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"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Stutzens mit Innengew-inde
an einer Kunststoffwand" die Erfindung bezieht sich suf ein Verfahren Zur Herstellung
eines beidseitig offenen, mit Innengewinde versehenen Stutzens an einer ebenen oder
gewölbten, in thermoplastischem Zustand verformbaren Kunststoffwand, insbesondere
eines in das Innere eines Kunststoffbehälters ragenden Verschlußstutzens, unter
Anwendung eines spreizbaren Formkerns. - Die Erfindung bezieht sich ferner auf die
Vorrichtung in Gestalt eines spreizbaren Formkernes zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist bekannt, an Kunststoffbehältern einen nach außen razenden,
mit Außengewinde versehenen Gewindestutzen anzubrinsen, auf den die Verschlußtülle
aufschraubbar ist0 Bei dieser bekannten Ausführungsform ragt die Verschlußtülle
und der Gewindestutzen um ein beträchtliches Blaß über die Oberfläche des Behälters
hinaus, - Diese Anordnung des Gewindestutzens ist aber für eine Reihe von Transport-
und Lagerbedingungen nicht
geeignet. Das Stapeln von Kanistern mit
nach außen ragenden Gewindestutzen bedeutet in manchen Fällen eine besondere Schwierigkeit;
für Behältnisse, die für Fotfälle vorgesehen sind, ist ein nach außen ragender Gewindestutzen
gefährlich und sicht anwendbar.
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tier Erfindung liegt daher die Aufgabe zt runde, ein Verfahren der
eingangs genannten Gattung zu Schaffen, mit welchem in einfacher und billiger Weise
an einer thermoplastischen verformbaren Kunststoffwand ein mit Innengewinde versehener
Stutzen angebracht und insbesondere ein in das Innere eines Kunststoffbehälters
ragender Verschlußstutzen unter Anwendung eines spreizbaren Formkernes geschaffen
werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Formkern
zur Bildung eines zunächst einseitig offenen Stutzens mit Innengewinde unter Längsbewegen
senkrecht in die verformbare Kunststoffwand eingedrückt, der Stutzen mit dem Gewinde
ausgeformt, danach der unter radialer Spannung stehende scheibenförmige Bodenteil
durchstochen und hiernach der Formkern nach Verfestigen des Kunststoffes bei radial
zusammengedrückten Formkernteilen gezogen wird0 Vorzugsweise erfolgt das Durchstechen
des scheibenförmigen Bodenteils mindestens eine Sekunde nach Beendigung der Längsbewegung
des Formkerns,
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, die durch
das Eindrücken des Stutzens bedingte radiale Spannung des scheibenförmigen Rodenteils
s1v nutzen und diesen derart zu durchstechen, daß die Ränder des durch den Einstich
in den scheibenförmigen Bodenteil gebildeten Loches sich gegen den unteren Rand
des Stutzengewindes zusammenziehen. Hierdurch entsteht eine Erweiterung des Einstichloches
in einer Weise, daß der zunächst entstandene dünnwandige Bodenteil fast völlig zum
Verschwinden kommt, jedoch am unteren Rand des Innengewindes des Stutzens sich ein
lappenförmiger Dichtungsring bildet.
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ner Anformvorgang des Stutzens erfolgt vorzugsweise in. einem Zustand
der plastisch verformbaren Kunststoffwand, in welchem das Kunststoffmaterial noch
quer zu den Gewindegängen des Spreizkernes sich huber diese hinwegziehen. kann.
Dies bedeutet, daß mit dem Augenblick des Einstiches in der scheibenförmigen Stutzenteil
sich nicht nur die Ränder des Einstich]oches zusammenziehen, sondern auch die A-bschnitte
auf Höhe des Ge~ windes des Formkernes sich zusammenziehen und sich hierdurch die
obenerwähnte Erweiterung des Einstichloches zu einem, dem Querschnitt des Gewindestutzens
entsprechenden Gießloch ergibt0 Das erfindungsgemäße Verfahren kann entweder im
Anschluß an den Blasvorgang des Behälters erfolgen, so daß während oder nach dem
Eindrücken des Spreizkernes in die Wand ein Überdruck auf diese Wand ausgeübt wird,
Man kann aber auch dera-rt verfahren, daß nach den Eindrücken des Spreizkernes in
die Wand
ein Gegenwerkzeug den entstandenen Konus zum Abformen des
Stutzens und der Gewindegänge umfaßt. Den erstgenannten Verfahrensechritt wird man
bei geschlossenen Behältern anwenden, den zweitgenannten Verfahrensschritt wird
man benutzen, wenn der Stutzen in einer freien Kunststoffwand zu erstellen ist0
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht einen spreizbaren Formkern
mit einem äußeren Mantelteil aus mehreren radial nachgiebigen, durch Längsschlitze
voneinander getrennten Gewindeformteilen und einen inneren verschieblichen Spreizteil
vor, Ein derartiger spreizbarer Formkern ist aus der DT-OS 2 139 019 bekannt0 -
Erfindungsgemäß ist in dem Spreizteil ein diesem gegenüber unabhängig verschiebbarer,
an seinem freien Ende eine Perforierspitze tragender Stößel angeordnet. -Vorzugsweise
ist der Stößel zentrisch in dem ormkern angebracht0 In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen spreizbaren Formkerns sind die Bewegungen des Spreizteils
gegenüber dem Mantelteil und die Bewegungen des Stößels gegend über dem Spreizteil
durch Anschläge an den genannten Teilen begrenzt.
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Weiterhin können dem Stößel ein oder mehrere radial bewegbare, Löcher
in der Stutzenwand erzeugende Stifte odOdglO zugeordnet sein, Diese Löcher in der
Stutzenwand werden in solchen Fällen an einem Behälterstutzen angebracht, wo es
darauf ankommt, auch einen kleineren Rest des Behälterinhalts
auszugießen.
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Bei mit Innengewinde versehenen Stutzen ist es häufig erwünscht, daß
auch der Kopfteil des Verschlußstopfens verse-nkt ist oder an einer ringförmigen
Eindellung angrenzt Zu diesem Zweck kann der Formkern mit einem tellerartigen, eine
ringförmige Eindellung oder eine scheibenförmige Vertiefung erzeugenden Formteil
versehen sein.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens und des hierbei zur Anwendung gelangenden Formkerns dargestellt, und
zwar zeigt Yigo 1 einen Behälter, iiber dessen Umfang lediglich der Kopfteil des
Verschlußstopfens hervorragt, Fig. 2 den Verschlußstopfen selbst, Fig. 3 die Lage
des Verschlußstopfens bei dem Behälter nach igo 1, Fig. 4 bis 6 die Verfahrensschritte
zur Herstellung des mit Innengewinde versehenen Stutzens an dem Behälter, Figo 7
den zur Anwendung gelangenden Formkern teilweise im Schnitt und Fig. 8 und 9 weitere
Ausführungsformen des Stutzenrandes sowie der Stutzenwand0 Der kugelförmige Behälter
1-, der an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Abflachungen 2 versehen sein kann
und an seiner
Oberseite eine Eindellung 3 für einen Handgriff 4
trägt, ist mit einem in seinen Innenraum ragenden, mit Innengewinde versehenen und
beidseitig offenen Stutzen 9 verstehen, in den. der Verschlußstopfen 5 einschraubbar
ist, dessen Kopfteil 6, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, mir um die Stärke dieses
Konfteils über den Behälterumfan. 7 hervorragt. Der hierbei zur Anwendung gela-nCende
Verschlußstopfen 5 kann eine bekannte Ausbildung haben, Sein Kopfteil 6 kann eine
gewölbte, dem Behälterumfang 7 am Rand der Verschlußstopfenöffnung angen.aßte Form
aufweisen0 Der Verschlußstopfen 5 ist gleichfa-lls bekannter Ausführungsform und
mit seinem Gewindeteil 8 dem in den Innenraum des Behälters 1 ragenden Gewindestutzen
9 angepaßt Der Gewindeteil 8 des Stopfens 5 kann, wie au.s Fio 3 zu erkennen ist,
bei 8a bis unter das untere Ende des in den Behälterinnenraum ragenden Stutzens
9 vorstehen, Der Behälter 1 ist in bekannter Weise durch Blasen in seine Form gebracht
und seine Kunststoffwand 10 ist noch in thermoplastisch verformbarem Zustand, wenn
der spreizbare Formkern 11 in Richtung des Pfeiles 12 senkrecht auf die Wand 10
gedrückt wird. Im Verlaufe der weiteren Bewegung des spreizbaren Formkerns in Richtung
des Pfeiles 12 ergibt sich eine Eindellung 13 in der Wand 10 des Kunststoffbehälters
1, wobei die in Fig. 5 wiedergegebenen Pfeile 14 den Druck im Innern des Behälters
1 darstellen0 Duroh diesen formt sich an den Gewindegängen 15 des spreizbaren Pormkernes
11 ein Innengewinde 16 an dem Stutzen 9 ab, das bei weiterem Eindrücken des spreizbaren
Formkernes
gemäß Fi.0 6 einen Gew-indestutzen 17 aus noch thermoplastisch
verformbarem Material entstehen läßt. Während des Eindrückens des spreizbaren Formkerns
11 in die W-and 10 des Behälters bleibt der Innendruck in Richtung. der Pfeile 14
und die Temperaturführung in gleicher oder annähernd gleicher Größe aufrechterhalten0
Bei dem Eindrücken des snreizbaren Formkernes 11 werden nicht nur die Gewindegänge
15 des Stutzens 17, der i.n den Innenraum des Behälters 1 ragt, ausgebildet, vielmehr
ergibt sich auch ein Strecken des scheibenförmigen Bodenteils 18 des zunächst noch
einseitig verschlossenen Stutzens in Richtung der Pfeile 19 und längs des spreizbaren
Formkerns (in Fig. 6 nach oben).
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Noch in plastisch verformbarem Zustand der Wand 10 und des Stutzens
17 sowie des scheibenförmigen Bodenteile 18 wird in den letztgenannten ein zentrisches
Loch mit Hilfe eines nachstehen-d noch näher beschriebenen Stößels des spreizbaren
Formkerns angebracht0 Dieser Einstich erweitert sich radial in Richtung der Pfeile
19 bis zum unteren Rand 20 des Gewindes 16 des Stutzens 17, da auch ein Zusammenziehen
des elastisch verformbaren Materials längs des spreizbaren Formkerns 11 erfolgt,
Aus dem Einstich mit Hilfe des Stößels des Formkerns wird eine zweite Öffnung des
Stutzens 17.
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Zwischen dem Sinsenken des Formkerns 11 in die Wand 10 und dem Einstechen
des unteren scheibenförmigen Bodenteils 18 wird vorzugsweise ein geringer Zeitra-um
von mindestens 1 Sekunde
belassen, um das Ziehen des Materials längs
der Gewindegänge des spreizbaren Formkerns 11 zu ermöglichen. Nachdem der Eins-tich
mit Hilfe des Stößels des Formkerns erfolgt ist und die Offnung des Stutzens bis
an den unteren Rand des Gewindes 16 des Stutzens 17 sich erweitert hat, können die
den plastischen Zustand der Wand 10 hervorrufenden oder erhaltenden Bedingungen
und der Druck abgebaut werden, so daß nunmehr der Stutzen 17 in seiner endgültigen
Form erhärten kann (Stutzen 9 nach Fig. W)0 Der zur Anwendung gelangende Formkern
11 nach yigo 7 besitzt einen äußeren, die Gewindegänge 15 tragenden Mantelteil 21,
einen zentrisch darin verschiebbaren Spreizteil 22 und ferner einen in diesem Spreizteil
wiederum längsverschieblichen und zentrisch zu den beiden erstgenannten Teilen bewegbaren
Stößel 23, an dessen einem Ende die Perforierspitze 24 für den Einstich des scheibenförmigen
Bodenteils 18 angeordnet ist0 Der Spreizteil 22 ist bis zu der in Fig. 7 wiedergegebenen
Stellung in dem äußeren Mantelteil 21 verschieblich, wobei dieser Teil radial auswärts
verformbar ist, wozu der Mantelteil in bekannter Weise mit Längsschlitzen 26 versehen
ist0 Diese verlaufen bis in Nähe des oberen Randes 25 des spreizbaren Mantelteils
21, so daß bei Einziehen des Spreizteils 22, doho in Pigo 7, des Hochziehens des
Spreizteils 22 gegenüber dem Mantelteil 21, die diesen Teil bildenden sektorenartigen
Schenkel sich federnd gegeneinander bewegen und hierdurch der Umfang des Spreizkernes
verringert wird, so daß er aus dem erhärteten Stutzen 9 herausgezogen werden kann0
Die Teile 21,22,23 sind
durch nicht dargestellte Anschläge in ihrer
Bewegung miteinander verbunden, so daß zOBO bei Ziehen des Stößels 23 nach einem
bestimmten Weg auch der Spreizteil 22 gezogen und anschließend hieran auch der Mantelteil
21 aus dem Stutzen entfernt werden kann, Zur Herstellung des Randes des Stutzens
10 mit einer ringförmigen Eindellung 27 kann der spreizbare Formkern t1 mit einem
tellerartigen Teil versehen seinO Auch kann der Spreizkern mit einer nicht dargestellten
Vorrichtung ausgerüstet sein, durch die in den noch verformbaren Stutzen 17 Löcher
28 eingebracht werden, durch die es möglich ist, auch einen kleinen Rest des Behälterinhalts
auszugießen, ohne daß hierdurch die Dichtigkeit des Verschlusses leidet, Statt der
Eindellungen 27 kann auch eine Vertiefung vorgesehen werden, in die der Kopfteil
6 des Verschlußstopfens 5 derart eintaucht, daß zwischen dem Rand der Vertiefung
und dem Rand des Kopfteils des Verschlußstopfens 5 ein Zwischenraum verbleibt, durch
welchen es möglich ist, den Verschlußstopfen zu erfassen und zu drehen, Gegebenenfalls
kann der Verschlußstopfen auch eine Eindellung mit einem Quergriff besitzen, wie
dies der Behälter 1 an seiner Oberseite zeigt.
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Wenn vorstehend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens
an einem Behälter dargestellt ist, so beschränkt sich die Erfindung nicht auf derartige
Behälters So können z,B, auch Kunststoffgegenstände auf sanitären' Gebiet mit einen
Stutzen mit Innengewinde versehen werden0 Das bevorzugte Anwendungsgebiet der Erfindung
sind solche Kunststoffbehälter, die aus einem Kunststoffschlauch zu einem ballenartigen
Behälter mit einem Traggriff am oberen Behälterabschnitt hergestellt werden. Bei
diesen ist eine schneidende oder spanabhebende Bildung des Ausflußloches am inneren
Stutzenende nicht oder nur unter hohem wirtschaftlichen Aufwand möglich, da es schwierig
oder unmöglich ist, die ausgeschnittene Stutzenbodenscheibe oder die Späne aus dem
geschtLossenwandigen Behälter durch den Stutzen hindurch zu entfernen.
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Des weiteren bietet, wie aus Vorstehendem entnehmbar ist, die Erfindung
die Möglichkeit, den Stutzen an jeder Stelle eines aus einem Kunststoffschlauch
geblasenen Behälters anzubringen.
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Es bedarf nicht der Anordnung des Stutzens an einer der Verbindungs-
oder Verschlußnähte bei der Herstellnng-des Behälters aus einem Kunststoffschlauch.
Insofern ergibt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren auch ein völlig neuartiger
Gegenstand, z. B. ein ballenartiger Behälter mit spanlös hergestelltei, in das Behälterinnere
ragenden Gewindestutzen.