Verfahren zur llerstellung von Quetschtuben und nach dem Verfahren hergestellte Quetschtube.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur li Herstellung von Quetschtaben und eine nach dem Verfahren hergestellte Tube. Sie bezweckt die Erzeugung von Quetschtuben aus film- oder folienartigem Material als Ersatz für die bisher gebräuchlichen, gezogenen Metalltuben.
Gemäss der Erfindung zeichnet sich das Verfahren zur Herstellung von Quetsch- tuben aus folienartigem Material dadurch aus, dass aus der Folie ein Zylinder hergestellt wird, der dann auf einem Teil seiner Länge durch Falten zu einer Schulter und einem Hals umgeformt wird, worauf der Hals durch Längs druck verkürzt und seine Wandung verdickt wird.
Die nach diesem Verfahren hergestellte Quetschtube ist gekennzeichnet durch einen zylindrischen Teil, eine Schulter und einen Hals, die alle aus einem einzigen, rohrförmigen Rohling gebildet sind, wobei die Schulter eine Vielheit von Falten aufweist, die sich über den Hals bis an dessen Ende erstrecken und die Wandung des Halses dicker ist als diejenige des zylindrischen Teils.
In der beiliegenden Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens beispielsweise dargestellt. Sie zeigt ferner ein Ausführungs- beispiel der Tube nach der Erfindung.
Fig. 1 ist ein Aufriss mit Teilen im Schnitt und zeigt die Dorne bei : Beginn des Formungsvorganges.
Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht, die eine spätere Phase des Formungsvorganges zeigt.
Fig. 3 bis 5 sind ähnliche Ansichten, die den Vorgang eines unterschiedlichen Verfahrens zeigen.
Fig. 6 ist ein Aufriss, welcher die Tube in einer Zwischenform zeigt.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt längs der Linie 7-7 in Fig. 6.
Fig. 8 und 9 zeigen Schnitte zur Veranschaulichung des Verfahrens in der Phase der Bildung des gebrauchsfertigen Halses der Quetschtube.
Fig. 10 zeigt einen Schnitt in grösserem Massstab durch eine Einzelheit.
Fig. 11 ist ein Aufriss, teilweise im Schnitt, der gebrauchsfertigen Quets chtube.
Als zu verwendendes Material bei der Herstellung von Quetschtuben nach dem im folgenden beschriebenen Verfahren eignen sich viele der weichen Filme oder Folien, die nunmehr im Handel verfügbar sind, so z. B. die verschiedenen Filme auf Zellulosebasis, oder Filme auf der Harzbasis sowie Filme auf der Gummibasis. Auch lässt sich Papier, Metallfolie oder andere folienartige Materialien zu gewissen Zwecken verwenden. Die Wahl des geeigneten Materials für diese Tuben wird sich ganz nach der Natur des in dieselben einzufüllenden Inhaltes richten, jedoch ist für die meisten Zwecke ein Material, das thermoplastisch oder durch Wärmebehandlung abdichtungsfähig ist, aus hiernach erläuterten Gründen vorzuziehen.
Wenn Papier, Metallfolien oder folienartige Mate- rialien, die nicht thermoplastisch oder abdichtungsfähig sind, verwendet werden, sollten dieselben vorzugsweise mit thermoplastischen oder durch Wärmebehandlung abdichtungsfähigen Materialien überzogen werden.
Es konnte z. B. festgestellt werden, dass Aluminiumfolie, die beidseitig mit Vinylesterharz überzogen ist, sich für die Herstellung von Quetsehtuben nach dem hiernach beschriebenen Verfahren hervorragend eignet.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird aus dem folien oder filmartigen Ausgangs-oder Rohmaterial ein zylindrischer, rohrförmiger, auf die gewünschte Länge zugeschnittener Rohling hergestellt.
Dieser zylindrische, rohrförmige Rohling aus flachem Folien- oder Streifenmaterial kann entweder durch Zusammenrollen oder durch spiralförmige Wicklung gebildet werden.
Diese Wicklungen können in irgendeiner geeigneten Weise abgedichtet werden, z. B. durch Anwendung von Hitze oder Druck bei thermoplastischen oder durch Wärmebehandlung bei abdichtungsfähigen Materialien.
Solche Rohlinge können aus einer oder mehreren Windungen entsprechend der Art des Materials bestehen.
Bei dem in den Fig. 1 und 2 veranschau- lichten Verfahren wird ein solcher aus ausgewähltem Material bestehender Rohling 1 auf ein Paar mit Abstand voneinander angeordnete, zylindrische Dorne 2 und 3 aufgezogen. Diese Dorne sind axial zueinander durch eine koaxiale Spindel 4, die sich durch Bohrungen 5 und 6 in den Dornen hindurch erstreckt, ausgerichtet. Die Spindel 4 passt satt in diese Bohrungen, doch ist wenigstens einer der Dorne und vorzugsweise beide auf derselben drehbar und in Längsrichtung verschiebbar.
Nachdem der Rohling, wie Fig. 1 zeigt, auf die mit den konisehen Enden 7 und 8 ge geneinander gerichteten und in einem vorbestimmten Abstand voneinander entfernten Dorne aufgezogen ist, werden die Enden des Rohlings mittels geeigneten Mitteln an den beziehungsweisen Dornen festgeklemmt und die Dorne relativ zueinander rotiert. Es kann z. B., wie in Fig. 2 durch Pfeile angedeutet ist, der eine Dorn im Uhrzeigersinn und der andere im Gegenuhrzeigersinn rotiert wer den, oder wahlweise kann der eine Dorn festgehalten und nur der andere rotiert werden.
Diese Relativverdrehung der Dorne verdreht den zwischen den beiden Dornen befindlichen, nicht abgestützten Teil des rohrförmigen Rohlings und verursacht, dass sich dieser Teil einwärts auf die Spindel hin zusammenzieht, wobei sich die Dorne bei fortgesetzter Ver drehung einander axial nähern.
Die verdrehende Bewegung bewirkt am nicht abgestützten Teil des Rohlings von selbst die Entstehung einer Vielheit von schmalen, spiralförmig verlaufenden Falten und ein allmähliehes sattes Aufwickeln des gefältelten Materials um die Spindel 4 und die konischen Enden 7 und 8 der Dorne (Fig. 2). Die spiralförmigen Falten nehmen somit, wie in Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, ihren Anfang am Aussenumfang des einen Dornes, z. B. des Dornes 2, und verlaufen einwärts längs der konischen Oberfläche 7 in tangential zum Hals münden den Linien, dann verlaufen sie schraubenförmig um die Spindel bis zur konisehen Oberfläche 8 und auf der letzteren auswärts bis zum Aussenumfang des Dornes 3.
Der rohrförmige Máterialbe] ag 9, der schraubenförmig um die Spindel 4 gewunden ist und die Substanz für die hiernach erläuterte Gestaltung des Halses der gebrauchsfertigen Tube bildet, weist wegen dieser Wicklung eine grössere Wandstärke auf als der rohrförmige Rohling. Der gefältelte Materialbelag 10 bezw. 10', der die konische Oberfläche 7 bezw. 8 der Dorne überdeckt und die Schulter der gebrauchsfertigen Tube bildet, weist eine vom Aussenumfang des Rohlings bis zum Halsansatz zunehmende Wandstärke auf.
Ein alternatives Verfahren ist in den Fig. 3 bis 5 veranschaulicht. Auch in diesem Falle wird ein rohrförmiger Rohling 1 auf die beiden Dorne 2 und 3 aufgezogen, nur sind dieselben, wie in Fig. 3 ersichtlich ist, weniger weit voneinander entfernt als in Fig. 1. Die Dorne werden ebenfalls relativ zueinander rotiert, doch ist es in der folgenden Beschreibung zweckdienlich, anzunehmen, dass der untere Dorn 3 festgehalten und der obere Dorn 2 rotiert werde. In diesem Fall wird der Rohling 1 am einen Dorn, z. B. dem untern Dorn 3, satt festgeklemmt, nicht so am obern Dorn 2, wo der Rohling bloss in solcher Weise gehalten wird, dass sein oberes Ende mit dem Dorn rotiert, der Rohling aber gleichzeitig in der Längsrichtung des Dornes kriechen kann. Dies kann z.
B. durch die Anwendung von Rollen verwirklicht werden, die als Haltemittel für den Rohling dienen, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Nachdem der Rohling auf die Dorne aufgezogen ist, wird der obere Dorn rotiert, wodurch der nicht abgestützte Teil des Rohlings zwischen den Dornen verdreht und einwärts auf die Spindel zu eingeschnürt wird, wie in Fig. 4 ersichtlich ist, wobei der obere Dorn während dieses Teils des Verfahrens auf den untern Dorn zu bewegt wird. Bei Erreichen der in Fig. 4 gezeichneten Lage wird der obere Dorn unter Fortsetzung der Rotation vom untern Dorn wegbewegt, wobei dem Rohling ermöglicht wird, in Längsrichtung auf dem obern Dorn zu rutschen.
Auf diese Weise wickelt sich das Material satt um die Spindel 4, wie Fig. 5 zeigt. Durch Überwachen des Masses der rückläufigen Bewegung des Dornes im Zusammenhang mit dem Mass der Rotation des Dornes kann die Wandstärke der schraubenförmig gewundenen Wicklung 9 beurteilt werden, und in Fällen, da ein dickerer Belag gewünscht wird, lässt sich ein solcher in entsprechender Weise erzielen.
Das : Ergebnis der beiden beschriebenen Herstellungsverfahren ist mit Ausnahme der Abweichung hinsichtlich der Wandstärke von Schulter und Hals der Tube gleichartig und besteht, wie Fig. 6 veranschaulicht, in der Gestaltung von zwei noch nicht fertig geformten Tuben in einem Arbeitsgang, die jede aus einem rohrförmigen Tubenteil, einer aus spiralförmig gefälteltem Material gebildeten Schulter und einem länglichen, mit schraubenförmig verlaufenden Falten ver sehenen : Hals besteht, wobei alle diese Teile in einem Stück aus einem einzigen Rohling gestaltet sind. Im folgenden Arbeitsgang werden die beiden Tuben voneinander ge trennt, indem der je Halsteil in seiner Mitte mit geeigneten Mitteln, wie einem Messer 11, durchschnitten wird.
Die lange, gemeinsame Spindel 4 wird alsdann aus den Dornen herausgezogen und in jeden Dorn je eine kürzere Spindel 12 eingesetzt. Ein eine Tube tragender Dorn, wie z. B. Dorn 2, wird darauf in eine Presse eingesetzt, die zwei einander gegenüberliegende Platten 13 und 14 und ein von einer dieser Platten getragenes Gesenk 15 mit einem Hohlraum 16 aufweist. Dieser Hohlraum 16 besitzt eine leicht konische Wandung 17 und eine konische Oberfläche 18, welch letztere zum Zusammenwirken mit der konischen Stirnoberfläche des Dornes beim Formen der Schulter der Tube bestimmt ist. Der Hohlraum 16 verengt sich in der Tiefe zu einem kleineren Hohlraum 19, der zur Aufnahme des länglichen Halses bestimmt ist.
In die Wandung dieses Hohlraumes 19 ist ein Gewinde geschnitten, das beim Pressvorgang ein entsprechendes Gewinde am Hals der gebrauchsfertigen Tube formt. Auch führt eine Bohrung 20 durch das Gesenk, in welche die Spindel 12 hineinpasst.
Bei in die Presse eingesetztem Dorn, was in Fig. 8 dargestellt ist, zeigt sich, dass der Aussendurchmesser des Halses kleiner als der Innendurchmesser des mit dem Gewinde versehenen Hohlraumes 19 ist, dass aber die Länge des Halses grösser als die Tiefe dieses Hohlraumes ist. Somit wird bei Ausübung eines Pressdruckes das Material am Hals umgestaltet und zu einem verkürzten, aber verdickten, mit Gewinde versehenen Hals zusammengepresst, wie dies in den Fig. 9 und 11 ersichtlich ist. Gleichzeitig werden die Falten der Schulter dem Pressdruck unterworfen, wobei jedoch die Spindel 12 als Anschlag dient, um die Ausübung eines übermässigen Pressdruckes zu verhüten. Um eine hinreichende Festigkeit des Halses zu erzielen, muss die Verdickung des Halses beträchtlich sein, z.
B. sollte die Wandstärke des Halses an der gebrauchsfertigen Tube das Mehrfache der Wandstärke des rohrförmi$en Teils der Tube sein.
In vielen Fällen genügt die Anwendung von Druck allein, um die sich überlappenden Falten der Schulter und des Halses so satt aufeinanderzupressen, dass sie einer nachträglichen Trennung widerstehen und die Gestalt von Schulter und Hals samt Gewinde während des üblichen Gebrauches der Tube erhalten bleibt. Hingegen kann bei Verwendung von thermoplastischem oder durch Wärmebehandlung abdichtungsfähigem Ma- terial, falls erwünscht, das Gesenk 15 in geeigneter Weise erhitzt werden, so z.
B. mittels eines passenden elektrischen Heizelementes oder mittels Dampf, wobei Mittel zum Regulieren der Temperatur auf der für die Wärmebehandlung des ausersehenen Materials erforderlichen Höhe und Mittel zum mühlen des Gesenkes vor dem Herausnehmen der gebrauchsfertigen Tube vorgesehen sein können.
Bei Anwendung angepassten Druckes oder Hitze und Druckes, wie oben beschrieben, erhält der verkürzte und verdickte Hals eine Festigkeit und Widerstandsfähigkeit, welche nahe an die Festigkeitswerte von gezogenen Zletalltuben, wie solchen aus Zinn, herankommen. Nach Aufhebung des Druckes wird die Tube aus dem Gesenk durch Herausschrauben entfernt, oder, wenn das Gesenk aus zwei komplementären Teilen besteht, kann die Tube unter Zerlegung der Gesenkteile herausgenommen werden.
Die nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Tube eignet sich vortrefflich zur Verwendung als Quetschtube, denn die zylindrische Wandung ist dünn und biegsam, während die Schulter wegen der Falten, welche eine vom Aussenumfang gegen den Halsansatz hin zunehmende Dicke aufweisen, genügend Widerstandsfähigkeit besitzt, um ihre Gestalt bei normalem Gebrauch der Tube beizubehalten. Endlich besitzt der verkürzte und verdickte, rohrförmige Hals nach der Druclrbehandh*ng und endgültigen Formgebung dauerhafte Festigkeit und Widerstandsfähigkeit und ist, wenn er, wie in der Zeichnung dargestellt, ein Gewinde aufweist, mit einem Schraubhütehen, wie sie gewöhn lich als Verschluss für Metalltuben verwendet werden, verschliessbar.
PATETANSPROCHE:
I. Verfahren zur Herstellung von Quetsch- tuben aus folienartigem Material, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Folie ein Zylinder hergestellt wird, der dann auf einem Teil seiner Länge durch Falten zu einer Schulter und einem Hals umgeformt wird, worauf der Hals durch Längsdruck verkürzt und seine Wandung verdickt wird.
Process for the production of squeeze tubes and squeeze tubes manufactured according to the process.
The present invention relates to a method for the production of squeeze bars and a tube produced by the method. Its purpose is to produce squeeze tubes from film-like or foil-like material as a replacement for the drawn metal tubes that have been used up to now.
According to the invention, the method for producing squeeze tubes from film-like material is characterized in that a cylinder is made from the film, which is then formed over part of its length by folding to a shoulder and a neck, whereupon the neck through Shortened longitudinal pressure and thickened its wall.
The squeeze tube produced by this method is characterized by a cylindrical part, a shoulder and a neck, all of which are formed from a single, tubular blank, the shoulder having a plurality of folds which extend over the neck to its end and the wall of the neck is thicker than that of the cylindrical part.
A preferred embodiment of the method according to the invention is shown, for example, in the accompanying drawing. It also shows an embodiment of the tube according to the invention.
Fig. 1 is an elevation with parts in section showing the mandrels at: the beginning of the molding process.
Figure 2 is a similar view showing a later stage of the molding process.
Figs. 3 to 5 are similar views showing the operation of a different method.
Fig. 6 is an elevation showing the tube in an intermediate form.
FIG. 7 shows a section along the line 7-7 in FIG. 6.
8 and 9 show sections to illustrate the process in the phase of forming the ready-to-use neck of the squeeze tube.
Fig. 10 shows a section on a larger scale through a detail.
Fig. 11 is an elevation, partly in section, of the ready-to-use Quetschtube.
Suitable materials to be used in making squeeze tubes by the process described below are many of the soft films or sheets that are now commercially available, e.g. B. the various cellulosic films, or resin-based films and rubber-based films. Paper, metal foil or other foil-like materials can also be used for certain purposes. The choice of suitable material for these tubes will depend entirely on the nature of the contents to be filled into them, but for most purposes a material that is thermoplastic or sealable by heat treatment is preferred for reasons explained below.
If paper, metal foils or sheet-like materials that are not thermoplastic or sealable are used, they should preferably be coated with thermoplastic or heat-treated sealable materials.
It could e.g. B. found that aluminum foil, which is coated on both sides with vinyl ester resin, is ideally suited for the production of squeeze tubes according to the process described below.
When carrying out the method, a cylindrical, tubular blank, cut to the desired length, is produced from the foil or film-like starting or raw material.
This cylindrical, tubular blank made of flat foil or strip material can be formed either by rolling it up or by spiraling it.
These windings can be sealed in any suitable manner, e.g. B. by applying heat or pressure to thermoplastic materials or by heat treatment to sealable materials.
Such blanks can consist of one or more turns according to the type of material.
In the method illustrated in FIGS. 1 and 2, such a blank 1 consisting of selected material is drawn onto a pair of cylindrical mandrels 2 and 3 arranged at a distance from one another. These mandrels are axially aligned with one another by a coaxial spindle 4 which extends through bores 5 and 6 in the mandrels. The spindle 4 fits snugly in these bores, but at least one of the mandrels and preferably both on the same is rotatable and displaceable in the longitudinal direction.
After the blank, as shown in FIG. 1, is pulled onto the conical ends 7 and 8 facing each other and spaced at a predetermined distance from one another, the ends of the blank are clamped by suitable means on the respective thorns and the thorns relative rotates to each other. It can e.g. B., as indicated by arrows in Fig. 2, the one mandrel clockwise and the other rotates counterclockwise who the, or alternatively, one mandrel can be held and only the other rotated.
This relative rotation of the mandrels rotates the unsupported part of the tubular blank located between the two mandrels and causes this part to contract inward towards the spindle, the mandrels approaching each other axially as the rotation continues.
On the unsupported part of the blank, the twisting movement automatically creates a multitude of narrow, spiral-shaped folds and gradually wraps the pleated material around the spindle 4 and the conical ends 7 and 8 of the mandrels (Fig. 2). As can be seen in FIGS. 6 and 7, the spiral folds thus begin at the outer circumference of one mandrel, e.g. B. of the mandrel 2, and run inwards along the conical surface 7 in tangential to the neck, the lines open, then they run helically around the spindle to the conical surface 8 and on the latter outwards to the outer circumference of the mandrel 3.
The tubular material element 9, which is wound helically around the spindle 4 and forms the substance for the design of the neck of the ready-to-use tube explained below, has a greater wall thickness than the tubular blank because of this winding. The pleated material covering 10 respectively. 10 ', which respectively the conical surface 7. 8 covers the mandrel and forms the shoulder of the ready-to-use tube, has an increasing wall thickness from the outer circumference of the blank to the base of the neck.
An alternative method is illustrated in Figures 3-5. In this case, too, a tubular blank 1 is drawn onto the two mandrels 2 and 3, only, as can be seen in FIG. 3, they are less far apart than in FIG. 1. The mandrels are also rotated relative to one another, but is In the following description it is appropriate to assume that the lower mandrel 3 is being held and the upper mandrel 2 is being rotated. In this case, the blank 1 is attached to a mandrel, e.g. B. the lower mandrel 3, firmly clamped, not so on the upper mandrel 2, where the blank is held in such a way that its upper end rotates with the mandrel, but the blank can simultaneously creep in the longitudinal direction of the mandrel. This can e.g.
B. can be realized through the use of roles that serve as a holding means for the blank, but are not shown in the drawing.
After the blank is drawn onto the mandrels, the upper mandrel is rotated, twisting the unsupported portion of the blank between the mandrels and constricting inwardly towards the spindle, as seen in Figure 4, the upper mandrel during this portion of the process is moved towards the lower mandrel. When the position shown in FIG. 4 is reached, the upper mandrel is moved away from the lower mandrel while continuing the rotation, the blank being enabled to slide in the longitudinal direction on the upper mandrel.
In this way, the material wraps itself around the spindle 4, as shown in FIG. By monitoring the amount of backward movement of the mandrel in connection with the amount of rotation of the mandrel, the wall thickness of the helically wound winding 9 can be assessed, and in cases where a thicker covering is desired, such can be achieved in a corresponding manner.
The result of the two manufacturing processes described is the same, with the exception of the difference in the wall thickness of the shoulder and neck of the tube and consists, as FIG. 6 illustrates, in the design of two unfinished tubes in one operation, each consisting of a tubular Tube part, a shoulder formed from a spiral-shaped pleated material and an elongated, with helically extending folds ver see: Neck consists, all these parts are designed in one piece from a single blank. In the following operation, the two tubes are separated from each other by cutting each neck part in its center with suitable means, such as a knife 11.
The long, common spindle 4 is then pulled out of the mandrels and a shorter spindle 12 is inserted into each mandrel. A mandrel carrying a tube, e.g. B. mandrel 2 is then inserted into a press which has two opposing plates 13 and 14 and a die 15 carried by one of these plates and having a cavity 16. This cavity 16 has a slightly conical wall 17 and a conical surface 18, the latter being intended to interact with the conical end surface of the mandrel when the shoulder of the tube is being formed. The cavity 16 narrows in depth to a smaller cavity 19, which is intended to receive the elongated neck.
A thread is cut into the wall of this cavity 19 which, during the pressing process, forms a corresponding thread on the neck of the ready-to-use tube. A bore 20 also leads through the die, into which the spindle 12 fits.
When the mandrel is inserted into the press, which is shown in FIG. 8, it can be seen that the outer diameter of the neck is smaller than the inner diameter of the cavity 19 provided with the thread, but that the length of the neck is greater than the depth of this cavity. Thus, when a compressive pressure is exerted, the material on the neck is reshaped and compressed into a shortened but thickened, threaded neck, as can be seen in FIGS. 9 and 11. At the same time, the folds of the shoulder are subjected to the pressing pressure, but the spindle 12 serves as a stop in order to prevent excessive pressing pressure. In order to achieve sufficient strength of the neck, the thickening of the neck must be considerable, e.g.
B. the wall thickness of the neck on the ready-to-use tube should be several times the wall thickness of the tubular part of the tube.
In many cases, the application of pressure alone is sufficient to press the overlapping folds of the shoulder and the neck so tightly that they resist subsequent separation and the shape of the shoulder and neck, including the thread, is retained during normal use of the tube. On the other hand, when using thermoplastic material or material that can be sealed by heat treatment, the die 15 can be heated in a suitable manner if desired,
By means of a suitable electric heating element or by means of steam, means for regulating the temperature to the level required for the heat treatment of the selected material and means for milling the die before removing the ready-to-use tube.
With the application of adapted pressure or heat and pressure, as described above, the shortened and thickened neck acquires a strength and resistance which come close to the strength values of drawn metal tubes, such as those made of tin. After releasing the pressure, the tube is removed from the die by unscrewing it, or, if the die consists of two complementary parts, the tube can be removed by disassembling the die parts.
The tube produced by the method described is ideally suited for use as a squeeze tube, because the cylindrical wall is thin and flexible, while the shoulder has sufficient resistance to its shape because of the folds, which have an increasing thickness from the outer circumference towards the base of the neck Maintain the tube with normal use. Finally, the shortened and thickened, tubular neck has permanent strength and resistance after the pressure treatment and final shaping and, if it has a thread, as shown in the drawing, is with a screw cap, as is usually used as a closure for metal tubes are lockable.
PATETAN'S APPROACH:
I. A process for the production of squeeze tubes from film-like material, characterized in that a cylinder is made from the film, which is then formed over part of its length by folding to a shoulder and a neck, whereupon the neck is shortened by longitudinal pressure and its wall is thickened.