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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR MAKING TUBES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/018073
Kind Code:
A1
Abstract:
The device of the invention consists of an upwardly directed mandrel (1), the upper end of which is shaped as a die (9) for the head and shoulder of the tube, and a metering device for extruding the quantity of plastic from which the tube head and shoulder are to be made. The metering device has a multi-section hollow body (15) in which a displacement device (22) can be moved longitudinally via a push-rod (26). The sections of the hollow body (15) consist of a supply chamber (17), a displacement chamber (18) and first (19) and second (21) intermediate chambers. To the second intermediate chamber (21) is connected the extrusion nozzle (3), which may have an annular gap (4) or a circular aperture, depending on the desired shape of a plastic blank to be produced. The first intermediate chamber (19) is connected to the second (21) via apertures (20). The displacement device (22) bears the push-rod (26), a displacement piston (23) and, on the side away from the push-rod (26), a rod (24) ending in a valve piston (25). The movement of the push-rod (26) causes the displacement piston (23) to press the desired quantity of plastic forming the annular blank (5) out of the displacement chamber (18); said plastic emerges at the annular gap, is cut off by a vertically moved annular blade (6) and laid in the inner compression mould (9). During the next working stroke the blank (5) is shaped into the tube head and shoulder and pressed together with the tube body (2) already clamped on the mandrel.

Inventors:
UEBEREGGER HEINRICH (CH)
Application Number:
PCT/CH1996/000379
Publication Date:
May 22, 1997
Filing Date:
October 28, 1996
Export Citation:
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Assignee:
COMBITOOL AG (CH)
UEBEREGGER HEINRICH (CH)
International Classes:
B29C31/04; B29C31/06; B29C48/09; B29C48/00; B29C48/10; (IPC1-7): B29C31/06
Foreign References:
US3313875A1967-04-11
US3160690A1964-12-08
EP0543771A11993-05-26
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 007, no. 165 (M - 230) 20 July 1958 (1958-07-20)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Herstellen von Tuben aus einem Kunst¬ stoffrohling (5, 32) und einem vorgefertigten Tubenrohr (2) zum Erzeugen dieses Kunststoffrohlings (5, 32) und zum Verpressen des Tubenkopfes mit einem vorgefertigten Tubenrohr (2), bestehend aus einem Dorn (1) zur Aufnahme des Tubenrohres (2) und einer das freie Ende des Dorns (1) bildenden Innenpressform (9) für Tubenkopf und Schulter, einer entsprechenden Aussenpressform (11) und einer Dosiervorrichtung für den Kunststoff für den Kunst¬ stoffrohling (5, 32) , wobei die genannte Vorrichtung zum automatischen Herstellen von Tuben auf RundtischMaschi¬ nen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (1) aufrecht steht mit dem freien Ende nach oben die Dosiervorrichtung für den Kunststoff eine Extru¬ dierdüse (3) aufweist, die oberhalb der Innenpress¬ form (9) steht die Dosiervorrichtung einen Verdrängungskolben (23) aufweist und in einer Verdrängungskammer (18) direkt anliegt, ein Hub des Verdrängungskolbens (23) so gestaltet ist, dass er die für den Rohling (5, 32) notwendige Menge Kunststofff ausstösst, ein Messer (6, 28) vorhanden ist zum Abschneiden des Rohlings (5, 32), wobei der Rohling zentriert auf die Innenpressform (9) gelegt wird und die Aussenpressform (11) an der nächsten Arbeitssta tion auf die Innenpressform (9) abgesenkt, und der Rohling (5, 32) zu Tubenkopf und Schulter und gleichzeitig mit dem Tubenrohr (2) verpresst werden kann.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass die den Verdrängungskolben (23) und die Verdrän¬ gungskammer (18) aufweisende Dosiervorrichtung weiter gegliedert ist, in eine Versorgungskammer (17) welche von einem Extruder mit Kunststoff versorgt wird, an welche Versorgungskammer (17) die Verdrängungskammer (18) sich anschliesst, in eine erste Zwischenkammer (19) , welche sich an die Verdrängungkammer (18) anschliesst, eine zweite Zwischenkammer (21), welche mit der ersten Zwischenkammer (19) durch Oeffnungen (20) verbunden ist, in eine an die zweite Zwischenkammer (21) ange¬ schlossene Extrudierdüse (3), wobei der Kunst¬ stoff nacheinander Versorgungskammer (17), Ver¬ drängungskammer (18), erste Zwisehenkammer (19), Oeffnungen (20), zweite Zwischenkammer (21) und Extrudierdüse (3) durchfliesst, der Verdrängungskolben (23) mit einem Stössel (26) verbunden ist, über welchen er längs bewegt wird, der Verdrängungskolben (23) auf der vom Stössel (26) abgewandten Seite eine Stange (24) trägt, die in ei nem Ventilkolben (25) endet, welcher Ventilkolben (25) den Uebergang von der Verdrängungskammer (18) zur ersten Zwischenkammer (19) dicht verschliessen kann, bei jedem nach unten gerichteten Hub des Stössels (26) der Verdrängungskolben (23) aus der Verdrän¬ gungskammer (18) jene Menge Kunststoff ausstösst, die durch die Hubhöhe und den Querschnitt der Verdrän¬ gungskammer gegeben ist, diese Kunststoffmenge die erste Zwischenkammer (19), die Oeffnungen (20) und die zweite Zwischenkammer durchfliesst und an der Ex¬ trudierdüse (3) austritt, worauf sie durch das Messer (6, 28) an der Extrudierdüse (3) abgeschnitten und auf die Innenpressform (9) gelegt wird, die Länge der Stange (24) so bemessen ist, dass bei jedem nach oben gerichteten Hub des Verdrängungskol¬ bens (23) der Ventilkolben (25) die erste Zwischen¬ kammer (19) gegen die Verdrängungskammer (18) ver schliesst und der vorgängig ausgestossene Kunststoff von einer Pressvorrichtung nachgeliefert wird und in die nun offene Verdrängungskammer (18) jiachströmt.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Extrudierdüse (3) einen Ringspalt (4) aufweist und das Messer (6) ringförmig ausgebildet ist und den ringförmigen Rohling (5) vertikal abschneidet und auf die Innenpressform (9) ablegt.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Extrudierdüse (3) eine runde Oeffnung (27) aufweist und einen runden Strang (29) auspresst, welcher sich zu einem tropfenförmigen Rohling (31) formt, das Messer (28) im wesentlichen eben ausgebildet ist und den tropfenförmigen Rohling (31) horizontal abschneidet und auf die Innenpressform (9) ablegt.
5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeich¬ net, dass das im wesentlichen ebene Messer (28) ein Hitz draht ist.
Description:
Vorrichtung zum Herstellen von Tuben

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Tuben, insbesondere zum Herstellen eines Kunststoffrohlings für den Tubenkopf, zum Erzeugen des Tuben¬ kopfes und zum Verbinden des Tubenkopfes mit dem Tubenrohr, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Solche Vorrichtungen sind zahlreiche bekannt, so z.B. aus CH 638 716 A5, CH 652 966 A5 und DE 38 04 464 Cl. Im wesentli- chen bestehen die bekannten Vorrichtungen einerseits aus ei¬ nem Dorn, welcher das vorgefertigte Tubenrohr trägt und des¬ sen freies Ende als Innenteil des Presswerkzeuges des Tuben¬ kopfes ausgebildet ist, anderseits aus einer Aussen-Pressform für den Tubenkopf, drittens aus einer Extrudiervorrichtung, welche aus dem thermoplastischen Kunststoff, aus welchem der Tubenkopf gebildet werden soll, einen ringförmigen Rohling formt. In der Art und Weise, wie dieser Rohling zwischen die zwei genannten Teile der Pressform eingebracht wird, unter¬ scheiden sich die Vorrichtungen der genannten Druckschriften. Tuben sind ein Massenprodukt. Allgemein ist davon auszugehen, dass ihre Herstellung an Mehrstationen-Maschinen, zumeist an Rundtischen, vorgenommen wird. Dies gestattet, das Aufbringen des Tubenrohres auf den Dorn, das Einbringen des Dorns in das sog. Form-Nest, die Herstellung des erwähnten Kunststoff-Roh- lings, sein Einbringen in die Pressform und das Verpressen mit dem Tubenrohr in mehrere Takte aufzuteilen. Eine bekannte Vorrichtung ist so aufgebaut, dass der Dorn mit dem Presswerkzeug nach oben senkrecht steht unter der Extru¬ diervorrichtung. Ein ringförmig gestalteter Teil der Aussen- pressform streift den ebenfalls ringförmigen Rohling vom Ex- trudierwerkzeug ab dergestalt, dass der Rohling an der Aus- senpressform kleben bleibt, bis die anderen Teile der Aussen- pressform in der vorgesehenen Weise angegliedert sind und die genannte Pressform mit vorbereitetem Tubenrohr in der näch- sten - oder allenfalls übernächsten - Arbeitsstation zusam¬ mengeschlossen und der Rohling verpresst werden. In der Mas¬ senproduktion konnte dieses Verfahren nicht mit der nötigen

Zuverlässigkeit reproduziert werden, da der Rohling gelegent¬ lich aus der Aussenpressform herausfällt.

Als Verbesserung dieses Verfahrens - und des Aufbaus der Vor¬ richtung - ist die durch die genannte Druckschrift CH 638 716 bekannte Vorrichtung gedacht. Hier wird die Anordnung von Dorn und Aussenform des Tubenkopfes umgedreht dergestalt, dass die Aussenform nun unten ist. Der Rohling wird von einem - über ein Druck-Zeit-Profil gesteuerten - Extruder als Ring geformt und von einem ringförmigen Gasstrahl vom Ringspalt des Extruders nach unten in die bereitstehende Aussenform befördert. Dieses Verfahren ist unter dem Namen "Freifall- Technologie" bekannt geworden. Sie weist, nebst der grösseren Reproduzierbarkeit als Vorteil, mehrere Nachteile auf: Das Ablösen des Rohlings findet trotz des Gasstrahles nicht über- all gleichzeitig statt, was dazuführen kann, dass der Rohling schief in die Aussenform zu liegen kommt; weist das Press¬ werkzeug wegen der Art des zu fertigenden Tubenkopfes keinen Lochstempel auf, so ist die Lage des ringförmigen Rohlings, der sonst vom Lochstempel zentriert wird, schlecht definiert. Ferner liegt der Rohling bis zum Pressvorgang, der in der nächsten Maschinenstation erfolgt, in der gekühlten Aussen¬ form, was ihn an den Aufliegestellen lokal bereits verfesti¬ gen lässt. Dies führt zu ästhetisch unbefriedigenden Ergeb¬ nissen der Aussenhaut des Tubenkopfes bzw. der -Schulter. Durch die Art der Extrusion ist die Kunststoffmenge, die den Rohling bildet, abgesehen von der Extrudierzeit, abhängig vom auf den Kunststoff ausgeübten Druck und seiner temperaturab¬ hängigen Zähigkeit. Vor allem letztere ist ein schlecht ein¬ haltbarer Parameter. Um den freien Fall des Rohlings zu vermeiden, ist in DE 38 04 464 Cl eine Lösung offenbart, bei der zwar der ringförmige Gasstrom zum Ablösen des Rohlings vom Ringspalt des Extruders beibehalten ist, der Rohling jedoch auf einen Zwischenträger unter Vermeidung des freien Falles aufgesetzt und durch Zu- rückziehen des Zwischenträgers in der untenliegenden Aussen¬ form abgesetzt wird. Damit kann der Rohling exakt positio¬ niert werden. Auch bei dieser Lösung bleiben jedoch die bei¬ den anderen Nachteile, nämlich jener der schwankenden Mengen-

dosierung des Rohlings und jener des lokalen Auskühlens, be¬ stehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrich¬ tung zu schaffen, mit welcher - im Rahmen der beschriebenen Technik - der Rohling exakt dosiert und positioniert werden kann, unter Vermeidung vorgekühlter Stellen auf der Aussen- haut von Tubenkopf bzw. -Schulter.

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist wiedergegeben im kenn¬ zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hinsichtlich ihrer Hauptmerkmale, in den Patentansprüchen 2 bis 5 hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausbildungen.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen ersten Teil der Vorrichtung teilweise im Schnitt.

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 in einem zweiten Arbeits¬ takt.

Fig. 3 den Gegenstand von Fig. 1 in einem dritten Arbeits¬ takt.

Fig. 4 einen zweiten Teil der Vorrichtung.

In Fig. 1 ist ein Teil der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Ein Dorn 1, der an seinem oberen freien Ende als Innenpressform 9 für Tubenhals und -Schulter ausgebildet ist, trägt - im dargestellten Arbeitsschritt - ein vorgefertigtes Tubenrohr 2, welches mit einer nicht dargestellten Tuben¬ bremse am Dorn festgeklemmt ist. Oberhalb des Doms 1 befin¬ det sich eine Extrudierdüse 3 mit Ringspalt 4, aus welchem sich mit in Fig. 4 dargestellten Mitteln soviel Kunststoff extrudieren lässt, damit ein mit Ziffer 5 bezeichneter Roh- ling entsteht, der in einem nächsten Arbeitsschritt zu Tuben¬ hals und -Schulter geformt und gleichzeitig mit dem Tubenrohr 2 verpresst wird. Um die Extrudierdüse liegt ein ringförmiges Messer 6 an, das, vertikal nach unten laufend, den extrudier-

ten Rohling 5 am Ringspalt 4 abschneidet und gleichzeitig auf den Schulterteil der Innenpressform 9 absetzt. Das Messer 6 wird beispielsweise von einem Hydraulikzylinder 7 betätigt, der sich am mit der Ziffer 8 bezeichneten Gestell der ganzen Vorrichtung abstützt. Mit der Ziffer 10 sind schematisch dar¬ gestellte Leitungen für das Kühlmedium bezeichnet. Fig. 2 zeigt den gleichen Vorrichtungsteil, wie Fig. 1 nach dem Absenken des Messers 6. In Fig. 3 ist der nächste Verarbeitungstakt der herzustellen- den Tube gezeigt: Das auf dem Dorn 1 sitzende Tubenrohr 2 wird in eine Pressform 12 verfahren, der das die Innenpress¬ form 9 aufweisende Oberteil des Dorns 1 in eine entsprechende Aussenpressform 11 und anschliessend - mit nicht dargestell¬ ten, aber an sich bekannten Mitteln - auf die Pressform 12 drückt, wodurch der Rohling 5 einerseits zu Tubenkopf und - Schulter verformt, anderseits mit dem Tubenrohr 2 verbunden wird. Auch in der Aussenpressform 11 und der Pressform 12 sind Leitungen 10 für das Kühlmedium angeordnet. Die Vorteile des in Fig. 2 gezeigten Verarbeitungsschritts bestehen darin, dass das Messer 6 einerseits einen sehr kur¬ zen Weg zurücklegen muss, der kein Verkanten oder Schieflie¬ gen des Rohlings 5 erlaubt, anderseits an seiner Unterseite unbedingt antihaftend ausgerüstet werden kann. Ferner liegt der Rohling 5 während des Transports zum in Fig. 3 gezeigten Verarbeitungsschritt auf der gekühlten Innenpressform 9, so dass allfällige ästhetische Beeinträchtigungen der Tuben¬ schulter, bedingt durch lokales Vorkühlen an den Berührungs¬ stellen, auf die Innenseite der Tubenschulter zu liegen kom¬ men. Fig. 4 zeigt den in Fig. 1 und 2 weggelassenen Teil der er¬ findungsgemässen Vorrichtung, die Dosiervorrichtung. Umgeben von einer Heizvorrichtung 13 mit schematisch gezeichneten Heizmittelleitungen 14 schliesst sich ein mehrfach geglieder¬ ter Hohlkörper 15 an die Extrudierdüse 3 an. Im Inneren des Hohlkörpers 15 befindet sich der zu dosierende Kunststoff, der von einer nicht dargestellten Pressvorrichtung durch ein Rohr 16 laufend ergänzt wird. Der oberste Teil des Hohlkör¬ pers 15 ist die Versorgungskammer 17. Der zweitoberste Teil

ιst die Verdrangungskammer 18; daran schliesst sich eine er¬ ste Zwischenkammer 19, die mit einer Vielzahl von Oeffnungen 20 mit einer zweiten Zwischenkammer 21 verbunden ist. Die zweite Zwischenkammer 21 mundet in den Ringspalt 4. Zwischen der Versorgungskammer 17 und der Verdrangungskammer 18 ist ein Verdrangungsorgan 22 längs beweglich angeordnet. Es ist gegliedert in einen Verdrangungskolben 23, an den sich unten eine Stange 24 mit abschliessendem Ventilkolben 25 an- schliesst; nach oben setzt sich das Verdrängungsorgan 22 in einen Stössel 26 fort. Die obere Berandung der Verdrangungs¬ kammer und die untere Berandung des Verdrangungskolbens 23 liegen dann gerade aneinander und dichten die Verdrangungs¬ kammer 18 nach der Versorgungskammer 17 hm ab, wo der Ven¬ tilkolben 25 den Durchgang zwischen Verdrangungskammer 18 und erster Zwischenkammer 19 freigibt. Der von da an nach unten erfolgende Hub des Verdrängungsorgans 22 bestimmt im wesent¬ lichen die aus dem Ringspalt 4 austretende Kunststoff-Menge. Anschliessend wird das Verdrängungsorgan 22 von einer am Stössel 26 und lediglich durch einen Doppelpfeil dargestell- ten Vorrichtung wieder gehoben. Eine solche Hub- und Schub- Vorrichtung ist an sich bekannt und kann mechanisch oder hy¬ draulisch in Bezug auf das Gestell 8 bewegt werden. Durch das Anheben des Stössels 26 wird durch den Ventilkolben 25 einerseits die Verdrangungskammer 18 von der ersten Zwischen- kammer 19 getrennt, anderseits öffnet sich die erste Zwi¬ schenkammer 19 bezuglich der Versorgungskammer. Bei diesem erstgenannten Vorgang entsteht, bedingt durch die Zähigkeit des zu dosierenden Kunststoffs in der ersten und der zweiten Zwischenkammer 19, 21 ein Vakuum, das zur Bildung von Gasbla- sen führt; dies verhindert ein weiteres Zurückstromen des Kunststoffes in die Verdrangungskammer 18. Durch den zweitge¬ nannten Vorgang wird die vorgehend ausgepresste Kunststoff- menge aus der Versorgungskammer nachgeliefert, da die Versor¬ gungskammer über das Rohr 16 dauernd von der - nicht darge- stellten - Pressvorrichtung unter Druck mit Kunststoff ver¬ sorgt wird. Dadurch wird bei ledern Absenken diejenige Menge Kunststoff aus dem Ringspalt 4 ausgepresst, die durch den Hub des Stössels 26 gegeben ist. Anschliessend an das dosierte

Auspressen des Kunststoffs aus dem Ringspalt 4 wird der am Ringspalt 4 gebildete und haftende Kunststoff-Rohling 5 wie beschrieben durch das ringförmige Messer 6 abgeschnitten und auf die Innenform 9 gelegt. Durch Verändern des Hubs des Stössels 26 kann die den Rohling 5 bildende Kunststoffmenge entsprechend verändert werden.

Eine Variation der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in Fig. 5 dargestellt. Der bereits genannte Dorn mit Tubenrohr 2 ist unter der Extrudierdüse 3 positioniert. Letztere weist eine beispielsweise runde Oeffnung 27 auf, aus welcher ein eben¬ falls - mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung - ein runder Strang 29 ausgepresst werden kann. Dieser runde Strang 29 formt sich zum Tropfen 31 oder wird direkt auf die Innen¬ pressform 9 abgesetzt. Anschliessend wird ein antihaftend ausgerüstetes Messer 28 über die Extrudierdüse 3 bewegt und der runde Strang 29 an der Oeffnung 27 der Extrudierdüse 3 abgetrennt. Mit der Ziffer 30 ist ein schematisch dargestell¬ ter Hydraulikzylinder bezeichnet, mit welchem das Messer 28 bewegt werden kann. Selbstverständlich nur im Sinne eines Beispiels, andere Aktuatoren sind ebenfalls bekannt und mög¬ lich. Anstelle des Messers 28 kann auch ein - nicht darge¬ stellter Hitzdraht verwendet werden, wie in der Kunststoff¬ verarbeitung an sich bekannt. Je nach der Form des herzustel¬ lenden Tubenkopfes kann die Formung eines ringförmigen Roh- lings 5 - gemäss Fig. 3 oder eines aus dem Tropfen 31 sich bildenden pillenförmigen Rohlings 32 vorteilhafter sein.