DE2946962C2 - Kartusche zur Aufnahme von Dichtmassen mit einem Endanschlag, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

a) die Hülse wird in einer ihr hinteres Ende umfassenden Muffe eines drehbaren, die Hülse koaxial umfassend abstützenden Werkzeuges eingesteckt, is

fa) ein in die Muffe ragendes Formwerkzeug mit mindestens einer schrägen Schneid- bzw. Formkante wird relativ zum Werkzeug axial derart verschoben, daß die Schneidkante in das Kunsts'offmaterial an dem hinteren Ende der Hülse emgedrijckt wird,

c) Werkzeug oder Hülse wird in ihrer Eingriffstellung gegeneinander derart verdreht, daß die Schneidkante eine geneigte Schrägfläche formt oder schneidet und dabei den Kunststoff an der Stirnseite der Hülse zu dem radial nach innen gerichteten Vorsprung umformt und

d) Werkzeug und rückwärtiges Ende der Hülse werden durch Bewegen in axialer Richtung voneinander getrennt jo

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Verdrehbewigung von Hülse oder Werkzeug weniger ais 363^s beträgt

3. Verfahren nach Anspruch ', dadurch gekenn· zeichnet daß die relative Drehung von Werkzeug und Hülse weniger als n/360" beträgt wobei π die Zahl der Anschlagsegmente bildenden Schneidkanten ist

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Werkzeuges mit mehreren Schneidkanten.

5. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß sie ein Werkzeug (20) mit einer das rückwärtige Ende der Hülse (11) umschließenden Muffe (23) aufweist in der ein formgebendes Werkzeug mit einer schräg in die Muffe (23) hineinragenden Kante (26) derart befestigt ist daß in der Eingriffstellung von Werkzeug (20) und Hülse (U) die Kante (26) an der Schrägfläche (16) des Endanschlags (18) anliegt wobei Hülse (11) und Werkzeug (20) gleichachsig angeordnet sind und die Muffe (23) dem rückwärtigen Ende der Hülse (11) zugewandt ist daß Mittel (41) zur axialen Verschiebung wahlweise von Werkzeug (20) oder Hülse (11) vorgesehen sind, um das Werkzeug und das rückwärtige Ende der Hülse in Eingriff zu bringen, wobei in dieser Stellung die Kante (26) in das Kunststoffmaterial des rückwärtigen Endes der 6c Hülse (11) einschneidet sowie Mittel (42) zum Verdrehen wahlweise von Werkzeug oder Hülse in ihrer Eingriffstellung derart, daß die Kante (26) an der Schrägfläche (16) entlang schneidet und am rückwärtigen Ende der Hülse (11) den Endanschlag (15) anformt und daß die Mittel (41) auch zum Trennen von Werkzeug (20) und Hülse (11) in axialer Richtung dienen.

6, Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung von Hülse (11) oder Werkzeug (20) weniger als 360° beträgt

7, Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer Schneidkanten ()

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrehung von Werkzeug (20) oder Hülse (U) weniger als n/360" beträgt worin η die Anzahl der mehrere am Umfang des hinteren Endes (12) der Hülse befindliche Segmente erzeugenden Kanten (26) ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Neigung der Kante (26) so gewählt ist daß die radial außen liegenden Teile der Kante vor den radial innen liegenden Teilen in das Material der Hülse (11) einschneiden.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Endanschlägen an einer aus Kunststoff bestehenden Kartusche zur Aufnahme einer Dichtmasse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Für die Aufnahme und Lagerung von Dichtmassen haben sich anstelle von Papier-Kartuschen nunmehr Kunststoff-Kartuschen mit Austreibvorrichtungen durchgesetzt Aus der DE-AS 1206 356 ist eine solche Kartusche in Form eines zylindrischen Behälters mit einer einschraubbaren Spindel und einem Kolben zum Ausstoßen des Inhalts durch eine stirnseitige öffnung bekanntgeworden. Das hintere der Äustrittsöffnung gegenüberliegende Ende des aus dünnem nachgiebigem Material bestehenden Zylindermantels ist über einen zwischen die konische, sich nach vorne erweiternde Außenfläche eines inneren Halteringes und den Zylindermantel eingelegten Spannring in eine Ringnut eines äußeren Halteringes eines die Spindelmutter aufnehmenden Deckels eingepreßt, wobei der innere Haltering und der äußere Haltering durch Gewinde lösbar miteinander verbunden sind.

Da eine solche Ausbildung sehr aufwendig ist kann die Spindel mit der sie führenden Mutter vor dem Wegwerfen der geleerten Kartusche zwecks Wiederverwendung herausgenommen werden. Da in der Regel eine vollständige Leerung der Kartusche nicht erreicht wird, kommt hierbei Dichtmasse frei, was zu Verschmutzungen und insbesondere zu Materialvergeudungen führt Da ferner solche Dichtmassen einen besonders hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen und bei Lagerung zur Entwicklung und Abgabe von Gasen neigen, führt dies, falls nicht eine ausreichende Sicherung vorhanden ist zum Herausdrücken des Kolbens nach hinten über den Rand der Kartusche hinaus oder aber zum Aufreißen des Zylindermantels der Kartusche.

Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an wohlfeilen, einfach herzustellenden und handzuhabenden betriebssicheren Kartuschen dieser Art.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur besonders einfachen Herstellung von betriebssicheren Endanschlägen für einen innerhalb der Kartusche vor dem Endanschlag befindlichen Kolben sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, wobei Verfahren und Vorrichtung derart auszubilden sind, daß alle Anforderungen an

einen sis Wegwerfkanusebe ausgebildeten Massenartikel hinsichtlich Funktionszuverlässigkeit und Herstellungskosten erfüllt sind

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst,

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Endanschläge können beim Einführen des Kolbens nach der Füllung der Kartusche mit Dichtmasse leicht überfahren werden, verhindern aber mit Sicherheit, daß der einmal eingeführte Kolben über das rückwärtige Ende der Kartusche hinaus ausgefahren werden kann. Da keine über ein Gewinde verriegelte Klemmverbindung zwischen Kolben und Zylindermantelfläche mehr vorhanden ist, können während der Lagerung der Kartusche aus der Dichtmasse austretende Gase entweichen. Die Herstellung der erfindungsgemäßen Anschläge aus dem Material der Hülse ist verblüffend einfach.

Die Herstellung der Endanschläge erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 5.

Eine solche Vorrichtung läßt sich mit geringen Kosten herstellen, arbeitet mit hoher Geschwindigkeit und ermöglicht die Ausbildung der Endanschläge in der gewünschten Form mit geringen Kosten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zwar ist es aus der US-PS 23 10 158 bekannt, mit Hilfe von rechtwinklig zueinander angeordneter Rollen durch Formdrücken am Ende eines zylindrischen Körpers einen radial nach außen gerichteten Befestigungsflansch zu erzeugen. Mit Hilfe solcher Rollen gelingt es jedoch nicht, radial nach innen gerichtete Anschläge zu erzeugen.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Kartusche zur Aufnahme von Dichtmassen mit einem erfindungsgemäßen End- oder Sicherungsanschlag,

F i g. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch einen Teil einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung des Endanschlages während ihres Eingriffs in das rückwärtige Ende der Kartusche,

Fig.3 eiße Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig.4 eine teilweise schematische Stirnansicht auf die Rückseite einer Kartusche mit Endanschlag,

Fig.5 bis 7 sind jeweils eine Draufsicht, eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer Form- oder Schneidkante an der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach F i g. 2 und

Fig.8 eine teilweise schematische Seitenansicht einer Anordnung für den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

F i g. 1 zeigt eine der Aufnahme von Dichtmassen dienende Kartusche 10, die einen eine Hülse bildenden Kunststoffzylinder 11 aufweist, der an seinem rückwärtigen Ende 12 einen angeformten Endanschlag 15 aufweist, durch den verhindert Werden soll, daß ein nicht dargestellter Kolben aus der Kartusche 10 unter dem Druck des Inhalts in der Kartusche nach hinten austritt Der Endanschlag 15 ist im Querschnitt im wesentlichen dreieckförmig und weist eine schräge, von der äußeren Zylindermantelfläche radial nach innen abfallende Schrägfläche 16 auf, so da? eine Gleitfläche gebildet ist, über die der genannte Kolben nach dem Füllen der Kartusche und damit über den Endanschlag 15 frei gleiten kann. Auf der abgewandten Seite weist der SicherungsanschJag 15 eine Kante 18 auf, die von der inneren Mantelfläche 19 der Kartusche IO radial nach innen vorsteht und den Kolben gegen seine Bewegung nach rückwärts aus der Kartusche heraus verhindert Der Endanschlag kann sich übsr 360° am rückwärtigen Ende 12 erstrecken, doch wird bevorzugt, ihn jeweils nur in Form von gleichmäßig über den Umfang verteilten Segmenten vorzusehen, wie später beschrieben ist

Die im Querschnitt dreieckfönnige Ausbildung des Endanschlages 15 ermöglicht ein leichtes Einsetzen des Kolbens sowie die Ausbildung einer vorspringenden Kante 18, so daß ein im Zylinder 11 befindlicher Kolben gegen sein Ausfahren über das rückwärtige Ende 12 hinaus durch die Kante 18 gesichert ist Wenn der Endanschlag 15 aus mehreren Segmenten besteht, die in gleichmäßigen Abständen am Umfang des Endes 12 angeordnet sind, läßt sich der Kolben sehr leicht einsetzen, da der Zylinder 11 etwas def&rmierbar ist, und der Kolben diese Anschläge beim Einsetzen und Oberfahren der schrägen Kante 16 radial nach außen drückt Die Sicherung des Kolbens gegen ein Ausfahren ist bei solchen Segmenten in gleicher Weise gewährleistet wie bei einem über 360° sich erstreckenden Endanschlag. Darüber hinaus lassen sich einzelne Segmente sehr leicht durch Drehung eines Werkzeuges über wenige Umfangsgrade herstellen, wie nachstehend im einzelnen beschrieben wird.

Der Endanschlag 15 wird nämlich mit einem insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Werkzeug angeformt, das gegen das hintere Ende 12 des Zylinders 11 gepreßt und in bezug auf diesen gedreht wird, vorzugsweise, wenn der Zylinder selbst Raumtemperatur hat In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das Werkzeug 20 aus einem Schaft 21 und einen im wesentlichen napfförmigen Körper 22 mit einem erweiterten, eine Muffe bildenden Teil 23, das paßgenau an der Außenmantelfläche 17 des zu bearbeitenden Zylinders 11 anliegt Das hintere Ende 12 des Zylinders 11 liegt fest am Boden 24 der Muffe 23 an, sobald Werkzeug und Zylinder für den Formvorgang des Endanschlags 15 in Eingriff gebracht worden sind.

Ein Formwerkzeug 25 mit einer Formkante 26 ist in einer Bohrung 27 im Werkzeugkörper 22 durch Stellschrauben 28 in einer solchen Lage gehalten, daß die Kante 26 schräg in die Muffe 23 hineinragt und somit im Endzustand an der Schrägfläche 16 des Endanschlages 15 in der Arbeitsstellung von Werkzeug 20 und Zylinder 11 anliegt

Anstelle eines einzigen Formwerkzeuges 25 können auch mehrere solcher Formwerkzeuge vorgesehen we/den, so daß je nach Zahl der Formkanten 26 eine entsprechende Anzahl von Endanschlägen bildende Segmente angeformt werden können, wie insbesondere aus F i g. 4 hervorgeht Die günstigste Zahl liegt bei drei oder vier Formwerkzeugen 25, während weniger oder mehr unzweckmäßig sind.

Die von jeder Formkante 26 gebildeten Segmente können - wie bereits erwähnt - zusammen einen über 360° verlaufenden Endanschlag bilden, cder die Formkanten 26 werden über einen kleinen Winkel verdreht, so daß im gleichen Winkelabstand voneinander liegenden Segm°nte am hinteren Ende 12 des Zylinders 11 gebildet werden.

Das Formwerkzeug 25 ist leicht durch Schleifen eines

zylindrischen Stabes in die in den F i g. 5 bis 7 dargestellte Form herstellbar. Wie dort zu sehen ist, stoßen zwei schräge Flächen 30 und 31 zu der Formkante 26 spitz aneinander, die derart geneigt ist, daß ein radial innen liegender, an der Spitze liegender > Punkt 32 und ein radial außen liegender, auf den Stab bezogen tieferen Punkt 33 im Bereich einer zur Aufnahme der Stellschrauben 28 abgeflachten Flache 34 am Stab gebildet ist.

Wie aus den F i g. 3 und 5 deutlich entnehmbar ist, ist in die Kante 26 in bezug auf die Abflachung 34 von der Normalen leicht abweichend, so daß die Kante 26 mit dem Radius des Werkzeugs 20 einen Winkel B gemäß Fig.3 einschließt. Die beste Wirkung wird erreicht, wenn der Winkel B etwa 10° beträgt, doch sind auch kleinere oder größere Winkel denkbar. Als Folge der Neigung der Kante 26 gegenüber dem Radius des Werkzeugs um den Winkel B greifen die radial außen liegenden Teile Her Kante 26 beim Durchgang durch das Plastikmaterial an dem Ende 12 des Zylinders 11 bei Verdrehung des Werkzeuges 20 in Richtung des Pfeiles in F i g. 3 eher an als die radial innen liegenden Teile. Auf diese Weise schält sich die Kante 26 durch die Plastikmasse und drückt diese radial nach innen, und zwar entlang der Kante 26. Auf diese Weise wird bei >5 Verdrehung des Werkzeuges 20 am Umfang des Endes 12 der Endanschlag 15 durchgehend und sauber in der gewünschten dreieckförmigen Querschnittsform mit geneigter Fläche 16 und einer vorspringenden Kante 18 angeformt. jo

Die Abschrägung der Formkante 26, durch die die radial nach innen gerichtete Schrägfläche 16 des Endanschlags 15 gebildet wird, ist in F i g. 2 durch den Winkel A wiedergegeben, der vorzugsweise 35° zu einer die Zylinder- und Werkzeugachse senkrecht schneidenden Ebene beträgt, wobei allerdings kleinere und größere Winkel ebenfalls die gewünschte Funktion erfüllen. Der äußerste, innen liegende Punkt 32 der Formkante 26 reicht vorzugsweise über die innenliegende Kante des im Querschnitt dreieckförmigen An-Schlags 15 hinaus, wie aus Fig.2 hervorgeht, während das außenliegende Ende 33 der Formkante 26 vorzugsweise radial über die Außenmantelfläche 17 des Zylinders 11 und axial über das Ende 12 hinausreicht. Hierdurch wird erreicht, daß die Formkante 26 mit beiden Enden linear auf jeder Seite der geneigten Schrägfläche 16 des Sicherungsanschlages 15 übersteht, so daß die Schrägfläche 16 sich bei Verdrehung des Werkzeuges 20 in bezug auf den Zylinder 11 glatt ausbilden kann. Die Formkante 26 reicht ebenfalls bis dicht an die Außeⁿmantelfläche 17 des Zylindermantels 11 heran, so daß sie schräg durch das Ende 12 wirkt und das Kunststoffmaterial radial nach innen ausdrückt, wenn die Formkante 26 gegenüber dem Ende 12 verdreht wird.

Zu Beginn des Formvorganges, wenn Werkzeug 20 und Zylinder 11 der Kartusche axial ausgerichtet in Eingriff stehen, schneidet die Kante 26 schräg in das hintere Ende 12 ein. Wird dann das Werkzeug 20 in bezug auf den Zylinder 11 verdreht, so wirkt jede der bo Kanten 26 am Umfang entlang auf das Ende 12 ein und drückt den Werkstoff an diesen Stellen radial nach innen. Hierdurch werden an das Ende 12 des Zylinders dreieckförmige Endanschläge 15 geformt, wie aus den Fig.2 und 4 am deutlichsten hervorgeht Die bi Verdrehung des Werkzeuges erfolgt vorzugsweise nur, wenn Werkzeug 20 und Zylinder U fest im Eingriff miteinander stehen, wobei das Ende 12 mit seiner Stirnseite am Boden 24 der Muffe 23 des Werkzeuges aufsitzt. Mit dem Formvorgang, bei dem entweder das Werkzeug oder das Werkstück, also der Zylinder 11, gedreht bzw. axial verschoben werden können, damit die exakte Zuordnung von Werkzeug und Werkstück erhalten wird, werden die Anschlagsegmente in der gewünschten Länge und im gewünschte^ Wlhkelabstand hergestellt. Wenn die Anzahl der Formkanten — η ist, dann entsteht bei einer Verdrehung des Werkzeuges oder Werkstücks von n/360° ein über den gesamten Umfang des Zylinders reichender Sicherungsanschlag, während eine Verdrehung um einen Winkel kleiner n/360" im Winkelabstand voneinander liegende Endanschläge ergibt, wie aus F i g. 4 hervorgeht.

Der gesamte Formvorgang erfolgt zweckmäßigerweise nach dem in F i g. 8 angegebenen Schema, wo die axiale Zuordnung von Zylinder 11 zum Werkzeug 20 über Spannstücke 40 gesichert ist. Ein Luftzylinder 41 bewegt das Werkzeug 20 in axialer Richtung gegen die Stirnseite des Endes 12 des Zylinders 11, während ein weiterer Luftzylinder 42 mit seinem Arbeitsglied in den Luftzylinder 41 eingreift, um diesen samt dem Werkzeug 20 in bezug auf den Zylinder 11 zu drehen. Antrieb und Bewegungsübertragung können selbstverständlich auch in anderer geeigneter Weise erfolgen.

Die ürfindungsgemäße Lösung zur Bildung des Endanschlages 15 wurde erst aufgrund vieler fehlgeschlagener Versuche gefunden. Diese Versuche gingen dahin, das Ende 12 durch Verwendung eines durchgehenden flachen Werkzeuges, das gegen die Stirnseite des Endes 12 gedrückt wird, in einen sichernden Endanschlag umzuformen, wobei Formstifte und Rollen in geneigter Anordnung an der Innenmantelfläche des Endes 12 entlangbewegt wurden, bzw. Stifte, die an dem Ende 12 angriffen. Über diese wurden ein Werkzeug senkrecht zur Zylinderlängsachse bewegt. Die Verwendung von abgerundeten und flachen, am Ende 12 des Zylinders angreifenden Form- oder Schneidflächen erwies sich als Fehlschlag, unabhängig davon, aus welcher Lage der Formvorgang erfolgte.

Die Anordnung der Schneidkante 26, die sich durch das Kunststoffmaterial zur Bildung des Endanschlages einschält bzw. schneidet, stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bisherigen Fertigungsmethoden dar und ermöglicht die Bildung eines glatten, sauberen, gleichmäßigen und sicher wirkenden Anschlags. Darüber hinaus können mit solchen Form- oder Schneidkanten Kunststoffe bei Raumtemperatur einwandfrei bearbeitet werden, so daß keine Oxydationsprc' lerne auftreten und sich der Kunststoff am Werkzeug nicht ab- oder festsetzen kann, was bei höheren Temperaturen leicht der Fall ist Darüber hinaus arbeiten derartige Form- oder Schneidkanten 26 schnell mit verhältnismäßig geringem Arbeitsdruck, so daß die für den Formvorgang benötigten Werkzeuge nicht aufwendig sind, und außerdem die Gefahr von Beschädigungen an deren Teilen vermieden ist Außerdem sind die Schneidkanten verschleißfest können geschärft und genau eingestellt werden. Der Herstellungsvorgang kann mit hoher Geschwindigkeit ablaufen, wobei pro Kartusche nur geringe Kosten anfallen. Die in dieser Weise geformten Endanschläge sind im Aussehen und in ihrer Funktion einwandfrei.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspröehe:

   J, Verfahren zur Herstellung mindestens eines radial nach innen gerichteten Endanschlags an der Hinterkante einer an einer zylindarförmigen Hülse aus Kunststoff bestehenden Kartusche zur Aufnahme einer Dichtmasse, die mit Hilfe eines innerhalb der Kartusche vor dem Endanschlag befindlichen Kolben ausgetrieben werden kann, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: