CH652966A5 - Verfahren zur herstellung eines verpackungsbehaelters und nach diesem hergestellter tubenfoermiger behaelter. - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines verpackungsbehaelters und nach diesem hergestellter tubenfoermiger behaelter. Download PDF

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Erzeugnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
In der DE-PS 1 486 193 wird ein tubenförmiger Behälter beschrieben, welcher aus einem zylindrischen, aus einer Mehrschichtfolie gerollten Rohrkörper, einem, den zylindrischen Rohrkörper nach oben hin teilweise verschliessenden Einsatz und einem auf thermoplastischem Weg geformten Kunststoffkopfteil besteht, welcher mit dem Einsatz derart verbunden ist, dass dessen Schnittkanten völlig vom Kunststoff umgeben sind.
Das Herstellungsverfahren für diesen Behälter lehnt sich an ein im Stand der Technik zu dieser Patentschrift genanntes Verfahren an, welches im wesentlichen aus der Herstellung des zylindrischen Rohrkörpers, der Vorfertigung des Einsatzes in seiner endgültigen Gestalt und der Verbindung dieser beiden Teile unter gleichzeitiger Herstellung des aus Kunststoff bestehenden Kopfteiles des Behälters besteht.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass der Einsatz in einer Weise vorgefertigt werden muss, welche mehrere Arbeitsschritte erfordert, da das Umbiegen der Aussenkante des Einsatzes nicht mit dem Schneiden oder Stanzen der Grundform zusammen erfolgen kann. Dieses Umbiegen erfordert einen weiteren Arbeitsschritt, der die Taktzeiten bei der Herstellung verlängert und ausserdem maschinentechnischen Mehraufwand erfordert, da diese Operation nur durch eine mehrteilige Form durchführbar ist.
Mit der Erfindung soll nun die Aufgabe gelöst werden, die Herstellungskosten des eine Sperrschicht aufweisenden Einsatzes und damit die Herstellungskosten des Verpak-kungsbehälters dadurch zu verringern, dass das zur Einbettung im Kunststoff notwendige Abbiegen des äusseren Randes während dem Formen des Kopfstückes erfolgt. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.
Die Erkenntnis, dass unter der Einwirkung der vom Kunststoff ausgeübten Kräfte eine Umformung der Rondelle so möglich ist, dass sich diese an ihrem äusseren Rand vom Dorn abhebt gestattet gleichzeitig, diese Umformung für ein mindestens teilweises Schliessen des Ringspaltes zwischen der Sperrschicht des Rohrkörpers und jener der Rondelle während dem Formen des Kopfteiles heranzuziehen. Damit wird es möglich, dass der plastische Kunststoff, welcher für die Bildung des Kopfteiles und die Verbindung desselben mit dem Rohrkörper in den Formhohlraum eingebracht wurde, mit diesem letzteren über den ganzen Verbindungsbereich in Berührung kommt, noch bevor die Umformung der Rondelle stattgefunden hat, bzw. beendet ist. Somit wird das Fliessen des Kunststoffes in den Verbindungsbereich und an die dem Halsteil abgekehrte Seite der Rondelle durch deren äusseren Rand nicht behindert.
Gegenüber dem eingangs erwähnten bekannten Verfahren gestattet das erfindungsgemässe Verfahren auch eine Verringerung der Herstellungskosten für die Rondelle, da die Einbettung der Schnittkanten derselben im Kunststoff ohne besondere Formwerkzeuge zustande kommt. Schliesslich kann die Rondelle, wenn sie vor dem Rohrkörper auf den Dorn aufgesetzt wird, auch als Ablenk- und Zentrierflä-che wirken und ein Stauchen des Rohrkörpers an der Stirnseite des Domes verhindern.
Der erfindungsgemässe tubenförmige Behälter weist die im Kennzeichen des Anspruches 5 angegebenen Merkmale
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auf. Mit dieser Massnahme wird eine Verstärkung der Tubenschulter erreicht.
Durch die Verschweissung der Rondelle mit einer Kunststoffpartie an der dem Schulterteil abgekehrten Seite ergibt sich eine Verankerung des Randbereiches der Rondelle am Tubenrohr. Diese Verankerung gestattet am Tubenhals aufgebrachte Zug- und Torsionskräfte auch vermittels der Rondelle in das Tubenrohr einzuleiten bzw. an diesem abzufangen. Damit wird der aus Kunststoff bestehende Schulterteil entlastet. Dessen Wandstärke kann deshalb sowohl zur Materialeinsparung wie auch zur Verkürzung der Abkühlzeit bei gleichen Kühlbedingungen reduziert werden ohne Einbusse an Festigkeit. Die Ausbiegung des äusseren Randbereiches der Rondelle erbringt bei einer gegebenen Materialmenge für die ringförmige Kunststoffpartie eine sichere Einbettung der Schnittkante. An die Festigkeit der Verankerung der Zugkräfte trägt auch die formschlüssige Verbindung mit dem Kunststoff oberhalb des Randes bei.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in verschiedenen Varianten durchgeführt werden, wobei entweder vor Beginn des Einbringens des Kunststoffes in den Hohlraum der Dorn und die Form in eine Relativlage gebracht werden, in der der Hohlraum der endgültigen Form des herzustellenden Kunststoffteils entspricht, und wobei die Verformung der Rondelle durch die kinetische Energie des eingespritzten Kunststoffes erfolgt, oder der Kunststoff wird vor dem Einführen des Dorns in die Form auf die Rondelle gebracht und nachher durch das Zusammenführen des Dorns mit der Form und den hierbei auftretenden Verformungskräften in die endgültige Gestalt geformt.
Um einen guten Sitz der Rondelle auf dem Dorn zu gewährleisten und die Herstellungstoleranz der Rondelle vernachlässigen zu können, ist es günstig, die lichte Öffnung der Rondelle mit Untermass herzustellen, so dass sich beim Aufpressen der Rondelle auf den Dorn ein zylindrischer Grat bildet, welcher einerseits einen exakt zentralen Sitz der Rondelle auf dem Dorn garantiert und andererseits beim Herstellen des Kunststoffteils die Möglichkeit schafft, selbst vom Kunststoff umflossen zu werden.
Die Verformung der Rondelle unter der Einwirkung des Kunststoffes kann durch Anpressen an die Hohlkehle des Dorns erfolgen, wodurch sie deren Form annimmt, wobei analog zum Grat, der beim Aufpressen der Rondelle auf den Dorn entsteht, ein vom übrigen Rondellenkörper abgeknickter flanschartiger Bereich entsteht, der ebenfalls vom Kunststoff umflossen wird. Hierbei wird die äussere Schnittkante der Rondelle nach oben geklappt und nähert sich damit dem Rohrkörper.
Die Dicke der den Schulterteil bildenden Kunststoffschicht im Bereich zwischen dem Rohrkörper und der Rondelle wird vorteilhafterweise so gewählt, dass sie um ein Vielfaches grösser ist als der Abstand vom Rohrkörper zur Rondelle, so dass hierdurch die Diffusion auf ein zu vernachlässigendes Mass reduziert wird.
Zweckmässig weist die Rondelle in ihrer endgültigen Gestalt die Form eines Rotationskörpers auf, dessen Erzeugende von innen nach aussen gesehen einen achsparallelen, zwei mit unterschiedlicher Neigung schrägt zur Achse verlaufende und einen radial zur Achse verlaufenden Bereich auf, wobei der erste und der letzte Bereich dazu dienen, die Möglichkeit zur Umschliessung ihrer Kanten mit Kunststoff zu schaffen. Der unter flacherem Winkel zur Achse verlaufende schräge Bereich verläuft vorteilhaft parallel zum Verlauf der aus Kunststoff bestehenden Schulter.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beispielsweise erläutert:
Hierzu zeigt die
Fig. 1 den oberen Teil eines aufgeschnittenen tubenför-migen Behälters nach der Erfindung, die
Fig. 2 eine Anordnung zur Herstellung des Kopfstückes des tubenförmigen Behälters nach Fig. 1 vor dem Einbringen der Kunststoffmasse, und die
Fig. 3 eine andere Anordnung zur Herstellung des Kopfstückes vor dem Einbringen der Kunststoffmasse.
Der in der Fig. 1 dargestellte tubenförmige Behälter weist einen nur teilweise gezeichneten Rohrkörper 1 auf, welcher in bekannter Weise aus mehreren Schichten besteht. Im allgemeinen wird hierzu eine metallische Mittelschicht beidseitig von einer Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff umgeben, wobei zwischen Metall und Kunststoff noch Klebeschichten eingefügt sind. Die innere Kunststoffschicht erfüllt die Aufgabe, den Kontakt des Füllgutes mit dem Metall zu verhindern, damit es nicht zu unerwünschten chemischen Reaktionen kommen kann. Die Metallschicht dient zur Unterdrückung der Diffusion bestimmter Bestandteile des Füllgutes durch den Rohrkörper 1, ein Effekt der bei reinen Kunststoffverpackungen auftritt, wenn diffusionsfahige Bestandteile im Füllgut vorhanden sind. Die äussere Kunststoffschicht dient zum Schutz des Metalls gegen Korrosion und gibt der Verpackung ein gefälliges Äusseres.
Der Rohrkörper 1 ist aus einer derartigen Mehrschichtfolie gerollt, deren Stossenden miteinander überlappt und verschweisst sind. Das obere Ende 2 des zylindrischen Rohrkörpers ist leicht nach innen gebogen, um einen runden Übergang des Rohrkörpers 1 zum Tubenkopf 4 zu ermöglichen.
Der Tubenkopf 4 besteht zur Hauptsache aus thermoplastischem Kunststoff sowie einer konischen Rondelle 5, welche im Profil aus zwei zueinander abgewinkelten Bereichen 6 und 7, und zwei in diesen Kunststoff eingebetteten Bereichen 8 und 9 besteht. Dieses Einbetten in den Kunststoff erfüllt den Zweck, die beim Schneiden oder Stanzen der Folie, aus der die Rondelle 5 besteht, und welche mit der des Rohrkörpers 1 identisch sein kann, entstehenden freien Metallober-flächen durch Kunststoff gegen das Füllgut abzudecken und ein Angreifen des Metalls durch aktive Substanzen zu verhindern.
So wie die Schnittkanten der Rondelle 5 ist auch die obere Schnittkante 2 des Rohrkörpers 1 durch den Kunststoff geschützt, wobei die beiden Kunststoffschichten des Rohrkörpers 1 mit dem Kunststoff des Schulterteils verschweisst werden. Die Kunststoffpartien 10 und 11, welche die Bereiche 8 und 9 umschliessen, werden im Laufe eines später beschriebenen Verfahrens um die Enden 8 und 9 herumgeformt.
Das Kopfstück besteht aus einem ein Aussengewinde 13 tragenden Halsteil 12, welcher nach oben durch einen mit einer Öffnung 14 versehenen Horizontalteil 15 abgeschlossen ist, sowie einem Schulterteil 3, welcher von der Rondelle 5 unterstützt wird.
Die Aufgabe der Rondelle 5 ist analog der Metallschicht im Rohrkörper 1 die Bildung einer Diffusionssperre für diffusionsfähige Bestandteile des Füllguts. Die Anordnung einer Diffusionssperre im Halsteil 12 und im Horizontalteil 15 kann unterbleiben, da hier nur eine sehr geringe Menge von Füllgut vorhanden ist und daher nur wenig Diffusion auftreten könnte. Zwischen der Rondelle und der Oberkante des Rohrkörpers 1 ist zwar prinzipiell die Möglichkeit der Diffusion durch den Kunststoff gegeben, doch ist hier ein um ein Vielfaches längerer Weg durch den Kunststoff zurückzulegen als es der einfachen Stärke des Kopfstücks entspricht, so dass diese Diffusion vernachlässigt werden kann.
Die Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Herstellung des Tubenkopfes 4 bzw. der Verbindung von Rondelle 5 und Rohr5
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körper 1 durch die Kunststoffschulter 3, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1.
Über einen Dorn 20 wird der zylindrische Rohrkörper 1 gestülpt, dessen oberes Ende 2 entweder bereits in einem vorangegangenen Arbeitsschritt nach innen gebogen, oder durch das spätere Aufsetzen der Form 23 verformt wird. Vor dem Einführen des Domes 20 in den Rohrkörper 1 wird die Rondelle 5 auf den Dorn 20 aufgepresst, wobei der Innendurchmesser der Rondelle 5 kleiner ist als der Durchmesser der Ringstufe 26 auf dem Dorn 20. Durch zwangsweises Aufpressen der Rondelle auf den Dorn entsteht daher ein zylindrischer Grat, dessen Profilschnitt bei der Beschreibung der Fig. 1 als Bereich 8 bezeichnet wurde. In diesem Zustand weist die Rondelle nur die Bereiche 6,7 und 8 auf, der Bereich 9 aus Fig. 1 wird erst durch die bei der Verteilung des Kunststoffes frei werdenden Kräfte geformt.
Diese Form der Rondelle 5 hat den Zweck, die Ringstufe 25 bzw. die Hohlkehle 29 des Dorns 20 derart abzudecken, dass sich bei der axialen Relativbewegung von Dorn 20 und Rohrkörper 1 der letztere nicht an der Ringstufe 25 verfängt und den Aufziehvorgang behindert, und soll, da er selbst im Endzustand ebenfalls einen senkrecht zur Achse 27 verlaufenden Bereich 9 aufweist, ein gutes Abgleiten des Rohrkörpers auf der Rondelle gewährleisten. Die Anordnung eines Stiftes 39 dient der Erzeugung der Öffnung 14 (Fig. 1). Zwischen dem Dom 20 und der Form 23 wird ein Raum 21 gebildet, der mit Kunststoff gefüllt wird, wobei die Zufuhr des Kunststoffes von einer nicht dargestellten Düse her erfolgt. Durch das rasche Eindringen von Kunststoff in diesen Hohlraum unter hohem Druck wird der Teil 7 der Rondelle 5 gegen den Dorn 20 gepresst, bevor das Fliessmaterial um seine Schnittkante 28 in die Hohlkehle 29 gelangen kann. Auf diese Weise wird die Rondelle 5 genau an den Dorn gepresst, wobei sie durch den den Hohlraum 21 ausfüllenden Kunststoff in dieser Form gehalten wird. Bei dieser Verformung der Rondelle hebt sich deren Aussenkante und gelangt dadurch näher an den Rohrkörper 1 heran, wodurch der Ab-schluss des Tubeninneren nach oben noch verbessert wird. Durch die Länge des Bereiches 7, welche so bemessen wird, dass sich das Ende 9 in Fig. 2 über die Ringstufe 25 hinaus erstreckt, und den freien, mit Kunststoff auszufüllenden Raum 30 wird gewährleistet, dass das Schnittende der Rondelle 5 rundherum in Kunststoff eingebettet ist.
Dasselbe gilt für den Bereich 8 der Rondelle, der so bemessen ist, dass er über die Höhe der Ringstufe 26 hinaus steht.
In der Fig. 3 ist ein von dem in Fig. 2 gezeigten unterschiedliches Herstellungsverfahren dargestellt, wobei wiederum gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in Fig. 1 bzw. 2.
Die Rondelle 5 wird in gleicher Weise wie beim vorhergehend beschriebenen Verfahren auf den Dom 20 aufgepresst. Der Rohrkörper 1 wird über den Dorn 20 gezogen und der Kunststoff 40 wird ringförmig auf die Rondelle 5 gebracht. Hernach wird die Form 23 über den Dorn 20 gezogen und unter zwangsweisem Verteilen des Kunststoffes 40 auf diesen gepresst.
Das Prinzip des erfmdungsgemässen Verfahrens liegt darin, die Rondelle gleichzeitig mit dem Formen des Kunststoffes durch die beim Einspritzen des Kunststoffs oder dem Zusammenpressen der Form und des Dorns auftretenden Kräfte in die endgültige Gestalt zu bringen, in der die Schnittkanten der Rondelle so angeordnet und orientiert werden, dass sie bei der fertigen Tube von Kunststoff völlig umschlossen sind. Gleichzeitig nähert sich dabei die äussere Schnittkante der Rondelle an den Rohrkörper der Tube an und verkleinert so den für eine Diffusion freistehenden Querschnitt des Kopfstückes.
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2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

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1. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbehälters, mit den Verfahrensschritten:
- Herstellen eines zylindrischen Rohrkörpers (1) durch Rollen einer Mehrschichtfolie und Verschweissen derselben mit überlappendem Stoss,
- Aufziehen des Rohrkörpers und einer Rondelle (5) zur Bildung einer Diffusionssperrschicht auf einen Dorn (20),
- Einführen des Dorns mit dem Rohrkörper und der Rondelle in eine Matrize (23), welche zusammen mit dem Dorn einen mit Kunststoff auszufüllenden Hohlraum (21) bildet, sowie
- Einbringen von plastischem Kunststoff in den Hohlraum auf der dem Dorn abgekehrten Seite der Rondelle,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rondelle durch den Druck des eingebrachten Kunststoffes von einer vorläufigen in die endgültige Gestalt umgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung der Rondelle (5) durch den Einspritzdruck des Kunststoffes erfolgt.
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PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung durch den beim Zusammenfügen von Dorn (20) und Matrize (23) erzeugten Schliessdruck im Kunststoff erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rondelle (5) in der Nachbarschaft ihres äusseren Randes durch den Dorn (20) in zwei radial voneinander distanzierten Ringbereichen abgestützt wird.
5. Tubenförmiger Behälter, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Rohrkörper (1) aus einer gewickelten und überlappend verschweissten, mindestens je eine Metall- und eine thermoplastische Kunststoffschicht aufweisende Mehrschichtfolie und mit einem Kopfstück aus Kunststoff mit einem zylindrischen, ein Aussengewinde (13) tragenden Halsteil (12) und einem kegelförmigen Schulterteil (3), der mit der thermoplastischen Kunststoffschicht ver-schweisst ist, die die Innenwand des Rohrkörpers bildet, und eine auf der Innenseite des Schulterteiles angeordnete ringförmige Rondelle (5), gebildet aus einer Mehrschichtfolie mit mindestens einer metallischen Zwischenschicht und äusseren thermoplastischen Kunststoffschichten, von denen die dem Schulterteil zugekehrte Kunststoffschicht mit dem Schulterteil verschweisst ist, wobei der durch eine Schnittkante begrenzte äussere Rand (28) der Rondelle im Schulterteil (3) eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Kunststoffpartie (11), die an der dem Schulterteil abgekehrten Seite der Rondelle (5) angeordnet und ebenfalls mit der die Innenwand des Rohrkörpers (1) bildenden Kunststoffschicht verschweisst ist, mit derjenigen Kunststoffschicht der Rondelle verschweisst ist, die an der dem Schulterteil (4) abgekehrten Seite liegt, und dass der äussere Randbereich (9) der Rondelle (5) ausgebogen ist, so dass er sich flanschartig vom Restkörper derselben weg im wesentlichen radial in Richtung auf den Rohrkörper (1) erstreckt.
6. Tubenförmiger Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rondelle (5) aus einem Rotationskörper besteht, dessen Erzeugende von innen nach aussen einen achsparallelen Bereich (8), zwei mit unterschiedlicher Neigung schräg zur Achse (27) verlaufende Bereiche (6, 7) und einen etwa radialen Bereich (9) aufweist.
7. Tubenförmiger Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der unter flacherem Winkel zur Achse (27) verlaufende schräge Bereich (6) der Rondelle (5) parallel zur Aussenfläche der Schulter verläuft.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in eine Matrize einführbaren Dorn, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (20) auf seiner Stirnseite eine Hohlkehle (29) aufweist, welche rotationssymmetrisch zur Achse (27) des Dorns (20) verläuft.
CH2956/81A 1981-05-07 1981-05-07 Verfahren zur herstellung eines verpackungsbehaelters und nach diesem hergestellter tubenfoermiger behaelter. CH652966A5 (de)

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