DE3341228A1 - Formwerkzeug fuer einen behaelter-kopfteil aus kunststoff - Google Patents

Formwerkzeug fuer einen behaelter-kopfteil aus kunststoff

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DE3341228A1 DE19833341228 DE3341228A DE3341228A1 DE 3341228 A1 DE3341228 A1 DE 3341228A1 DE 19833341228 DE19833341228 DE 19833341228 DE 3341228 A DE3341228 A DE 3341228A DE 3341228 A1 DE3341228 A1 DE 3341228A1
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Description

EUROPEAN PATENTATTORNEYS
-3-
MANlTZ, FINSTERWALD & ROTERMUND
Karl Mägerle
Im vorderen Erb 1 8700 Küsnacht/Schweiz DEUTSCHE PA1FNTANWÄLTE
DR. GERHART MANITZ ■ DiPL -PHYS.
MANFRED FINSTERWALD · DiPL -ing , dipl -wirtsch HANNS-JÖRG ROTERMUND · dipl-phys.
DR. HELIANE HEYN ■ DlPL-CHEM.
WERNER GRÄMKOW · Dipl.-ING. (1939-1982)
BRITISH CHARTERED PATENT AGENT
JAMES G. MORGAN ■ B. SC. (PHYS.). d.m.s.
ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENT. REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFK MANDATAIRES AGREES PRES L'OFFICE EUROPEEN DES BF
8000 MÜNCHEN 22 · ROBERT-KOCH-STRASSE 1 TELEFON (089) 224211 · TELEX 05-29672 PATMI TELEGRAMME INDUSTRIEPATENT MÜNCHEN
München, den
P/Sp-M 3551
Formwerkzeug für einen Behälter-Kopfteil aus Kunststoff
MANlTZ · FINSTERWALD · HEYN · MORGAN · 8000 MÜNCHEN 22 ROBFHT KOCH-STRASSE 1 · TEL. (089) 224211 ■ TELEX 05-29672 PATMF HANNS-JÖRG ROTERMUND ■ 7000 STUTTGART 50 (BAD CANNSfATT) · SEELBERGSTR. 23/25 · TEL. (0711) 5672 61
Χ/ΠΙ WCOAMU-PM AK
BAD ORfGlNlAl
I ILO
Formwerkzeug für einen Behälter-Kopf.teil aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verpackungstuben, deren Kopfteil in der eingangs genannten Art rausgestaltet sind, sind bekannt. Dabei ist der Tubenhals als vorgefertigter Teil so in den Tubenkopf eingepresst, dass er in den Tubenkörper hineinragt.Die Nebenzugänge stehen ebenso wie der Halskanal mit dem Innenraum der Tube in Verbindung und dienen zur Ausbildung eines Stranges, der an seiner Oberfläche parallel verlaufende Streifen aufweist. Sofern das Füllgut in der Nachbarschaft der Nebenzugänge eine vom übrigen Füllgut abweichende Farbe hat, können diese Streifen farbig sein.
Da die Nebenzugänge des Tubenhalses äussere Hinterschneidungen bilden, weisen die bekannten Formwerkzeuge, neben einem den Halskanal bildenden inneren Teil einen mehrteiligen äusseren Teil, z.B. mit radial beweglichen Backen auf, um beim Entformen des gespritzen Tubenhalses die Hinterschneidungen freizugeben.
Von den Gestehungskosten solcher Werkzeuge abgesehen, ist der Aufwand für deren Betätigung beträchtlich. Hinzu kommt, dass diese infolge vergleichsweise rascher Abnutzung der Backenteile eine kurze Lebensdauer haben. Die Herstellung solcher Halsteile ist deshalb teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb ein Formwerkzeug für die Herstellung von Kopfteilen zu schaffen, welches ohne radial bewegte Teile auskommt.
D ft -
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss mit den im Anspruch lvgekennzeichneten Massnahmen.
Da die Nebenzugänge in den Halskanal dort eintstehen, wo der erste Abschnitt des Stiftes spielfrei mit der Hülsenbohrung zusammenwirkt, nämlich in den zwischen den Nuten befindlichen ümf angsbereichen dieses Abschnittes und da diese ümfangsbereiche über die ganze Eindringtiefe des ersten Abschnittes verlaufende Rippen bilden, entfallen sowohl äussere wie innere Hinterschneidungen. Das Formwerkzeug lässt sich somit allein durch axiale Relativbewegung von Hülse und Stift öffnen und schliessen, wobei auch der hergestellte Kopfteil in axialer Richtung entformt werden kann.
Das erfindungsgemässe Werkzeug lässt sich sowohl für die Herstellung der Halsteile im Spritzverfahren wie auch für jene im 'Pressverfahren anwenden.
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Werkzeuges sitzt das Ende des weiteren Abschnittes des Stiftes in einer von der Hülsenbohrung gebildeten Führung. Hierdurch werden die im ersten Abschnitt zwischen den Nuten gebildeten Rippen, insbesondere beim Oeffnen und
Schliessen des Werkzeuges entlastet und deren Abnützung durc/) Reibung vermindert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der erste Abschnitt des Stiftes konisch ist und in einen Teil der Hülsenbohrung von gleicher Konizität eingreift. Damit kann sichergestellt werden, dass die Nebenzugänge auch dann noch vollständig ausgeformt werden, wenn der erste Abschnitt an dessen Rippen eine Abnützung erfahren hat. Entsprechend der Abnützung kann der Stift tiefer in die Hülse eindringen bis das entstandene Spiel zwischen dessen erstem Abschnitt und dem entsprechen-
COPV
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den Teil der Hülsenbohrung aufgehoben ist. Wenn dabei in bevorzugter Weise der Stift sich mit dem Ende des weiteren Abschnittes in der Hülse axial abstützt, um den Schliessdruck des Werkzeuges abzufangen und ein Einstauchen der Rippen zu verhindern, so lässt sich durch Nachbearbeitung dieses Endes das tiefere Eindringen ermöglichen.
Zweckmässigerweise ist das Ende des weiteren Abschnittes des Stiftes durch einen zylindrischen Zapfen und die Führung durch einen zylindrischen Teil der Hülsenbohrung gebildet, wobei die Eindringtiefe des Zapfens in den zylindrischen Bohrungsteil grosser ist als die Eindringtiefe des ersten Abschnittes in die Hülsenbohrung. Damit stützt und zentriert der Zapfen den Stiftteil in bezug auf die Hülsenbohrung beim Schliessen des Werkzeuges noch bevor der erste Abschnitt in die Hülsenbohrung eindringt.
Ein entscheidender Vorteil des erfindungsgemässen Werkzeuges besteht darin, dass es eine wesentlich rationellere Herstellung von Behälterköpfen, bzw. Behältern gestattet, deren Hals in der vorerwähnten Weise ausgebildet ist und es entspricht einem weiteren Erfindungsgedanken, dass der Behälterkopf einstückig hergestellt, d.h. der Halskanal im gleichen Formvorgang wie der Kopf selbst gebildet wird.
Dementsprechend können nach diesen weiteren Erfindungsgedanken die Hülse und der Stift Teile eines Formwerkzeuges bilden, das z.B. den ganzen Tubenkopf, einschliesslich Halsteil, formt; entweder als vorgefertigter Teil der Tube oder unter gleichzeitiger Verbindung mit einem vorgefertigten Tubenkörper oder -rohr zu einer fertigen Verpackungstube .
Diese Verpackungstube ist für die Erzeugung eines gemeinsamen Produktenstranges aus Füllgut, das sich einerseits im Bereich des Tubenrohrs und anderseits im Bereich der
BAD ORIGINAL .
Nebenzugänge befindet und das sich z.B. durch Farbe und/ oder Aromatisierungsgrad oder -art unterscheidet, geeignet, gleichgültig ob die Aromaunterschiede produktions- oder lagerungsbedingt sind.
Das erfindungsgemässe Formwerkzeug ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Figur 1 einen Axialschnitt durch das Formwerkzeug nach dem Ausführungsbeispiel
Figur 2 einen vergrössert dargestellten Ausschnitt aus Figur 1.
In Fig. 1 ist mit 1 allgemein eine Matrize und mit 2 allgemein ein Stempel eines Formwerkzeuges bezeichnet. Das Formwerkzeug dient der Herstellung eines Tubenkopfes 4 aus Kunststoff unter gleichzeitiger Verbindung desselben mit einem vorgefertigten Tubenrohr 5. Das Tubenrohr 5 besteht dabei entweder ganz aus Kunststoff oder einem Kunststoff schichten aufweisendem Verbindungsmaterial, das z.B. eine metallische Zwischenschicht enthält.
Die Matrize 1 ist aus einem Schulterteil 6 und einem Gewindeteil 7 aufgebaut, wobei die Gewindeteile in einer Büchse 8 drehbar gelagert und über nicht dargestellte Mittel antreibbar sind; das Schulterteil 6 ist an der Büchse starr befestigt.
Durch den Gewindeteil 7 der Matrize 1 erstreckt sich koaxial zu diesem ein Stift 9, der in einem Lagereinsatz 10 verschiebbar geführt ist und einen in der Büchse 8 angeordneten Kopf 11 aufweist. Eine Druckfeder 12, die in einer an der Büchse 8 angebrachten Schraubkappe 13 abgestützt ist, greift am Kopf 11 an und wirkt einer Verschiebung des Stiftes 9 nach abwärts entgegen.
Die Büchse 8 ist in einem nur andeutungsweise dargestellten Drehtisch 14 eingesetzt, der um eine nicht dargestellte vertikale Achse schrittweise bewegbar ist. Der Drehtisch 14 bildet Teil einer Maschine zur Herstellung von Tuben, die eine Mehrzahl von Stationen aufweist. An jener Station der Maschine,an welcher das Formwerkzeug geschlossen wird, nachdem in dieses Kunststoff zur Erzeugung des Tuben-
kopfes eingebracht wurde, ist am Gestell der Maschine, das bei 15 angedeutet ist, eine Zylinder-Kolben-Einheit 16 angebracht. Eine Kolbenstange 17 der Einheit 16 wirkt bei deren Betätigung mit einem Stössel 18 zusammen, der am Kopf 11 des Stiftes 9 starr befestigt ist, um den letztere in der dargestellten Lage zu halten. In Fig. 1 ist die z.B. pneumatisch betätigbare Einheit bzw. deren Kolbenstange in der Ruhelage dargestellt, in welcher diese den am Kopf 11 befestigten Stössel 18 für die Drehung des Drehtisches 14 freigegeben hat.
Der Stempel 2, welcher das Tubenrohr 5 trägt, umfasst einen in bekannter, hier nicht dargestellter Weise beweglich mit dem Drehtisch 14 verbundenen zylindrischen Dorn 20 sowie eine an dessen freiem Ende angebrachte Patrize die mit der Matrize 1 zusammenwirkt. Die Anordnung des Dornes 20, bzw. des Stempels 2 kann so gewählt sein, dass die Patrize 19 der Matrize 1 beim Umlauf des Drehtisches 14 ständig zugeordnet bleibt, z.B. in der in der DE-OS 30 23 415 dargestellten Weise. Die Patrize 19 dringt zusammen mit dem Tubenrohr 5 in den Schulterteil 6 der Matrize 1 ein und begrenzt mit der letzteren einen Formhohlraum 21, der mit thermoplastischem Kunststoff gefüllt ist. Beim Schliessen des Formhohlraumes 21 durch axiale Bewegung des Stempels 2 in Richtung der Matrize wird dabei der Kunststoff zu dem dargestellten Tuben-Kopfteil 4 geformt und gleichzeitig mit dem Tubenrohr 5 vermittels der im Kunststoff enthaltenen Wärme verschweisst. Das Einbringen des Kunststoffes in den Formhohlraum kann erfolgen während der Stempel 2 aus der unmittelbaren Nachbarschaft der Matrize entfernt ist, z.B. in der, in der vorerwähnten DE-OS 30 23 415 erläuterten Art und Weise.
In Uebereinstimmung mit der Erfindung ist nun eine Hülse vorgesehen,die im dargestellten „Ausführungsbeispiel durch die Patrize 19 gebildet ist. Die Hülse könnte aber, wenn
COPV
AO
nicht der ganze Tubenkopf hergestellt werden soll von der Patrize unabhängig sein. Beim Herstellen eines einstückigen Tubenkopfes wäre es aber auch möglich, die Patrize aus zwei (oder mehr) Teilen zu bilden, wobei die die Hülse einen radial inneren Körper der Patrize bildet.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Patrize 19 eine Bohrung 22 auf. Wie aus Fig. 2 näher ersichtlich ist, besitzt die Bohrung einen konischen Teil 23 sowie einen zylindrischen Teil 24 mit reduziertem Durchmesser. Der Stift 9 der sich durch den Formhohlraum 21 hindurch erstreckt, ragt mit einem ersten konischen Abschnitt 25 in den Teil 23 sowie mit einem zylindrischen Abschnitt 26 am freien Ende in den Teil 24. Dabei sitzt die Stirnfläche 27 des Stiftes 9 auf dem Boden 28 der Bohrung 22 auf, während der Abschnitt 25,dessen Konizität geringfügig kleiner als jene des Teiles 23 ist, spielfrei mit diesem Bohrungsteil zusammenwirkt. Die auf den Stift 9 in axialer Richtung ausgeübte Kraft wird jedoch am Boden 28 abgefangen.
Zwischen dem ersten konischen Abschnitt 25 und dem zylindrischen Abschnitt 26 weist der Stift 9 einen weiteren ebenfalls konischen Abschnitt 29 auf und bildet mit dem Teil 23 der Bohrung einen Hohlraum 30. Im ersten konischen Abschnitt 25 besitzt der Stift 9 mehrere über den Umfang gleichmässig verteilt angeordnete Nuten 31 die axial verlaufen und den Hohlraum 30 mit dem Formhohlraum 21 verbinden. Dementsprechend kann beim vollständigen Schliessen des Formwerkzeuges Kunststoff aus dem sich verkleinernden Formhohlraum 21 über die Nuten 31 auch in den Hohlraum 30 eindringen und sowohl diesen, wie auch die Nuten ausfüllen.
Beim Schliessvorgang des Formwerkzeuges, welcher eingeleitet wird, nachdem eine dosierte Menge von Kunststoff
ORIGfNAL
z.B. in Form eines Ringes in die Matrize 1 eingebracht wurde, dringt der Stift 9-infolge Axialbewegung des Stempels 2 gegen die Matrize 1 - in die Bohrung 22 ein. Dabei kommt zuerst der zylindrische Abschnitt 26 in Eingriff mit dem zylindrischen Teil 24, da die Eindringtiefe dieses Abschnittes in den Teil 24 grosser ist als jene des ersten Abschnittes 25 in den Teil 23 der Bohrung 22. Durch diesen Eingriff wird der Stift 9 in der Bohrung 22 zentriert. Kommt schliesslich die Stirnfläche 27 zur Anlage am Boden 28 der Bohrung, während gleichzeitig der erste Abschnitt 25 die in Eingriff bzw. Berührung mit dem Teil 23 der Bohrung gelangt, so ist von den zwischen den Nuten 31 vorhandenen Flächen dieses Abschnittes nur eine geringfügige Belastung aufzunehmen. Die Spielfreiheit des Eingriffes zwischen Abschnitt 25 und Teil 23 kann deshalb übei eine grosse Anzahl von Schliessvorgängen des Formwerkzeuges aufrechterhalten werden.
Da die vorgespannte Druckfeder 12 den Stift 9 normalerweise in einer Lage hält,in welcher der Kopf 11 am Lagereinsatz 10 ansteht, trifft dieser Stift mit seiner Stirnfläche 27 auf den Boden 28 der Bohrung 22 auf, bevor die Patrize 19 in den Schulterteil 6 eindringt. Bewegt sich der Stempel 2
bei der Schliessbewegung weiter in Richtung der Matrize 1, so verschiebt sich der Stift 9 entgegen der Wirkung der Feder 12. Die in den Schulterteil 6 eindringende Patrize 19 beginnt nun den in diesen eingebrachten Kunststoff durch Verdrängung zu verteilen und zwar einerseits in den Gewindeteil 7. Andererseits fliesst verdrängter Kunststoff im Schulterteil an das, die Patrize überragende Ende des Tubenrohres 5, um sich mit diesem zu verbinden. Schliesslich dringt verdrängter Kunststoff auch in die Nuten 31 bzw. den Hohlraum 30. Um den im'Kunststoff durch die Verringerung des Volumens des Formhohlraumes sich rasch aufbauenden Druck an einer Verschiebung des Stiftes 9 entgegen der Wirkung der Feder 12 zu hindern, wirkt auf den letzten
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Teil des Schliessweges des Stempels 2 der Kolbenstange 17 über den Stössel 18 dieser Verschiebung entgegen. Die Zylinder-Kolbeneinheit L4t*iaWe<* d-iesem Zwecke nach An kunft des dargestellten Formwerkzeuges an der entsprechenden Station betätigt worden, um die Kolbenstange 17 Yj_'. ' ■ unter Druck in eine obere Endlage zu verfahren. Die an der Kolbenstange 17 wirksame Sperrkraft ist zwar geringer als die Schliesskraft des Stempels 2. Der Stempel 2 kann deshalb die dargestellte Schliesslage dadurch erreichen, dass der Stift 9 über den Stössel 18 die Kolbenstange um ein geringes Mass nach abwärts bewegt. Anderseits ist aber die Sperrkraft genügend gross, um eine Verschiebung des Stiftes 9 unter den im Formhohlraum entwickelten Druck des Kunststoffes zu verhindern.
Im dargestellten Zustand des Formwerkzeuges hat dieses aus dem in plastifiziertem Zustand in den Formhohlraum 21 eingebrachten Kunststoff einen an das Tubenrohr 5 angeschweissten Tubenkopf 4 gebildet.Dieser Tubenkopf umfasst nicht nur die Verbindung mit dem Tubenrohr herstellenden kegelstumpfförmigen Schulterteil, sondern auch einen Gewindehals 32 und eine in das Innere der Tube ragende Schürze 33. Dabei begrenzen Gewindehals 32 und Schürze 33 zusammen einen axial durchgehenden Halskanal 34, der einerseits über eine Mündung 35 mit dem Inneren der Tube verbunden ist. Anderseits ist das Innere der Tube über seitliche Nebenzugänge 36 mit dem Halskanal verbunden. Diese Nebenzugänge werden durch den Abschnitt 25 an dessen Umfang verteilt, entsprechend den Zwischenräumen zwischen den Nuten 31 gebildet und zwar in jenem Axialbereich der spielfrei mit dem Teil 23 der Bohrung 22 zusammenwirkt. Entsprechend den Nuten 31 im Abschnitt 25 bilden sich im Halskanal 34 radial einwärts ragende Rippen 37 ab, die sich bis in die Nachbarschaft der Austrittsöffnung 38 des HaIskanales 34 erstrecken. Die Entformung des hergestellten und
mit dem Tubenrohr verbundenen Tubenkopfes 4 erfolgt durch Rückzug des Stempels 2 unter Drehung des Gewindeteiles 7 der Matrize so, dass der Gewindehals 32 herausgeschraubt wird.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    Formwerkzeug für einen Behälter-Kopfteil aus Kunststoff der einen durchgehenden axialen Halskanal und in diesen einmündende seitliche Nebenzugänge aufweist, mit einem äusseren Werkzeugteil und einem in diesen eindringenden axial beweglichen inneren Werkzeugteil, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere Werkzeugteil eine im Umfangsrichtung ungeteilte Hülse (19) und der einstückige innere Werkzeugteil einen Stift (9) mit einem die Hülsenbohrung (22) spielfrei eindringenden ersten Abschnitt (25) aufweist, der in Längsrichtung verlaufende Nuten (31) besitzt sowie einen weiteren Abschnitt (26) mit einem gegenüber dem ersten Abschnitt und der Hülsenbohrung verjüngten Querschnitt.
  2. 2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des weiteren Abschnittes (26) des Stiftes (9) in einer von der Hülsenbohrung (22) gebildeten Führung (24) sitzt.
  3. 3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (25) des Stiftes (9) konisch ist und in einen Teil (23) der Hülsenbohrung von gleich« oder grösserer Konizität einqreift, wobei der Stift sich mit dem Ende (27) des weiteren Abschnittes (26) in der Hülse (19) axial abstützt.
  4. 4. Formwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Abschnitt (26) des Stiftes (9) durch einen zylindrischen Zapfen und die Führung durch einen zylindrischen Teil (24) der Hülsenbohrung (22) gebildet ist und dass die Eindringtiefe des Zapfens in den zylindrischen Bohrungsteil grosser ist als die Eindringtiefe des ersten Abschnittes (25) in die Hülsenbohrung.
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  5. 5. Formwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (9) in einer Matrize (1) sitzt und die Hülse eine Patrize (19) bildet, wobei die Matrize und Patrize gemeinsam einen Formhohlraum (21) begrenzen, durch welchen sich der Stift erstreckt und welcher mit einem zwischen Hülse und Stift gebildeten Hohlraum (30) in Verbindung steht.
  6. 6. Formwerkzeug nach Anspruch 5 zur Herstellung von Verpackungstuben, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrize
    (19) durch den Endteil eines Stempels (2) gebildet ist, auf welchen Tubenrohre (5) aufsteckbar sind.
  7. 7. Formwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (9) in der Matrize (1) entgegen der Wirkung einer Feder (12) verschiebbar angeordnet ist.
    BAD ORIGINAL
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