DE2357295A1

DE2357295A1 - Verfahren und vorrichtung zum verformen von gegenstaenden

Info

Publication number: DE2357295A1
Application number: DE2357295A
Authority: DE
Inventors: Thomas Duncan Brownbill
Original assignee: JOHN DALE Ltd LONDON
Current assignee: JOHN DALE Ltd LONDON
Priority date: 1972-11-17
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1974-05-30
Also published as: JPS5630167B2; LU68817A1; FR2206988A1; IE38754L; GB1436538A; JPS5062A; IE38754B1; US3908419A; IT1006642B

Description

23 P 24

Anmelder: JOHN PALE LIMITED

lii Brunswick Park Road '^f New Southgate, London N.11 IJL England ' ■ ^: -·""-·

Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von. Gegenständen.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verformung von Gegenständen, beispielsweise von Falttuben, Flaschenverschlüssen und dergleichen, ·

Es ist, beispielsweise, vorgesehlagen worden Falttuben mit einem verformten, zum Ausgabeende hin ab-n'e*hW'ende'n Querschnitt herzustellen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Tuben, bevor sie gefüllt"werden, ineinander gesteckt werden können, um so ihren Transport zu vereinfachen und die Handhabung der Tuben an einer Füllstraße zu erleichtern. Tuben dieser Art werden gemeinhin dadurch geformt, daß man einen Materiairohling zu einer zylindrischen Falttube extrudiert, wobei'die Tubenwand anschließend gedehnt oder in gewünschter Weise verformt wird, meistens in eine Kegelstumpf-Form,

Die Ausdehnung der Tuben in eine Kegelstumpf-Form wird meistens unter Verwendung eines Ausdehnungsdorns bewerkstelligt, der eine Mehrzahl von Segmenten umfaßt, welche

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zusammen eine im wesentlichen zylindrische Oberfläche ergeben, über die die auszudehnende Tube gestülpt wird. Die Segmente sind an ihrem vorderen Ende, welches gegen das Ausgabeende der Tube zu liegen kommt, scharnier- · artig gelagert während die rückwärtigen Teile der Segmente nach außen gedrückt werden und dadurch eine im wesentlichen kegelstumpfförmige, sich verjüngende Oberfläche erzeugen. Nachdem der Dorn zusammengezogen worden ist, wird dieser aus der Tube herausgezogen und hinterläßt eine gedehnte Tube, die fertig für einen Dekoriervorgang ist und anschließend mit anderen Tuben zusammengesteckt werden kann, so daß sich ein Stapel von kegelstumpfförmigen Palttuben ergibt.

Die Verfahrenstechnik, Tuben auf einem Ausdehnungsdorn zu dehnen, trägt vielen der Anforderungen Rechnung, die man an ein automatisiertes industrielles Verfahren stellen muß, jedoch erfolgt die Streckung der Tuben selbst während der Ausdehnung nicht gleichmäßig über die Oberfläche der Tuben, und wenn das Anlassen einer Tube nicht präzise durchgeführt wird, können Risse und Deformationen im Tubenwandmaterxal auftreten, durch die hindurch dann der Tubeninhalt in unerwünschter Weise austritt.

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Um diesen Mangel, aufgäbegemäß zu beseitigen schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Verformung von Gegenständen vor, bei dem der zu verformende Artikel in eine Formkammer mit einer die gewünschte Form des fertigen Artikels bestimmenden Formoberfläche gegeben wird, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in die Kammer ein brennbares Gemisch einführt, dieses zündet und die Verbrennungsprodukte im Sinne einer Expandierung des Gegenstands gegen die Formoberfläche wirken läßt oder zur Einwirkung bringt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für die Herstellung von verformten Gegenständen wie Schließelemente für Behälter, Flaschenverschlüsse j Flaschenenden, Falttuben und dergleichen benutzt werden. Obgleich die Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf Falttuben beschrieben wird, soll die Erfindung nicht speziell darauf beschränkt sein.

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch verformte Artikels wie Tuben und Verschlüsse, soweit sie nach dem Verfahren der Erfindung hergestellt worden sind. Die vorliegende Erfindung umfaßt fernerhin Vorrichtungen zum Dehnen von Gegenständen, die eine Formkammer aufweisen, deren Wände die Konfiguration des gedehnten Gegenstandes definieren₃ wobei die Formkammer so ausgebildet ist, daß sie den

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erwähnten Gegenstand aufnehmen kann, und Zuführmittel zum Zuführen eines brennbaren Brennstoff-Luft-Gemischs oder eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs in den Bereich der erwähnten Tube, sowie einen Zünder zum Zünden-des erwähnten Gemischs derart aufweist, daß Verbrennungsprodukte erzeugt werden und der Druck im Inneren des Gegenstands so erhöht wird, daß dieser gedehnt wird und seine Wandungen gegen die Wände der erwähnten Kammer zur dichten Anlage kommen. Der vor seiner Dehnung in die Pormkammer gegebene Gegenstand kann eine zylindrische Falttube sein, und die Wände der Pormkammer können einen kegelstumpfförmigen Hohlraum definieren. In der die Formoberfläche bildenden Wand der Pormkammer können zusätzliche Erweiterungen und Dehnungsräume vorgesehen sein, sodaß man der verformten und gedehnten Tube die verschiedenartigsten Ausgestaltungen und Musterungen geben kann.

Das brennbare Gemisch kann eine Mischung aus irgendeinem wohlbekannten Brennstoff und Luft sein, wobei typische Mischungen Benzin/Luft-Gemische, Erdgas/Luft-Gemische, Kohlenwasserstoff/Luft-Gemische und Kohlengas/Luft-Gemische sind. Der Brennstoff kann als Gas oder Dampf einer Verbrennungskammer zugeführt werden, die an den erwähnten Gegenstand derart angeschlossen ist, daß nach der Zündung die Explosionsgase aus der

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Verbrennungskammer in das Innere des Gegenstandes eintreten, wobei die sich ausdehnenden Gase bewirken, daß der Gegenstand gegen die erwähnte Formfläche hingedehnt werden, woraufhin sie in die freie Atmosphäre abgeführt werden.

Die Zuführungsmittel für die Zuführung der Verbrennungsprodukte zu dem Gegenstand können eine Verbrennungskammer aufweisen, die mit einem Einlaßventil-für den Eintritt des brennbaren Gemischs in die Kammer sowie einen Zünder zum Zünden des Gemischs aufweist. Die Ve.rbrennungskammer kann außerdem ein Heizelement aufweisen, mit dessen Hilfe das brennbare Gemisch vor seiner Zündung erwärmt wird. Die Verbrennungskammer kann außerdem mit einem Auslaß versehen sein, der mit einem Ventilkörper in Verbindung steht, der ein Ventil aufnimmt, das sich bei Druckanstieg in der Verbrennungskammer öffnet und die Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer in den Ventilkörper übertreten läßt. Der Ventilkprper kann so ausgebildet sein, daß er mit der Formkammer für den Gegenstand in Verbindung steht, und der erwähnte Gegenstand kann innerhalb der erwähnten Kammer so angeordnet werden, daß sein offenes Ende an einem Dichtungselement so zur Anlage kommt, daß die sich ausdehnenden Gase durch dieses Dichtungselement hindurch in den erwähnten Gegen-

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stand eintreten, sodaß bei Dehnung der Tube das offene Ende des Gegenstands von dem Dichtungselement weg gedehnt wird und dadurch den Abgasen aus der Verbrennungskammer durch das erwähnte Tubeninnere hindurch zu in die freie Atmosphäre führenden Abgaskanälen freigibt.

Verfahren und Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, ermöglichen eine schnelle Dehnung der Gegenstände, die im wesentlichen gleichmäßig über deren faltbare Wandungen verteilt auftritt und somit die Diskontinuitäten, die in der Wandstruktur selbst gebildet werden, vermindert und einen Gegenstand herzustellen gestattet, der im Gebrauch nicht so schnell reißt.

Der Verbrennungsvorgang ist nicht eigentlich eine Explosion, sondern mehr ein "Drucküberschlag". Der durch die Verbrennung erzeugte Druck kann klein sein und beispielsweise in dem Gegenstand 14

cm '· betragen, jedoch ist ein höherer Druck vorzuziehen, wenn man einen verbesserten Gegenstand herstellen will, insbesondere im Hinblick auf die Formgebung von FaIttuben, Flaschenverschlüssen und Dichtungselementen. Mit sehr hohem Druck kann man ausgezeichnete Ergebnisse erzielen. Der Druck ist begrenzt durch die Umgebungstemperatur, und daher sollte der Druck auf ein Niveau unter dem Schmelzpunkt des Tubenmaterials begrenzt sein

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In der Praxis sollte der Druck der Verbrennungsprodukte begrenzt sein durch Wirtschaftlichkeitsüberlegungen hinsichtlich der Zufuhr von Brennstoff und Luft oder Sauerstoff unter Druck derart, daß man eine optimale Tubenqualität im Vergleich zu den Herstellungskosten erzielt.

Die nachstehende Beschreibung eines Verfahrens zur Durchführung der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist lediglich ein Ausführungsbeispiel.

Die Zeichnung zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Dehnen von Tuben nach der vorliegenden Erfindung.

Die Vorrichtung umfaßt eine zylindrische Verbrennungskammer 11, deren Achse im wesentlichen horizontal verläuft, wie in der Zeichnung dargestellt. Das rückwärtige Ende 12 der Verbrennungskammer 11 ist mittels einer Kappe 13 verschlossen, die eine Scheibe 14 mit einer sich nach vorne erstreckenden zylindrischen Schürze 15 aufweist, wobei die Schürze 15 an ihrer Innenfläche mit einem Schraubengewinde 16 ausgestattet ist, das in ein entsprechendes Schraubengewinde am rückwärtigen Ende 12 der zylindrischen Verbrennungskammer 11 eingreift. Die Kappe 13 trägt-ein achsial angeordnetes zylindrisches Heizelement 17, das sich von der Vorderfläche der Kappe

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13 nach vorne erstreckt. Das Heizelement 17 trägt eine spiralförmige Leitung 18, die eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen 19 aufweist, die in das Innere 20 der Verbrennungskammer 11 einmünden. Die Kappe 13 weist außerdem ein Einlaßventil 21 auf, das mit Bezug auf das Heizelement 17 radial zwischen der Längsachse der Verbrennungskammer 11 und der Innenfläche der zylindrischen Wand der erwähnten Kammer 11 angeordnet ist. Das Einlaßventil mündet in eine Speicherkammer 22 ein, die mit der spiralförmigen Leitung 18 über ein Verbindungsrohr 23 in Verbindung steht, das mit diesem einstückig ausgebildet ist, sodaß im Betrieb ein brennbares Gasgemisch über das Einlaßventil 21 durch die Speicherkammer 22 hindurch der spiralförmigen Leitung 18 zugeführt werden kann. Die Kappe 13 weist außerdem auf dem Durchmesser, auf dem das Einlaßventil 21 liegt, einen Zünder 24 auf, der aus einer Auto-Zündkerze besteht, wobei der Zünder 24 auf derjenigen Seite des Heizelements 17 angeordnet ist, die dem Einlaßventil gegenüberliegt.

Das vordere Ende der Verbrennungskammer weist eine zweite Verschlußkappe 25 auf₃ oie mit einer sich nach rückwärts erstreckenden zylindrischen Schürze 70 versehen ist, die in ein entsprechendes Gewinde 71 am vorderen Ende der Kammer 11 eingreift, Die Verschlußkappe 25 weist eine

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Mittelbohrung 26 auf, die in einen- im wesentlichen zylindrischen Ventilkörper 27 einmündet,. Der Ventilkörper 27 hat einen zylindrischen Abschnitt 28, und das rückwärtige Ende des Ventilkörpers 27 weist einen nach innen vorragenden Ringflansch auf, der einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Ventilsitz 29 bildet, der von der vorderen Außenseite der zylindrischen Bohrung in der Kappe 25 ausgeht. Der Ventilkörper 27 ist an seinem vorderen Ende mit einem Träger 30 von beträchtlicher Dicke versehen, der eine Mittelbohrung 31 aufweist, die einen Schaft 32 eines Tellerventils 33 aufnimmt, die mit einem Scheibenkopf 3^ ausgestattet ist, der in den Ventilsitz 29 eingreift, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der zylindrische Ventilkörper 27, der Schaft 32 und der Ventilkopf 3^ im wesentlichen koachsial zur Längsachse der Verbrennungskammer 11 liegen. Der Ventilschaft 32 verläuft bezüglich des zylindrischen Ventilkörpers 27 nach vorne. Das Tellerventil 33 ist federbelastet, und zwar durch eine Druckfeder 35 hinter dem Träger 30, sodaß der Ventilkopf J>k am Ventilsitz 29 aufliegt. Der Träger 30 ist mit einer Mehrzahl von Expansionskanälen 36 versehen, durch die hindurch die Gase nach vorne durchtreten können. Der Ventilkörper 27 weist an seinem vorderen Ende ein. sich nach vorne erstreckendes zylindrisches Teil 43 mit einer Zentralbohrung 45 auf, das

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den Schaft 32 des Ventils 33 aufnimmt, wenn der Ventilkopf 34 nach vorne aus seiner Position in Anlage am Ventilsitz 29 abgezogen wird. Der zylindrische Teil 43 weist an seinem vorderen Ende eine . kegelstumpfförmige Dichtung 44 auf. Der Ventilkörper 27 ist mittels eines (nicht dargestellten) schnell wirkenden Freigabemeehanxsmus· mit einer Tubenkammer 50 verbunden, die einen im wesentlichen zylindrischen Rumpfteil 51 mit einer kegelstumpfförmigen Ausnehmung 52 aufweist, die sich vom rückwärtigen Ende 53 der Tubenkammer 50 unter Verjüngung zu deren vorderem Ende

54 erstreckt. Das vordere Ende ist durch ein Kopfstück

55 verschlossen, dessen Mittelteil den vorderen Teil der Kammer 52 bildet und bei 56 so ausgeformt und ausgeschnitten ist, daß dort die Schulter und das Verschlußteil einer Falttube untergebracht werden kann. Die Formkammer ist an ihrem gegenüberliegenden Ende so ausgebildet, daß sie die Dichtung 44 umgreift. Die Formkammer weist an ihrem rückwärtigen Ende ebenfalls eine Mehrzahl von radial verlaufenden Abgaskanälen 57 auf, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß durch die Mittelbohrung 45 in die Formkammer 50 eingeführte Gase, nachdem sie eine in der Formkammer angeordnete Tube gedehnt haben, nach Rückwärts über die Dichtung 44 und durch die Kanäle 57 hindurch aus der Kammer abgeführt werden können.

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Im Betrieb wird eine Falttube 60 mit zylindrischen Wänden in der Formkammer so angeordnet, daß ihr offenes Ende 6l an der Dichtung 44 anliegt_s während das Verschlußende der Tube in die Ausnehmung 56 im Kopfstück 55 der Tubenkammer 50 zu liegen kommt. Ein brennbares Gasgemisch, beispielsweise Erdgas und Luft, wird über das Einlaßventil 21 und durch die Speicherkammer 22 in die spiralförmige Leitung 18 eingeführt, wo das Gasgemisch mittels des Heizelements IJ erwärmt wird. Das Gasgemisch tritt aus der spiralförmigen Leitung 18 durch die Einlaßöffnungen 19 hindurch in die Kammer 11 ein. Von dem Zünder bzif. der Zündkerze 24 xfird dann ein Funken erzeugt₃ der eine Verbrennung innerhalb der Verbrennungskammer einleitet.

Während die Verbrennung des Gasgemischs in der Kammer stattfindet, expandieren die Gase in der Verbrennungskammer schnell und teiben den Ventilkopf 34 nach vorne gegen die nach Rückwärts wirkende Kraft der Feder 35, sodaß die Gase plötzlich und mit hoher Geschwindigkeit aus der Verbrennungskammer 11 über den Ventilkörper und durch die Mittelbohrung 45 hindurch in das Innere der Tube 60 eintreten. Der Druckanstieg bewirkt, daß die Wände der Tube 60 sich nach Außen dehnen und schnell die Kegelstumpf-Form der Innenwandung 52 der Formkammer 51 annehmen,, wobei durch die Dehnung das rück=

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wärtige offene Ende 6l der Tube 60 von der Dichtung 44 abgehoben wird, wodurch die Abgase zwischen dem rückwärtigen Ende 6l und der Dichtung 44 durch die Abgaskanäle 57 hindurch in die freie Atmosphäre übertreten können.

Die Herstellung von Tuben nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hat ergeben, daß die Produktionsgeschwindigkeit größer ist und daß die so hergestellten Tuben bei der Lagerung weniger leicht reißen. Außerdem kann man so größere Tuben dehnen als es bisher unter Benutzung eines Ausdehnungsdorns möglich war.

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Claims

Patentansprüche

/ 1. !Verfahren zur Verformung von Gegenständen, bei dem der zu verformende Artikel in eine Formkammer mit einer die gewünschte Form des fertigen Artikels bestimmenden Formoberfläche gegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Kammer ein brennbares Gemisch einführt, dieses zündet und die Verbrennungsprodukte im Sinne einer Expandierung des Gegenstands gegen die Formoberfläche wirken läßt oder zur Einwirkung bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff einer an den erwähnten Gegenstand angeschlossenen Verbrennungskammer derart zugeführt wird, daß nach Zündung die durch die Verbrennung erzeugten Gase aus der Verbrennungskammer in das Innere des Gegenstands eintreten, sodaß der Gegenstand gegen die Formoberfläche expandiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine separate Verbrennungskammer Verwendung findet, die mit einer Zuführung für das brennbare Gemisch zu der Verbrennungskammer und mit einem Zünder zum Zünden der Mischung ausgestattet ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer mit der Formkammer durch ein

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Ventil verbunden ist, das sich bei Druckanstieg in der Verbrennungskammer öffnet und die Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer durch das Ventil hindurch in die Pormkammer eintreten läßt.
5. Verfahren nach Anspruch k_s dadurch gekennzeichnet, daß die Pormkammer an ihrem Eingang eine Dichtung aufweist, mit Bezug auf welche der zu verformende Gegenstand im Inneren der Kammer derart angeordnet ist₃ daß das offene Ende des Gegenstands an der Dichtung anliegt, sodaß die in die Kammer eintretenden Verbrennungsprodukte im Sinne einer Ausdehnung auf den Gegenstand einwirken, wodurch das offene Ende des Gegenstands von der Dichtung lieg expandiert wird, woraufhin die Verbrennungsprodukte aus der Formkammer austreten können.
6. Vorrichtung zum Verformen eines Gegenstandes unter Benutzung einer Pormkammer mit einer Pormoberfläche, die die Konfiguration des geformten Gegenstandes bestimmt, gekennzeichnet durch Zuführmittel (18, 23) zum Zuführen eines brennbaren Gemische in den Bereich des genannten Gegenstandes (60), und durch einen Zünder zum Zünden des erwähnten Gemischs zwecks Erzeugung von Verbrennungsprodukten und zwecks Erhöhung des Drucks im Inneren des Gegenstandes derart, daß dieser expandiert wird und dessen Wände gegen die Pormoberflache geformt oder verformt werden.

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7. Vorrichtung nach Ai-spi-uch 6_S dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführmittel eine Verbrennungskammer (11) mit einem Ventil (21) für den Eintritt des brennbaren Gemischs in die Verbrennungskammer (11) sowie einen Zünder (24) zum Zünden des Gemisehs aufweisen. ·
8. Vorrichtung nach Anspruch 7_S dadurch gekennzeichnet-, daß die Verbrennungskammer (11) außerdem ein Heizelement (17) aufweist, mit dessen Hilfe das brennbare Gemisch vor seiner Zündung erwärmt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch S₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (11) mit der Pormkammer (50, 52) über ein Ventil (33) verbunden ist, wobei das Ventil (33) so beschaffen ist, daß es bei Druckanstieg in der Verbrennungskammer (11) die Verbrennungsprodukte aus der Verbrennungskammer (11) über das Ventil (33) in die Formkammer (50, 52) eintreten läßt»
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkammer (50, 52) in einer Ausnehmung (56) eine Dichtung (44) aufweist, ^reiche so ausgebildet ist, daß sie ein offenes Ende (61) des Gegenstandes (60) abdichtet, sodaß die Verbrennungsprodukte, die über die Dichtung (44) in den zu verformenden Artikel (60) eintreten, eine Ausdehnung des Gegenstandes (60) bewirken oder ermöglichen derart, daß das offene Ende (61) von der Dichtung (44) weg expandiert wird und es ermöglicht, die Verbrennungsprodukte aus dem Inneren des Gegenstandes (60) in die freie Atmosphäre abzuführen.

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