DE69125670T2

DE69125670T2 - Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE69125670T2
Application number: DE69125670T
Authority: DE
Inventors: George Henry Holoubek; John Joseph Rhoades
Original assignee: Courtaulds Packaging Inc
Current assignee: Courtaulds Packaging Inc
Priority date: 1990-09-12
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1997-08-07
Anticipated expiration: 2011-08-20
Also published as: GR3023649T3; ZA916244B; DE69125670D1; EP0475126A3; JPH05131560A; DK0475126T3; NO309313B1; NO913577L; NO913577D0; ATE151689T1; ES2100910T3; EP0475126A2; BR9103919A; EP0475126B1; US5069856A; JP2922029B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nur aus einer extrudierten thermoplastischen Hülse und ohne Verwendung irgendeines zusätzlichen thermoplastischen Materials.
Als Spritzrohre ausgebildete Rohre aus thermoplastischem Kunststoff werden beim Verpacken von Kosmetika, Zahnpasta, Shampoos und dergleichen umfangreich verwendet. Diese Rqhre werden als rohrförmige Elemente mit einer offenen Seite an einem ersten Ende und einem mit einem Gewinde versehenen oder einem anderen, einen Verschluß zulassenden Ende an dem zweiten Ende ausgebildet, wobei ein Verschluß verwendet wird, um das zweite Ende des Rohrs abzudichten, während der Inhalt des Rohrs durch das erste Ende in das Rohr gefüllt wird. Nach dem Befüllen wird das erste Ende des Rohrs z.B. durch Heißverkleben geschlossen, um das gefüllte Rohr für den Verkauf zu vervollständigen.
Ein Problem bei dem Formen derartiger Rohre bestand darin, daß das einen Verschluß zulassende Ende gewöhnlich separat von dem rohrförmigen Element geformt wird und die Bereitstellung einer vollständigen Abdichtung zwischen dem Ende und dem rohrförmigen Element sichergestellt werden muß.
Ein bekanntes kommerzielles Verfahren zum Herstellen derartiger mit einem Ende versehener Rohre ist in US-A-3,047,910 offenbart. Bei dieser Prozedur wird ein rohrförmiges Element in einer Formmanschette angeordnet und eine separate geschmolzene Scheibe aus thermoplastischem Material in eine offene Seite des rohrförmigen Elements gezwungen, während es von der Formmanschette gehalten wird. Die latente Wärme der geschmolzenen Scheibe schweißt die Außenkante der Scheibe an die innere Kreisumfangswand des rohrförmigen Elements und formt einen Endverschluß für das rohrförmige Element. Es wird Druck auf den heißverklebten Endverschluß ausgeübt, um das Ende in die gewünschte Form zu bringen, und eine Öffnung wird dann durch das Ende des Verschlusses ausgebildet. Das Ende wird dann mit einer mit einem Gewinde versehenen Kappe oder mit einem anderen Verschluß verschlossen, um ein Rohr mit einem geschlossenen Ende bereitzustellen, das mit dem gewünschten Inhalt befüllt werden kann.
Bei Verfahren, wie z.B. dem durch US-A-3,047,910 offenbarten, bestehen weiterhin gewisse Schwierigkeiten, wie z.B. das Kontrollieren der Dicke und des Gewichts des Endes und das exakte farbliche Anpassen des rohrförmigen Elements und des Endes. Die Prozedur nach dem Stand der Technik kann auch nicht verwendet werden, um Rohre aus Polycarbonaten und Polvvinylchlorid-Material kommerziell herzustellen. Wenn zwei separate Einheiten, wie z.B. ein rohrförmiges Element und ein Ende, kombiniert werden, besteht auch ein Schwachpunkt an der Verbindungslinie der zwei Einheiten. Zusätzlich besteht bei einer derartigen Verbindung, einer Verbindung zwischen dem rohrförmigen Element und dem Ende, das Problem des Bereitstellens einer durchgehenden Sperre, wenn das Rohr aus einem Spermaterial geformt ist, wie z.B. aus einer Sauerstoffsperre, die ein zusammengesetztes thermoplastisches Material enthält.
In der Vergangenheit ist auch versucht worden, thermoplastische Spritzrohre herzustellen, indem eine thermoplastische Rohrleitung extrudiert, die Rohrleitung in Hülsen oder rohrförmige Elemente geschnitten, ein Ende der Hülse zu einer geschmolzenen Masse erwärmt und dieselbe in ein Ende geformt wird, um das thermoplastische Rohr herzustellen. Diese Verfahren sind jedoch nicht erfolgreich gewesen, da der Wärmeübergang langsam ist und der geschmolzene Kunststoff schwierig zu steuern ist. Bei derartigen Versuchen kann eine ausreichende Menge von geschmolzenem thermoplastischen Kunststoff nicht an dem Ende des Rohrs angehäuft werden, um das gewünschte Ende zu formen.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zum Herstellen derartiger mit einem Ende versehener Rohre ist in US-A-3,347,970 offenbart. Bei dieser Prozedur wird ein Stück eines kreisumfänglich ausgerichteten rohrförmigen Elements aus Kunststoff innen von einem geeignet geformten Dorn gehalten. Dieses kreisumfänglich ausgerichtete rohrförmige Element aus Kunststoff wird dann Wärme ausgesetzt, wodurch das innen nicht gehaltene Stück desselben um ein geeignet geformtes Stück des Dorns schrumpft, um das rohrförmige Element mit einem mit einem Ende versehenen Stück zu versehen. Während dieses Verfahren beim Herstellen eines mit einem Ende versehenen Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nur aus einem rohrförmigen Element und ohne Fuge zwischen dem rohrförmigen Stück des Rohrs und dem mit einem Ende versehenen Stück erfolgreich ist, liefert es keine Kontrolle über die Dicke und das Gewicht des mit einem Ende versehenen Stücks.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Formen des Endes eines Rohres aus thermoplastischem Kunststoff nur aus einer Hülse oder einem rohrförmigen Element bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein thermoplastisches Spritzrohr mit einem mit einem Ende versehenen Stück bereitzustellen, das keine Fuge oder Naht zwischen dem rohrförmigen Stück des Rohrs und dem mit einem Ende versehenen Stück desselben aufweist.
Erfindungsgemäß wird bereitgestellt ein Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff aus einem extrudierten Zylinder aus thermoplastischem Material mit einer durchgehenden Wand mit Innen- und Außenwandflächen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt : Positionieren eines thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders über einem Formdorn mit einem das Ende formenden Ende, wobei ein offenes Stück des thermoplastischen Zylinders sich über das das Ende formende Ende hinaus erstreckt; Erwärmen der Innenwandfläche des offenen Stücks des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials, während die Außenfläche desselben unterhalb besagter Temperatur gehalten wird, um eine Abstützung für das offene Stück zu liefern, so daß das offene Stück seine zylindrische Gestalt behält; Bringen des erwärmten offenen Stücks des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders in eine konische Gestalt, und Ausüben von Druck auf das konisch geformte offene Stück des thermoplastischen Zylinders, um das Ende des Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff zu formen.
Vorzugsweise wird das Erwärmen von einem heißen Fluidum bewirkt&sub1; das gegen die Innenwandfläche des offenen Stücks des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders gerichtet wird.
Vorteilhafterweise wird das heiße Fluidum gegen die Innenwandfläche und von dem das Ende formenden Ende des Formdorns weg gerichtet.
Günstigerweise ist das heiße Fluidum Luft.
Vorteilhafterweise wird das erwärmte offene Ende durch Erwärmen der Außenfläche des offenen Stücks in eine konische Form gebracht.
Vorteilhafterweise wird der Druck auf das konisch geformte offene Stück des thermoplastischen extrudierten Zylinders durch Zwingen desselben durch das das Ende formende Ende des Formdorns in eine angrenzende Form ausgeübt.
Vorzugsweise umfaßt der extrudierte Zylinder aus thermoplastischem Material ein Laminat aus mehreren Materialschichten.
Vorteilhafterweise besteht wenigstens eine der Schichten aus einer sauerstoffundurchlässigen Schicht.
Somit liefert die Erfindung ein Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff aus einem extrudierten Zylinder aus thermoplastischem Material mit einer durchgehenden Wand mit Innen- und Außenwandflächen, das umfaßt: Positionieren eines thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders über einem Formdorn mit einem das Ende formenden Ende, wobei ein offenes Stück des thermoplastischen Zylinders sich über das das Ende formende Ende hinaus erstreckt; Richten eines heißen Fluidums gegen die Innenwandfläche des offenen Stücks des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders und von dem das Ende formenden Ende des Formdorns weg, um die Innenwandfläche auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials zu erwärmen, während die Außenfläche desselben unterhalb besagter Temperatur gehalten wird, um eine Abstützung für das offene Stück zu liefern, so daß das offene Stück seine zylindrische Form behält; nachfolgend Erwärmen der Außenfläche des erwärmten offenen Endes, um das erwärmte offene Stück des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders in eine konische Form zu bringen; und Ausüben von Druck auf das konisch geformte offene Stück des thermoplastischen Zylinders, um das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff zu formen.
Vorzugsweise wird heiße Luft gegen die Außenfläche des erwärmten offenen Endes geleitet, um dieselbe zu erwärmen, und vorzugsweise ist das gegen die Innenwandfläche gerichtete Fluidum heiße Luft.
Vorteilhafterweise wird der Druck auf das konisch geformte offene Stück des thermoplastischen extrudierten Zylinders durch Zwingen desselben durch das ein Ende formende Ende des Formdorns in eine angrenzende Form ausgeübt.
Die Erfindung betrifft auch ein mit einem Ende versehenes Rohr aus thermoplastischem Kunststoff, das nur aus einem thermoplastischem extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinder geformt ist, wobei das Rohr ein Körperstück, Schulterstück und Halsstück aufweist, die alle aus dem thermoplastischen Material bestehen, aus dem der thermoplastische extrudierte, in Längsrichtung gestreckte Zylinder geformt wurde, wobei keine Nähte oder Fugen über dem ganzen Körperstück, Schulterstück und Halsstück vorliegen. Das thermoplastische Material kann aus der Gruppe mit Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen und Polyethylenterephthalat gewählt werden.
Vorzugsweise umfaßt das thermoplastische Material ein Laminat aus mehreren Schichten aus thermoplastischen Materialien, wobei eine der Schichten aus einem sauerstoffundurchlässigen Material besteht. Die sauerstoffundurchlässige Schicht kann aus der Gruppe mit Nylon, Ethylen-Polyvinylalkohol und Polyvinylidenchlorid gewählt werden.
Wie beschrieben werden wird, liefert die Erfindung ein Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff aus einem thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinder durch Positionieren des Zylinders über einem Formdorn, wobei ein offenes Stück des Zylinders sich über ein das Ende formendes Ende des Dorns hinaus erstreckt. Die Innenwandfläche des offenen Stücks des thermoplastischen Zylinders wird auf eine Temperatur oberhalb der Glasumandlungstemperatur des thermoplastischen Materials erwärmt, um das Innenflächengebiet, z.B. durch Verwendung eines Stroms aus gegen die Innenwandfläche gerichteter heißer Luft, zu schmelzen, während die Außenfläche des Zylinders unterhalb der Glasumwandlungstemperatur gehalten wird, um eine Abstützung für das offene Stück des Zylinders zu liefern und die zylindrische Gestalt desselben aufrechtzuerhalten. Das erwärmte offene Stück wird dann z.B. durch Richten von heißer Luft gegen die Außenfläche desselben in eine konische Form gebracht. Danach wird Druck auf das konisch geformte offene Stück des thermoplastischen extrudierten Zylinders ausgeübt, um das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff zu formen. Der Druck wird auf das konisch gestaltete offene Bndstück vorzugsweise durch Zwingen desselben in eine angrenzende Form unter Verwendung des das Ende formenden Endes an dem Dorn ausgeübt.
Der extrudierte thermoplastische Zylinder kann aus einem einzigen thermoplastischen Material oder aus einem Laminat oder einem Verbundstoff aus mehreren Schichten aus Materialien geformt sein, wobei eine Schicht ein sauerstoffundurchlässiges Material sein kann.
Die Rohre der vorliegenden Erfindung werden nur aus einem thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinder geformt und weisen einen Rohrkörper, eine Schulter und einen Hals auf, wobei alle aus dem thermoplastischen Material bestehen, aus dem der Zylinder geformt wurde, wobei die Rohre keine Nähte oder Fugen über das ganze Rohr aufweisen.
Das vorliegende Verfahren wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile kennzeichnen und in denen:
Fig. 1 im Querschnitt einen thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinder darstellt, aus dem das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff formt,
Fig. 2 den auf einem Formdorn mit einem das Ende formenden Ende gehaltenen thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinder von Fig. 1 darstellt,
Fig. 3 das Erwärmen der offenen Innenwandfläche des offenen Stücks des thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinders durch ein heißes Fluidum darstellt,
Fig. 4 darstellt, wie das erwärmte offene Stück des thermoplastischen extrudierten Zylinders in eine konische Form gebracht wird,
Fig. 5 darstellt, wie Druck auf das konisch gestaltete offene Stück des thermoplastischen extrudierten Zylinders in einer angrenzenden Form ausgeübt wird, um ein Ende zu bilden,
Fig. 6 ein fertiggestelltes Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff auf dem Formdorn vor der Freigabe desselben darstellt,
Fig. 7 das von dem Formdorn gelöste, fertiggestellte Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff darstellt;
Fig. 8 das fertiggestellte Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff darstellt, das nach dem vorliegenden Verfahren aus einem mehrschichtigen thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinder mit drei Schichten geformt ist, und Fig. 9 das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff darstellt, das nach dem vorliegenden Verfahren aus einem mehrschichtigen thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinder mit fünf Schichten geformt ist.
Das nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff kann aus verschiedenen thermoplastischen Materialien geformt werden. Derartige thermoplastische Materialien schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Polypropylen, ein Polyester, z.B. Polyethylenterephthalat, Polycarbonate, Polyvinylchlorid und ähnliches ein.
Das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff kann auch aus Mehrfachschichten oder Laminaten aus verschiedenen Kunststoffmaterialien, wie z.B. einer Schicht aus einem sauerstoffundurchlässigen Material, das ein Polyamid, wie z.B. Nylon, umfaßt, oder Ethylen-Polyvinylalkohol, einem Polyvinylidenchlorid oder ähnlichem, das zwischen zwei Außenschichten aus Polyethylen geschoben ist, geformt sein. Es können auch Verbundstoffe aus fünf Schichten verwendet werden, die Außenschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, einem Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat, eine Innenschicht aus einem sauerstoffundurchlässigen Material und Klebeschichten zwischen dem sauerstoffundurchlässigen Material und jeder Außenschicht aus thermoplastischem Kunststoff zum Verbinden derselben umfassen, um die Enden von Rohren aus thermoplastischem Kunststoff gemäß dem vorliegenden Verfahren zu formen.
Die Enden der Rohre aus thermoplastischem Kunststoff werden aus einem flexiblen Material geformt und sind im gefüllten Zustand leicht zusammendrückbar und zusammenlegbar, um den Inhalt des Rohrs aus einer in dem Ende des Rohrs an dem Endstück ausgebildeten Öffnung herauszuzwingen. Sie weisen im allgemeinen eine Größe mit einer Wanddicke des zylindrischen Stücks zwischen ungefähr 0,25 mm bis 1 mm (0,010 bis 0,040 Zoll) in der Dicke auf, während eine Schulter des Halsstücks des Rohrs dicker als die Wand des Zylinders sein wird, im allgemeinen zwischen 0,90 mm bis 1,14 mm (0,035 bis 0,045 Zoll) dick. Da das Rohr aus einem extrudierten Zylinder geformt ist, wird die Wanddicke des zylindrischen Stücks sehr gleichmäßig sein, wobei die Varianz der Wanddicke des zylindrischen Stücks nur ungefähr + oder -10 Prozent beträgt.
Der extrudierte Zylinder, aus dem das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff geformt wird, ist ein Zylinder, der von einer rohrförmigen Extrusion abgeschnitten ist, die eine Wanddicke im geschmolzenen Zustand von vorzugsweise dem Zwei- bis Dreifachen der Wanddicke der endgültigen abgekühlten extrudierten Dicke beträgt. Eine derartige rohrförmige Extrusion wird bekanntermaßen durch Extrudieren eines thermoplastischen Materials aus einem Extrusionskreisring in einem geschmolzenen Zustand und Strecken der heißen rohrförmigen Form in der Richtung der Längsachse in ein Rohr oder einen Zylinder mit einer Wanddicke gebracht, die die Hälfte (1/2), ein Drittel (1/3) oder weniger des Extrusionskreisrings beträgt. Ein derartiger streckausgerichteter, extrudierter Zylinder wird, wenn er über die Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials hinaus erwärmt wird, aufgrund des Kunststoffgedächtnisses des thermoplastischen Materials auf die Dicke des den Extrusionskreisring verlassenden, geschmolzenen Materials ansteigen und in der Länge schrumpfen, wodurch somit eine ausreichende geschmolzene Kunststoffmasse bereitgestellt wird, um ein Ende an dem Zylinder gemäß dem vorliegenden Verfahren zu formen. Wenn z.B. Polyethylen hoher Dichte oder Polyethylen niedriger Dichte verwendet wird, würde der Kreisring eine rohrförmige Form mit einem Durchmesser von ungefähr 38 mm (1,5 Zoll) und einer Wanddicke zwischen 1 und 1,17 mm (0,040 bis 0,046 Zoll) extrudieren, die in einen streckausgerichteten extrudierten Zylinder mit einem Durchmesser von ungefähr 25 mm (1 Zoll) und einer Wanddicke zwischen 0,38 bis 0,46 mm (0,015 bis 0,018 Zoll) gestreckt werden würde.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine thermoplastische extrudierte, gestreckte Extrusion 1, von der ein thermoplastischer extrudierter, gestreckter Zylinder 3 abgeschnitten ist. Der thermoplastische extrudierte, gestreckte Zylinder 3 wird auf einem Forndorn 5 angeordnet, der ein auf einer Schulter 9 geformtes, ein Ende formendes Ende 7 und ein Stück 11 mit einem verringerten Durchmesser aufweist, wobei ein offenes Stück 13 des thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinders 3 sich über das ein Ende formende Ende 7 des Formdorns 5 (Fig. 2) hinaus erstreckt. Der thermoplastische extrudierte, gestreckte Zylinder 3 wird mit Reibung mit nur einem kleinen Spalt, wie z.B. von ungefähr 0,13 mm (0,005 Zoll) auf dem Forndorn 5 gehalten, der den Zylinder an seinem Platz hält, während er eine nachfolgende Strömung eines heißen Fluidums zwischen dem Forndorn 5 und der Innenwandfläche 15 des thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinders 3 verhindert.
Wenn der thermoplastische extrudierte, gestreckte Zylinder 3 auf dem Formdorn angeordnet ist, wird die Innenwandfläche 15 des offenen Stücks 13 z.B. durch Auftreffenlassen eines durch die Pfeile in Fig. 3 dargestellten heißen Fluidums, z.B. Luft, aus einer Heißluftdüse 17 erwärmt, die derart dimensioniert ist, daß sie in das offene Ende 19 des offenen Stücks 13 eingeführt werden kann. Die heiße Luft wird nach außen zu der Innenwandfläche gerichtet und strömt von dem das Ende formenden Ende 7 des nicht erwärmten Formdorns 5 weg. Die Heißluftdüse 17 und der Formdorn 5 sind hin und her bewegbar, wie es durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 3 gekennzeichnet ist, während alternativ dieselbe befestigt werden kann und der Formdorn hin und her bewegbar sein kann.
Das heiße Fluidum erwärmt die Innenwandfläche 15 des offenen Stücks 13 auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials und bringt die Innenwandfläche zum schmelzen, während die Außenfläche 21 des offenen Stücks 13 eine ausreichende Abstützung bereitstellt, um das offene Stück 13 in einer im wesentlichen zylindrischen Gestalt aufrechtzuerhalten. Wenn ausreichend Wärme auf die Innenwandfläche 15 des offenen Stücks 13 zum Schmelzen derselben angewendet worden ist, wird die Heißluftdüse 17 aus dem offenen Stück entfernt und das erwärmte offene Stück 13 z.B. durch die Anwendung von zusätzlicher Wärme von weiterem, durch Pfeile in Fig. 4 gekennzeichnetem heißen Fluidum, z.B. heiße Luft, aus externen Heißluftdüsen 53, die die Außenfläche 21 des offenen Stücks 13 des thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinders 3 auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials erwärmt und denselben zum Schmelzen bringt und es in einem formbaren Zustand hält, in eine konische oder geriffelt konische Gestalt 25 gebracht. Während das Erwärmen der Außenfläche 21 durch ein heißes Fluidum verwendet werden kann, um die konische Gestalt zu formen, ist es auch möglich, das Erwärmen der Innenwandfläche 15 des offenen Stücks 13 fortzusetzen, bis die Außenfläche nicht länger die im wesentlichen zylindrische Gestalt aufrechterhält, so daß eine konische Gestalt in dem offenen Stück resultiert. Da der thermoplastische extrudierte Zylinder 3 ein gestrecktes Material ist, spricht das Kunststoffgedächtnis an, wenn das offene Stück 13 über die Glasumwandlungstemperatur hinaus erwärmt wird, und schwillt das offene Stück 13 auf die Dicke der (oder im wesentlichen die Dicke der) ursprünglichen rohrförmigen Extrusion, im allgemeinen ungefähr auf das Zwei- bis Dreifache der Wanddicke des thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinders an. Wenn es sich oberhalb der Glasumwandlungstemperatur befindet, schrumpft das heiße offene Stück zusätzlich zu dem Anschwellen der Wanddicke in der Richtung der Achse des Zylinders und liefert es eine Masse aus formbarem thermoplastischen Material 27 zum Formen eines Endes.
Nachdem das erwärmte offene Stück 13 des thermoplastischen extrudierten, gestreckten Zylinders 3 in die konische Gestalt 25 aus formbarem thermoplastischen Material 27 gebracht worden ist, wird durch das ein Ende formende Ende 7 des Formdorns 5 Druck ausgeübt, um das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff 29 zu formen, das ein Körperstück 30, Schulterstück 31 und Halsstück 33 mit einem geschlossenen Ende 35 zum Schließen der Seite des Zylinders 3 umfaßt. Das Formen wird durch Anwenden von Druck auf das konisch gestaltete Stück 13 und, wie es schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, durch das Anwenden von Druck unter Verwendung des ein Ende formenden Endes 7 des Formdorns 5 und einer angrenzenden Form 37 durchgeführt. Wie dargestellt ist, kann die Form 37 ein Stück 39, das eine Schulter formt, einen Abschnitt 41, der einen Hals formt, und einen Abschnitt 43 aufweisen, der ein geschlossenes Ende formt, die in trennbaren Formabschnitten 45 und 47 gehalten werden. Während der Formdorn 5 Zum Formen des konisch gestalteten Stücks 13 auf dem Formdorn 5 in der angrenzenden Form 37 hin und her bewegbar dargestellt ist, könnte der Formdorn befestigt sein und die angrenzende Form 37 hin und her bewegt werden, um Druck auszuüben und das Ende eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff zu formen.
Fig. 6 stellt das geformte Ende eines Rohrs 29 aus thermoplastischem Kunststoff nach dem Entfernen des Endes aus der Form 37 dar, wobei es weiterhin auf dem Formdorn 5 gehalten wird, während Fig. 7 das Abziehen oder Entnehmen des fertiggestellten Endes eines Rohrs 29 aus thermoplastischem Kunststoff von dem Formdorn 5 zum Fertigstellen oder Gebrauch zeigt. Üblicherweise wird das geschlossene Ende 35 des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nachfolgend durchbohrt, um dort hindurch eine Öffnung 49 zu formen.
Die nach dem vorliegenden Verfahren geformten thermoplastischen Rohre mit Enden sind Rohre, die keine Nähte oder Fugen zwischen den verschiedenen Stücken aufweisen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weist das thermoplastische, mit einem Ende versehene Rohr 29 ein Körperstück 30, Schulterstück 31 und Halsstück 33 auf, die alle aus dem thermoplastischen Material bestehen, aus dem der thermoplastische extrudierte, gestreckte Zylinder 3 geformt wurde, und gibt es keine Säume oder Nähte über das gesamte Rohr. Das vorangehend beschriebene thermoplastische Rohr mit einem Ende kann aus einem einzigen thermoplastischen Material oder einem Laminat geformt werden, das aus Mehrfachschichten aus thermoplastischen Materialien besteht, wobei wenigstens eines davon ein sauerstoffundurchlässiges Material sein kann. Z.B. Fig. 8 stellt ein mehrschichtiges thermoplastisches Rohr 29a mit einem Ende, wie es gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden würde, mit drei Schichten, einer Außenschicht 51, Zwischenschicht 53 und einer Innenschicht 55 dar, wobei die Außen- und Innenschichten 51 und 55 aus einem von demjenigen der Zwischenschicht 53 verschiedenen thermoplastischen Material geformt sind. Zum Beispiel können die Außen- und Innenschichten Polyethylen umfassen, während die Zwischenschicht eine sauerstoffundurchlässige Schicht, wie z.B. ein Polyamid, wie z.B. Nylon, oder Ethylen- Polyvinylalkohol, ein Polyvinylidenchlorid oder ähnliches sein würde. Fig. 9 stellt ein mehrschichtiges thermoplastisches Rohr 29b mit einem Ende, wie es unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens hergestellt werden würde, mit fünf Schichten, einer Außenschicht 57, Innenschicht 59, undurchlässigen Zwischenschicht 61 und zwei Klebeschichten 63 und 65 dar, wobei eine der Schichten aus Klebstoff zwischen der Zwischenschicht 61 und jeder der Außen- und Innenschichten 57 und 59 vorgesehen ist. Ein derartiges Rohr könnte z.B. Polyethylen, Polypropylen oder ein Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat, als Außen- und Innenschichten, ein sauerstoffundurchlässiges Material wie z.B. Nylon, Ethylen-Polyvinylalkohol, Polyvinylidenchlorid als Zwischenschicht und Klebeschich ten zum Verbinden der Außen- und Innenschichten mit der Zwischenschicht verwenden.

Beispiel

Als ein Beispiel für das vorliegende Verfahren wurde eine Extrusion eines thermoplastischen Materials, ein Polyethylen niedriger Dichte, durch eine Öffnung mit einer Größe von 1 mm (0,040 Zoll) durchgeführt und in eine zylindrische Form mit einem Innendurchmesser von 19 mm (1/2 Zoll) und einer Wanddicke von 0,38 mm (0,015 Zoll) gestreckt. Es wurde ein thermoplastischer extrudierter, gestreckter Zylinder mit einer Länge von ungefähr 124 mm (4 7/8 Zoll) von der zylindrischen Form abgeschnitten und über einen Forndorn geschoben, wobei ein offenes Stück von ungefähr 22,35 mm (7/8 Zoll) sich über ein ein Ende formendes Ende des Dorns hinaus erstreckte. Die Innenwandfläche des offenen Stücks wurde mit heißer Luft (ungefähr 704ºC (1300ºF)) über die Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials hinaus erwärmt, während die Außenfläche desselben unterhalb der besagten Temperatur gehalten wurde. Das erwärmte offene Stück wurde dann durch Erwärmen der Außenfläche des erwärmten offenen Stücks mit heißer Luft (704ºC (1300ºF)) in eine konische Gestalt gebracht, und das konisch gestaltete offene Stück wurde in eine angrenzende Form gepreßt, um einen Hals und eine Schulter an dem zylindrischen Körper zu formen. Das resultierende Rohr aus Polyethylen geringer Dichte wies ein Körperstück mit einer Wanddicke von 0,38 mm (0,015 Zoll) und einem Innendurchmesser von 19 mm (3/4 Zoll), ein Halsstück mit einer Länge von ungefähr 6,4 mm (1/4 Zoll) und einem Durchmesser von 7,9 mm (5/16 Zoll) und einer Wanddicke von ungefähr 1 mm (0,040 Zoll) und ein Schulterstück mit einer Länge von ungefähr 3,2 mm (1/8 Zoll) und einer Wanddicke von ungefähr 1 mm (0,040 Zoll) auf. Das resultierende Rohr wies somit eine Gesamtlänge von ungefähr 111,13 mm (4 3/8 Zoll) und keine Nähte oder Fugen zwischen dem Körperstück, Schulterstück und Halsstück auf.
Das beschriebene Verfahren liefert somit das Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff aus einer extrudierten Kunststoffhülse, ohne daß irgendwelche separaten Komponenten geschweißt oder geschmolzen werden müssen. Das resultierende Rohr mit einem Ende weist keine Nähte, Schweißungen oder Fugen auf. Bei thermoplastischen Laminaten mit einer Sperrschicht ist das Fehlen derartiger Nähte oder Fugen besonders nützlich, da es eine durchgehende Sperrschicht über das gesamte Körperstück. Schulterstück und Halsstück gibt. Es kann eine vollständige Kontrolle über die Dicke und das Gewicht des Endstücks des Rohrs erzielt werden. Zusätzlich wird die Farbe des Endstücks und Körperstücks genau dieselbe sein, und die dekorativen Merkmale des Körperstücks, wie z.B. Streifen oder Fenster, können über das Endstück des resultierenden Rohrs geführt und darin aufgenommen werden.

Claims

1. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff aus einem extrudierten Zylinder (3) aus thermoplastischem Material mit einer durchgehenden Wand mit Innen- und Außenwandflächen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt : Positionieren eines thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders (3) über einem Formdorn (5) mit einem das Ende formenden Ende (7), wobei ein offenes Stück (13) des thermoplastischen Zylinders sich über das das Ende formende Ende hinaus erstreckt; Erwärmen (19) der Innenwandfläche des offenen Stucks des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders auf eine Temperatur oberhalb der Glasumwandlungstemperatur des thermoplastischen Materials, während die Außenfläche desselben unterhalb besagter Temperatur gehalten wird, um eine Abstutzung für das offene Stück zu liefern, so daß das offene Stück seine zylindrische Gestalt behält; Bringen des erwärmten offenen Stücks des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders in eine konische Gestalt (25), und Ausüben von Druck auf das konisch geformte offene Stück des thermoplastischen Zylinders, um das Ende des Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff zu formen.

2. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen von einem heißen Fluidum bewirkt wird, das gegen die Innenwandfläche (15) des offenen Stücks (13) des thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinders (3) gerichtet wird.

3. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Fluidum gegen die Innenwandfläche (15) und von dem das Ende formenden Ende (7) des Formdorns (5) weg gerichtet wird.

4. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das heiße Fluidum Luft ist.

5. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte offene Ende (13) durch Erwärmen der Außenfläche des erwärmten offenen Stücks in eine konische Gestalt (25) gebracht wird.

6. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach irgendeinem der vorangegehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf das konisch geformte (25) offene Stück (13) des thermoplastischen extrudierten Zylinders durch Zwingen desselben durch das das Ende formende Ende (7) des Formdorns (5) in eine angrenzende Form (37) ausgeübt wird.

7. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der extrudierte Zylinder (3) aus thermoplastischem Material ein Laminat aus mehreren Materialschichten (51, 53, 55) umfaßt.

8. Verfahren zum Formen des Endes eines Rohrs aus thermoplastischem Kunststoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Schichten aus einem sauerstoffundurchlässigen Material besteht.

9. Mit einem Ende versehenes Rohr (29) aus thermoplastischem Kunststoff, das nur aus einem thermoplastischen extrudierten, in Längsrichtung gestreckten Zylinder geformt ist, wobei das Rohr ein Körperstück (3), Schulterstück (31) und Halsstück (33) aufweist, die alle aus dem thermoplastischen Material bestehen, aus dem der thermoplastische extrudierte, in Längsrichtung gestreckte Zylinder geformt wurde, wobei keine Nähte oder Fugen über dem ganzen Körperstück, Schulterstück und Halsstück vorliegen.

10. Mit einem Ende versehenes Rohr aus thermoplastischem Kunststoff nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material ein Laminat aus mehreren Schichten (51, 53, 55) aus therrnoplastischen Materialien umfaßt, wobei eine der Schichten (53) aus einem sauerstoffundurchlässigen Material besteht.