneter Verschlußkappe.

In den Zeichnungen ist allgemein mit 10 die Vorrichtung zur Tubenherstellung angegeben, bei der eemäß Fig-1 eine Platte 11 an einer drehbaren Hauptwelle 12 befestigt ist, die über ein geeignetes Getriebe mit einem geeigneten Drehantrieb, beispiels- co weise einem elektrischen oder hydraulischen Motor,

^Veßl!e Anzahl Dorne 13, von denen in F i g 1 nur einer aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt ist, ist frei

,_j.-_j Jj₁ .in_eiR yon der Platte 11 Behaltenen Lager l/drehbär angeordnet. Die Dorne 13 haben die gleiche Gestalt wie der herzustellende Tubenkörper, wobei der Außendurchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser de«: betreffenden Tubenkörpers.

Gemäß Fig. 1 kann ein bandartiger Streifen 15 aus einem geeigneten flachen Folienmaterial, wie Metall, Plastik, Wachspapier oder mit Plastik oder Kunststoff überzogenem Metall zur Ausbildung des Tubenrohlings !6 verwendet werden. Dieser Streifen 15 kann wie angedeutet, mit einer gewünschten Dekoration 17 versehen sein. Der Aufbau eines derartigen Streifens 15 ist in Fig.2 dargestellt, bestehend aus einer Mittelschicht 18 aus Metall, wie Aluminium, Zink, Blei od. dgl. und je einer Schicht 19 aus Kunststoff, wie Polyäthylen, auf beiden Seiten der Mittelschicht 18.

Der Streifen 15 wird auf einen Dorn 13 an eine erste Bearbeitungsstation 20 gegeben. Nicht dargestellte Vakuumeinrichtungen, die innerhalb des Doms 13 durch nicht dargestellte öffnungen im Dorn zur Wirkung kommen, können verwendet werden, um das Bahnmaterial auf dem Dorn 13 zu halten, während sich dieser langsam in der durch den Pfeil 21 angedeuteten Richtung dreht. Andererseits können auch nicht dargestellte Rollen Verwendung finden, um den Streifen 15 um den Dorn 13 bei dieser Station zu führen und zu

halten.

In F i g. 1 ist eine Abtrennvorrichtung 22 angedeutet, um den Streifen 15 längs einer Linie so abzuschneiden, daß dessen Ränder sich auf dem Dorn 13 überlappen. Ein Heißverkleben oder Heißverschweißen durch Induktionserwärmung oder irgendein anderes geeignetes Verfahren wird dann zur Bildung einer fluiddichten Naht des Tubenrohlings 16 angewendet, ist die Mittelschicht 18 mit Kunststoff bedeckt, der an sich bei Vorhandensein von Wärme haftet, kann die gewünschte Naht auch in dieser Weise verklebt oder versiegelt werden. Andererseits könnte auf dieser Mittelschicht 18 auch eine dünne Schicht aus irgendeinem geeigneten Klebstoff in gewünschten Intervallen angeordnet werden, um die Klebe- oder Siegelungsnaht bei Anwendung von Wärme auszubilden. Ein sehr schnelles Versiegeln oder Verkleben und damit zufriedenstellende Produktionsgeschwindigkeiten lassen sich bei Anwendung des Heißverklebens und bekannter plastischer Stoffe, wie Polyäthylen, für diesen Zweck erreichen.

Die Dorne 13 weisen gemäß Fig.3, 5 und 6 einen axialen Hohlraum 23 mit einer vergrößerten Bohrung 24 an ihren äußeren oder freien Enden auf. Ein Spindelelement 25 ist innerhalb der vergrößerten Bohrung 24 jedes der Dorne 13 längsverschieblich geführt.

Das Spindelelement 25 ist an seinem äußeren freien Ende bei 26 abgeschrägt und mit einer Reihe von im gleichen Abstand voneinander angeordneter Längsrippen 27 versehen (F i g. 4). Die Schräge 26 entspricht der Neigung der Schulter 28 des geformten Tubenrohlings 16.

In der ausgefahrenen Stellung steht das Ende des Spindelelements 25 über das freie Ende des betreffenden Domes 13 vor und befindet sich innerhalb des äußeren Endes des Tubenrohlings 16 (Fig.3). Das Spindelelement 25 kann durch den Druck eines Fluids vorgeschoben werden, das durch den axialen Hohlraum 23, 24 hindurchwirkt. Hierfür könnte aber auch eine längliche nicht dargestellte Hülse Verwendung finden.

Eine Stange 30 ist innerhalb jedes Domes 13 gelagert, die auf dem äußeren Ende einen Stift 31 trägt. Dieser Stift 31 ist frei in Längsrichtung innerhalb einer Axialbohrung 32 im Spindelelemcnt 25 beweglich gehalten. Eine Spannfeder 33 ist um die Stange innerhalb der Axialbohrung 32 zwischen dem rückwärti-

gen Ende des Stiftes 31 und einer Abstufung 34 angeordnet. Diese Feder 33 beaufschlagt das Spindelelement 25 dauernd in seiner zurückgezogenen Lage.

Sobald die Naht des Tubenrohlings 16 fest ist, wird die Platte 11 gedreht, wodurch der Tubenrohling 16 in die anschließende Vorformstation gebracht wird. In dieser Station befindet sich das Spindelelement 25 in seiner vorgeschobenen Lage (F i g. 3 und 5). Die Spannfeder 33 ist zusammengedrückt. Eine Vorformkammer 35 wird dann über das vordere freie Ende des Domes 13 in die in ι ο F i g. 5 angedeutete Lage geschoben.

Die napfartige Vorformkammer 35 besteht aus zwei Umfangswandungen 36 und 38 und einer Stirnwandung 37, die das eine Ende der Kammer 35 abschließt. Die Innenwandung 38 ist mit bestimmtem Abstand von der Außenwandung 36 angeordnet und bildet derart einen zwischenliegenden Ringraum 40. Ein verformbarer Ringkörper 41 ist in den Innenraum der Vorformkammer 35 eingeschoben und mit einem Ende quer zum offenen Ende 42 der Vorformkammer 35 und mit dem anderen Ende gegen die innere Wandung 38 benachbart der Stirnwandung 37 befestigt gehalten. Der Ringkörper 41 ist so über den größeren Teil seiner Länge innerhalb der Vorformkammer 35 nicht abgestützt.

Beim Betrieb der Vorformkammer 35 wird Luft oder Fluid unter Druck in den Ringraum 40 zwischen den Wandungen 36, 38, z, B. über ein Fitting 43 eingeführt. Durchbrüche 44 in der Innenwandung 38 ermöglichen, daß die Luft oder das Fluid durch die Innenwandung 38 hindurchtritt und den Ringkörper 41 in der in F i g. 5 gezeigten Weise zusammendrückt. Hierdurch wird das betreffende äußere Ende des Tubenrohlings 16 gegen die Längsrippen 27 des Spindelelements 25 angedrückt und nimmt die in Fig.7 dargestellte Wellenform an. Wird der Druck der Luft oder des Fluids wieder aufgehoben, so kehrt der Ringkörper 41 in seine ursprüngliche Ringgestalt zurück, die Vorformkammer 35 wird zurückgezogen und der auf diese Weise vorgeformte Tubenrohling 16 auf seinem Dorn 13 zur nächsten Station weitergefördert.

Das genannte Vorformen sorgt für die Gleichförmigkeit und Wiederholbarkeit der Wellenbildung und der nachfolgenden Faltenlegung. Ohne diese Vorformung würde das freie Ende des Tubenrohlings 16 während der Faltenlegung einem beliebigen unkontrollierten Knittern oder Fälteln ausgesetzt, was zu Schwierigkeiten und Störungen bei einer Produktion mit hoher Geschwindigkeit führen würde.

Während der Dorn 13 zur Fahenlegestation durch Weiterdrehen der Platte 11 fortgeschaltet wird, wird das Spindelelement 25 aus der in Fig.3 und 5 gezeigten vorderen Lage in die in Fig.6 gezeigte rückwärtige Lage zurückgezogen. Das Zurückziehen des Spindelelements 25 kann durch Freigabe des Fluiddrucks oder aber durch an sich bekannte Nockeneinrichtungen erreicht werden. Während die das Spindelelement 25 vorschiebende Kraft aufgehoben wird, zieht die Spannfeder 33 dieses Element 25 in eine Lage zurück, in der die äußere Schräge 26 für die Ausbildung der Schulter 28 bereit steht. Der Stift 31 steht dabei über das vordere Ende des Spindelelemcnts 25 vor und in den reduzierten Teil 45 des durch den Ringkörper 41 gebildeten Tubenrohlings 16 hinein.

Der Dorn 13 wird in der Faltenlege- bzw. Glättungsstation 46 (Fig. 1) mittels irgendeines geeigneten Antriebs, beispielsweise einen Motor 47, in schnelle Drehung versetzt. Domgeschwindigkeiten in der Größenordnung von 400 U/min haben sich als besonders günstig erwiesen. Dabei werden zwei Formrollen 48,49 gegen das vorgeformte gewellte Ende des Tubenrohlings 16 in Arbeitsberührung gebracht.

Die Formrolle 48 ist mit einer Schrägung 50 (F i g. 8) versehen und paßt sich so dem Winkel zwischen der Schulter 28 des Tubenrohlings 16 und dessen Hals 51 an. Hydraulische Einrichtungen 52 (Fig.8) schieben die Formrolle 48 langsam gegen den Tubenrohling 16 vor, wodurch die Wellungen 28 zur fertigen Form umgelegt bzw. geglättet werden. Beide Formrollen 48, 49 bestehen aus nachgiebig federndem Material, wie Nylon, natürlichem oder synthetischem Kautschuk und sind frei drehbar auf Wellen 53, 54 gehalten, die ihrerseits an einem Trägerlblock 55 befestigt sind.

Die Formrolle 49 arbeittet senkrecht zur Längsachse des Domes 13 und dient zur Erzeugung einer kleinen Abstufung 56 zwischen der Schulter 28 und dem anschließenden Hauptteil des Tubenrohlings 16.

Nach Beendigung der Faltenlegung oder -glättung weist der Tubenrohling 16 die in F i g. 9 gezeigte Gestalt auf. Die Platte U wird dann in eine Trimmstation gedreht, wo überschüssiges Material falls notwendig vom Hals 51 durch ein Messer 60 abgeschnitten werden kann, während der Dom durch den Motor 61 (Fig. 1) gedreht wird.

Ein Verschlußaufsatz 57 wird über das Ausgabeende des Tubenrohlings 16 an der nächsten Station aufgesetzt, in welche die Platte 11 weitergeschaltet wird. Der Aufsatz kann aus irgendeinem geeigneten Material, wie Metall oder Kunststoff, hergestellt sein. Er ist hohl und besitzt die Form des fertigen Halses oder der Schulter der Tube. Das Halsstück dieses Verschlußaufsatzes 57 kann auch mit Gewinde 68 versehen sein. Der Hals 51 des Tubenrohlings 16 erstreckt sich vorzugsweise über die Gesamtlänge des Durchlasses 58 im Halsstück des Verschlußaufsatzes 57.

Der Verschlußaufsatz 57 ist mit einem Ringteil 67 versehen, der bei der fertigen Tube auf der Abstufung 56 des Tubenrohlings 16 aufsitzt und zur Befestigung des Verschlußaufsatzes 57 auf den Tubenrohling durch Siegeln, Kleben od. dgl. dient

Beim nächstfolgenden Weiterschalten der Platte U wird das Ende des Tubenrohlings 16 erwärmt, an dem sich die Schulter 28 und der Hals 51 befindet, um den Verschlußaufsatz 57 fest mit diesem Teil des Tubenrohlings durch Siegeln ader Verkleben zu verbinden Notfalls kann auch irgendein geeignetes Bindematerial auf die zusammenzubringende Fläche aufgetrager werden.

Nach dem Verbinden von Verschlußaufsatz 57 unc Tubenrohling 16 wird die Platte 11 zum Kühler weitergeschaltet. Danach wird ein Verschlußstück 55 auf den Gewindeteil 68 des Verschlußaufsatzes 5' aufgeschraubt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Herstellen von Tuben aus einem flachen Folienmateriai, mit einer drehbaren PIaUe mit gleichfalls drehbaren frei vorstehenden Dornen, die durch Drehung der Platte in eine Reihe aufeinanderfolgender Bearbeitungsstationen bringbar sind, wobei in einer ersten Station zum Aufwickeln des Rohiingmaterials auf einem in Drehung versetzten Dorn zur Bildung eineü Tubenrohlings eine Einrichtung zum Abtrennen einer benötigten Materiallänge sowie eine Einrichtung zum Anpressen und Verbinden der Schnittenden vorgesehen sind, gekennzeichnet durch Dorne (13) mit einem axialen Hohlraum (23, 24), in dem ein mit Längsrippen (27) versehenes Spindelelement (25) iängsbeweglich geführt ist, eine über das freie Ende der Dorne (13) verbringbare Vorformkammer (35) mit einem verformbaren inneren Ringkörper (41), der durch ein Druckmedium zusammendrückbar ist und das über den betreffenden Dorn (13) vorstehende Ende des Tubenrohlings auf das aus diesem Dorn (13) heraus vorgeschobene Spindelelement (25) preßt und dadurch Wellungen formt, sowie drehbare Formrollen (48, 49) zum Umlegen und Glätten der Wellungen und zum Anformen einer Schulter (28) mit Hals (51) an einem Ende des Tubenrohlings auf dem betreffenden in Drehung versetzten Dorn (13).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spindelelement (25) mit einer Axialbohrung (32) zur Aufnahme eines Iängsbeweglich geführten Stiftes (31) und einer Spannfeder (33) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorformkammer (35) an ihrem Umfang doppelwandig mit einem Ringraum zwischen den beiden Wandungen (36, 38) zur Aufnahme des Druckmediums ausgebildet ist, und daß die Innenwandung (38) Durchbrüche (44) für den Durchlaß des Druckmediums zum Ringkörper (41) aufweist.