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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine doppelwandige Tube,
gebildet aus einem äußeren Mantel
aus Metall und einem welchen und schützenden inneren Mantel, zum
Aufbewahren und Spenden von Waschmitteln, Hygieneprodukten oder
Kosmetikprodukten, die sich gegenüber dem äußeren Mantel aus Metall besonders
aggressiv verhalten, wie zum Haarfärbemittel.
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STAND DER
TECHNIK
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Metalltuben sind wegen ihrer hohen
Wiederherstellungsraten besonders geschätzt. Zudem wird durch die perfekte
Plastizität
des Metalls jeglicher Rücklauf
des Produkts ins Innere der Tube vermieden, wenn der Benutzer nicht
mehr auf den Tubenmantel drückt.
Dagegen ist der Metallmantel sehr korrosionsanfällig, sobald es sich bei dem
Inhalt um besonders saure oder alkalische Produkte handelt.
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Versuche, bei denen die Innenwand
von Metalltuben mit einem Lack überzogen
wird, brachten keine guten Ergebnisse: die aufgebrachte Schicht fällt nie
sehr gleichmäßig aus,
sie haftet mehr oder weniger gut an der Wand, ist spröde und wird
bei den mehrfachen Handhabungen der Tube rissig. Diese Sprödigkeit äußert sich
in einer Rissbildung, die ein Austreten des Produkts bewirkt, wodurch
das Metall angegriffen wird und schließlich korrodiert. Zudem sind
die Enden der Tube, d. h. der Hals und auf der anderen Seite das
offene Ende, an dem die Tube gefüllt
wird und das anschließend
plattgedrückt
und umgebogen wird, um die Tube dicht zu verschließen, durch
den Lack nicht oder schlecht geschützt.
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Die Patentanmeldung FR-A-2 322 058
offenbart eine doppelwandige Tube, die aus zwei getrennt hergestellten
und durch ihre Hälse
miteinander verbundenen Tuben besteht. Dabei stellt die Metalltube einen äußeren Mantel
dar, der durch eine innere Tube aus Kunststoff vor dem aggressiven
Produkt geschützt
ist. Das obere Halsende der inneren Kunststofftube ragt über das
obere Ende der äußeren Metalltube
weit hinaus. Der überragende
Teil ist trompetenförmig
aufgeweitet und über
dem Metallhals offen und dann in einem über und rund um den Metallhals angeformten
Kunststoffende eingebettet. Für
die Herstellung einer solchen Tube sind somit mindestens drei getrennte
Arbeitsgänge
erforderlich: das Einstecken der inneren Tube in die äußere Tube,
das Aufweiten des überragenden
Halsendes der inneren Tube und das schwierige Anformen eines Kunststoffrings
an die Oberkante des äußeren Metallhalses.
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In der Patentanmeldung JP-A-7277349
ist eine doppelwandige Tube beschrieben, die wiederum aus zwei getrennt
hergestellten Tuben besteht, die jedoch im Bereich ihrer Hälse über ein
Aufsatzstück
miteinander verbunden sind, welches um das Ganze herum aufgepresst
wird. Der Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beruht auf diesem Stand
der Technik. Wie bei FR-A-2 322 058 ragt das obere Halsende der
inneren Tube über
das obere Ende der äußeren Metalltube
weit hinaus. Der überragende
Teil ist aufgeweitet und dann nach außen umgebogen und überdeckt
dabei den äußeren Metallhals.
Das Aufsatzstück
ist aufgepresst und stützt
sich an der Außenseite
des umgebogenen Teils der inneren Tube ab. Um eine gute Dichtheit
der Verbindung zu gewährleisten,
wird in JP-A-7277349 empfohlen, dass die innere Tube, die aus Kunststoff
besteht, zumindest an ihren Enden eine glatte Wand hat, die keine
formbedingte Trennfuge aufweist. Eine solche glatte Wand erhält man,
wenn die innere Tube spritzgegossen wird.
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Um leicht über das obere Ende des Halses umgebogen
werden und die äußere Seitenwand
des Metallhalses überdecken
zu können,
muss das Halsende der inneren Kunststofftube ziemlich dünn sein, was
ihm ein schlechtes Knickverhalten verleiht und den ersten Formgebungsschritt,
bei dem das Ende dieses Halses aufgeweitet wird, nicht erleichtert.
Dieser Schritt, der notwendig ist, wird dadurch erschwert, dass
ein Werkzeug entwickelt werden muss, das diesen Hals beim Aufweiten
festhält.
Zudem ist es bei Tuben mit großem
Fassungsvermögen,
die eine Mantellänge
von mehr als 130 Millimeter haben müssen, nicht einfach, durch
Spritzguss einen dünnwandigen
Hals aus einem Kunststoff herzustellen, der gegen Rissbildung infolge
Beanspruchung gut beständig
ist. Diese Tuben erfordern nämlich
den Einsatz von Werkstoffen, die zur Einspritzung auf großen Längen in
einen engen Spalt geeignet sind. Solche Werkstoffe müssen eine
hohe Fließzahl
haben, höher
als 15, und sind bei Kontakt mit dem Füllgut weitaus anfälliger gegen
Rissbildung infolge Beanspruchung als die gewöhnlich verwendeten Werkstoffe,
die eine geringere Fließzahl
haben (0,2 bis 2).
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Des Weiteren wäre es wünschenswert, dass der innere
Mantel aus Kunststoff mit anderen wirtschaftlicheren Mitteln hergestellt
wird, beispielsweise durch Extrusionsblasen oder auch Gießen eines Kopfes
auf einen extrudierten oder gewalzten und geschweißten Mantel.
Dazu müsste
man sich vom Zwang befreien, eine äußere Wand ohne Geometriefehler
zu haben, wie zum Beispiel eine formbedingte Trennfuge, oder auch
vom Zwang, eine reproduzierbare Halsgeometrie zu haben, wobei diese
Bedingungen in JP-A-7277349 notwendig sind, um eine einwandfreie
Dichtheit der Verbindung zwischen den Hälsen zu erzielen.
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AUFGABENSTELLUNG
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Die Anmelderin hat es sich deshalb
zur Aufgabe gestellt, eine doppelwandige Tube mit einem welchen
und schützenden
inneren Mantel und einem äußeren Mäntel aus
Metall zum Aufbewahren und Spenden von Produkten, die gegenüber dem
Metallmantel aggressiv sind, auf wirtschaftliche Weise herzustellen,
wobei die beiden Mäntel
durch ihre Enden miteinander verbunden sind und die Verbindung im Bereich
der Hälse
eine verbesserte Dichtheit aufweist, insbesondere bei Tuben von
großer
Länge.
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DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Gegenstand der Erfindung ist eine
doppelwandige Tube zum Aufbewahren und Spenden aggressiver Produkte,
umfassend eine innere Tube mit einem Mantel, einer Schulter und
einem inneren Hals, welcher eine innere Öffnung begrenzt, und eine äußere Tube
aus Metall mit einem Mantel, einer Schulter und einem äußeren Hals,
wobei die beiden Tuben im Bereich ihrer Hälse durch ein Aufsatzstück miteinander
verbunden sind, das einen Boden und mindestens einen äußeren Mantel
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsatzstück außerdem mit
einem inneren Mantel versehen ist, so dass bei aufgepresstem Aufsatzstück der innere
und äußere Hals
zwischen dem inneren und äußeren Mantel
eingeklemmt sind, wobei die Außenwand
des inneren Mantels eine kegelstumpfartige Form hat und eine Umfangserweiterung
an den Mittelteilen der Hälse und
eine Aufweitung der Enden dieser Hälse bewirkt.
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Bei aufgepresstem. Aufsatzstück liegt
der Boden des Aufsatzstücks
nicht auf den Oberkanten des inneren und äußeren Tubenhalses auf, d. h.
zwischen dem Boden des Aufsatzstücks
und den Oberkanten ist ein Nichtnull-Spiel vorhanden, das größer ist
als einige Zehntel Millimeter. Der in den inneren Tubenhals eingeführte Teil
des inneren Mantels des Aufsatzstücks hat auf einer Länge von
mindestens 2 Millimetern einen größeren Außendurchmesser als der Ausgangsdurchmesser
der inneren Öffnung.
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Die innere Tube kann aus einem beliebigen welchen
Material bestehen, das geeignet ist, den äußeren Mantel aus Metall vor
dem verpackten korrosiven Produkt zu schützen. Dabei wird vorzugsweise eine
innere Tube aus Kunststoff gewählt.
Sie wird mit einem beliebigen bekannten Mittel hergestellt: Spritzgießen, Extrusionsblasen,
Gießen
des Kopfes und anschließendes Aufschweißen auf
einen extrudierten oder gewalzten und geschweißten Mantel. Ihr Hals hat weder
versenkte noch erhabene Stellen, kann aber formbedingte Trennfugen
aufweisen. Er ist genügend
dick ausgestaltet, um jegliche Knickgefahr beim Aufpressen des Aufsatzstücks auf
die Tubenhälse
zu vermeiden. Die Geometrie dieses hohlen zylindrischen Tubenhalses
ist vorzugsweise so zu berechnen, dass ein Verhältnis Höhe zu Dicke größer 10 vorliegt,
um eine "akkordeonartige" Verformung des Halses
zu vermeiden.
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Die äußere Tube ist aus Metall. Sie
weist einen Mantel, eine Schulter und einen Hals auf. Vor Aufpressen
des Aufsatzstücks
wird die innere Tube in die äußere Tube
eingeführt.
Da der Außendurchmesser
des inneren Tubenhalses im wesentlichen dem Innendurchmesser des äußeren Tubenhalses entspricht
oder sehr geringfügig
darunter liegt, liegen die beiden Tubenhälse auf einer gewissen gemeinsamen
Höhe bedingt
durch ihre Innen- bzw. Außenwand
sehr nahe beieinander. Dabei ragt der innere Hals nicht oder nur
sehr geringfügig über den äußeren Hals
heraus und braucht deshalb über
das Ende des äußeren Halses
nicht umgebogen zu werden.
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Das Aufsatzstück sieht ähnlich wie die Aufsatzstücke älterer Technik
aus; es kann mit einem äußeren Mantel
versehen sein, der auf seiner Außenwand Mittel zur festen Verbindung
mit einem Stopfen, beispielsweise ein Gewinde aufweist. Durch Befestigungsmittel
wie Haltewulste, die auf der Außenwand des äußeren Tubenhalses
bzw. auf der Innenwand des äußeren Mantels
des Aufsatzstücks
angebracht sind, wird es fest auf und um den äußeren Tubenhals herum gehalten.
Wird beabsichtigt, die Tube zu verschließen, indem eine Kapsel oder
ein Stopfen auf die Außenwand
des Aufsatzstücks
geschraubt wird, ist der äußere Mantel
auf seiner Außenwand
mit einem Gewinde und auf seiner Innenwand, die bereits mit einem
Haltewulst versehen ist, mit Antirotationsmitteln, wie zum Beispiel
Längsrippen
versehen. Beim Aufpressen des Aufsatzstücks werden diese Mittel zwischen
Antirotationsmittel geführt – wiederum
in Form von Längsrippen
mit zum Beispiel zusätzlichen Bereichen – die auf
der Außenwand
des äußeren Tubenhalses
angebracht sind. Um dieses Einführen
zu erleichtern, ist das Aufsatzstück vorzentriert, wobei das
Vorzentrieren durch die Anwesenheit des inneren Mantels erleichtert
wird, und die Rippen sind an ihren oberen Enden, was die Rippen
des äußeren Tubenhalses
betrifft, und an ihren unteren Enden, was die Rippen des äußeren Mantels
des Aufsatzstücks
betrifft, spitz zulaufend ausgebildet. Mehrere Rippenformen und
-systeme, die das Selbstzentrieren eines Teils erleichtern, das
um ein anderes Teil herum montiert werden soll, wurden bereits in
EP-A-0 119 145 vorgeschlagen.
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Der Boden des Aufsatzstücks befindet
sich in einem solchen Abstand vom Haltewulst, welcher auf der Innenwand
des äußeren Mantels
des Aufsatzstücks
angebracht ist, dass die Innenfläche
dieses Bodens am Ende des Aufpressvorgangs die aufgeweiteten Enden
der Tubenhälse
nicht plattdrückt.
Der Boden des Aufsatzstücks
liegt somit auf keiner der Oberkanten der Tubenhälse auf.
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Der innere Mantel des Aufsatzstücks wurde in
die innere Öffnung
hineingepresst, wobei der Außendurchmesser
der orthogonalen Abschnitte des inneren Mantels auf einem mit dem
inneren Tubenhals in Kontakt stehenden und mindestens 2 Millimeter langen
Teil größer ist
als der Ausgangsdurchmesser der inneren Öffnung, d. h. der Ausgangsdurchmesser der
inneren Öffnung
vor Einpressen des Aufsatzstücks.
Dabei stellte die Anmelderin fest, dass diese Mindestlänge respektiert
werden muss, egal, welcher Außendurchmesser
für den
Tubenhals vorgesehen ist, der praktisch 4 bis 25 Millimeter beträgt.
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Durch den fehlenden Kontakt mit den
Oberkanten der Tubenhälse,
insbesondere mit der Oberkante des inneren Tubenhalses, sowie eine
ausreichend lange Reibungsfläche
kann die innere Tube fest in der äußeren Tube festgelegt werden.
Diese Festlegung wird durch eine Aufweitung der Halsenden noch weiter
verbessert.
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Die Außenwand des inneren Mantels
weist eine insgesamt kegelstumpfartige Form auf, wobei das offene
Ende des Mantels auf den Scheitelpunkt des Kegels ausgerichtet ist,
derart, dass der innere Mantel beim Einpressen in die innere Öffnung eine plastische
Verformung in Form einer Aufweitung der Enden der beiden Tubenhälse bewirkt.
Der innere Mantel des Aufsatzstücks
hat somit eine zweifache Aufgabe: er ist zunächst ein Mittel, das beim Einpressen
des Aufsatzstücks
eine Umfangserweiterung an den Mittelteilen der Tubenhälse bewirkt,
wobei der innere Tubenhals, der mit dem Mantel in unmittelbarem Kontakt
steht, mehr beansprucht wird, und das danach eine Aufweitung der
Enden dieser Hälse
bewirkt. Er stellt schließlich
einen Dichtmantel dar, der während
der gesamten Gebrauchszeit der Tube wirksam ist.
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Der innere Tubenhals, der mit dem
inneren Mantel des Aufsatzstücks
in unmittelbarem Kontakt steht, verformt sich und dehnt sich dabei
umfangsseitig aus und seine Außenwand
drückt
sich gegen die Innenwand des äußeren Tubenhalses
und überträgt dabei
nach außen
gerichtete radiale Kräfte,
wodurch ein Kontakt zwischen diesen Wänden gewährleistet ist, der dann um
so enger ist, wenn der äußere Tubenhals
weniger verformbar, d. h. steifer und härter ist als der innere Tubenhals.
Es ergibt sich eine gleichmäßig dichte
Verbindung, auch dann, wenn die Außenfläche des inneren Mantels nicht
vollkommen glatt ist, beispielsweise aufgrund einer formbedingten Trennfuge.
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Um den Kräften standzuhalten, die durch dieses
Einpressen bewirkt werden, ist der innere Mantel des Aufsatzstücks in der
Nähe seiner
Halterungen vorzugsweise dicker ausgestaltet. Bei einer bevorzugten
Ausführungsart
der Erfindung wird der innere Mantel des Aufsatzstücks mit
einer zylindrischen Innenwand und einer axialsymmetrischen Außenwand
in Gestalt eines zylindrischen Doppelkegelstumpfs versehen, wobei
der Mittelteil zylindrisch ist und die beiden anderen Teile kegelstumpfförmig ausgebildet
sind.
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Die Außenwand des inneren Mantels
des Aufsatzstücks
weist vorzugsweise drei weitgehend gleichdimensionierte Teile auf,
die sich ausgehend vom Boden beschreiben lassen durch:
- – einen
ersten kegelstumpfförmigen
Teil mit einem halben Kegelwinkel von 5 bis 20°, wobei der Scheitelpunkt auf
das offene Ende ausgerichtet ist;
- – einen
zweiten zylindrischen Teil mit kreisförmigem Querschnitt, dessen
Durchmesser größer ist als
der Ausgangsdurchmesser der inneren Öffnung, d. h. der Durchmesser
der vom inneren Hals begrenzten Öffnung
vor Aufpressen des Aufsatzstücks;
- – einen
dritten kegelstumpfförmigen
Teil mit einem halben Kegelwinkel von 5 bis 20°, wobei der Scheitelpunkt auf
das offene Ende ausgerichtet ist.
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Diese Form bewirkt beim Aufpressen
des Aufsatzstücks
auf die Hälse
eine je nach den Teilen unterschiedliche Erweiterung dieser Hälse:
- – eine
starke Umfangserweiterung in der Nähe der Halterung des Mantels
am Boden des Aufsatzstücks:
die beide Halsenden sind plastisch verformt, d. h. sie wurden irreversibel
aufgeweitet. Der Winkel der kegelstumpfförmigen Wand muss folglich ausreichend
sein (> 5°), um eine
deutliche Verformung der beiden Hälse zu bewirken, aber dennoch
in Grenzen gehalten werden, um zu große Beanspruchungen oder ein
Zerreißen
zu vermeiden. Das Ende des äußeren Halses
wird vorteilhaft begrenzt erweitert, indem es gegen die Innenwand
des äußeren Mantels
des Aufsatzstücks schlägt, wodurch
ein dichter Kontakt zwischen den beiden Hälsen im Bereich ihrer Enden
erhalten bleibt.
- – eine
relativ starke Umfangserweiterung in der Mitte des Mantels: die
jeweiligen, von ihren Enden entfernten Halsbereiche haben bei ihrer
Verformung einen geringeren Freiheitsgrad. Der innere Hals, der
zwischen dem inneren Mantel des Aufsatzstücks und dem äußeren Hals,
die beide steifer ausgebildet sind, eingezwängt ist, wird in diesem mittleren
Teil stärker
abgeflacht als im Bereich seiner aufgeweiteten Enden. Der betreffende
Teil des inneren Halses wird somit "eingeschnürt", was mit der Reibung auf den Wänden dazu
beiträgt,
dass die innere Tube in der äußeren Tube
festgehalten wird.
- – eine
geringe bis Nullausdehnung am Mantelende: durch den kegelstumpfförmigen Teil
der Außenwand
des inneren Mantels des Aufsatzstücks wird das Positionieren
des letztgenannten über den
Hälsen
erleichtert und eine akkordeonartige Verformung des inneren Halses
vermieden.
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Um die Dichtigkeit zu verbessern,
wird das Ende des metallischen äußeren Halses
so verformt, dass es auf der Innenwand des Aufsatzstücks zur Anlage
kommt. Der Kontakt zwischen den beiden verformten Halsenden wird
dadurch zwischen dem Boden des inneren Mantels und dem des äußeren Mantels
des Aufsatzstücks
aufrechterhalten. Um die Anschlagbewegung des äußeren Halsendes gegen den äußeren Mantel
des Aufsatzes zu erleichtern, ist der Boden des äußeren Mantels dick und seine
Innenwand glatt ausgebildet, mit einem Durchmesser, der . im wesentlichen
dem Außendurchmesser
des äußeren Halses
entspricht, erhöht
um einen Wert, der kleiner ist als der Unterschied zwischen dem Durchmesser
des zylindrischen Teils des inneren Mantels des Aufsatzstücks und
dem Ausgangsdurchmesser der äußeren Öffnung.
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Der innere Hals ist ziemlich dick
ausgestaltet, wodurch der Einfluss einer eventuellen örtlichen Überdicke
der Außenwand
des inneren Halses auf die Qualität der Festlegung und Dichtheit
verringert werden kann. Im Vergleich zu den einfach geformten Aufsatzstücken älterer Technik
weist das erfindungsgemäße Aufsatzstück den Vorteil
auf, dass der dichte Kontakt auf dem ersten Durchmesser erfolgt,
auf den das Produkt stößt. Es besteht
somit keine Gefahr, dass sich das Produkt in den während des
Gebrauchs der Tube. mehr oder weniger beanspruchten Randbereichen
staut. Weiters erfolgt der enge Kontakt auf dem kleinsten Durchmesser,
wodurch eine stärkere
und effizientere Festlegung bei einem gegebenen Durchmesserunterschied
erzielt werden kann.
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Das Aufsatzstück besteht vorzugsweise aus einem
härteren
und steiferen Material als die innere Tube, das gleichzeitig weniger
hart und weniger steif als die äußere Tube
ist. Eine Lösung,
bei der Polypropylen (PP) für
das Aufsatzstück,
geglühtes
Aluminium für
die äußere Tube
und Polyethylen niedriger Dichte (PE-LD) für die innere Tube verwendet
wird, bringt gute Ergebnisse.
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Der äußere Mantel des Aufsatzstücks muss genügend dünn sein,
um eine geeignete Öffnung
für die
Spendeleistung des Produkts zu belassen, und genügend dick sein, um an beiden
Hälsen
die gewünschten
Verformungen zu bewirken, und dabei mechanisch den Kräften standhalten,
die während des
Aufpressens des Aufsatzstücks
erzeugt wurden und die während
der gesamten Gebrauchszeit der Tube nachlassend fortdauern. Der
Mantel besteht vorzugsweise aus einem dem Aufsatzstück entsprechenden
Material und ist beispielsweise in hartem Kunststoff wie Polypropylen
gegossen. Die äußere Tube,
die aus Aluminium besteht, wird nach dem Formen vollständig geglüht, wodurch
ihr in den dünnen Bereichen
eine gewisse Geschmeidigkeit verliehen wird. Die innere Tube besteht
aus einem möglichst geschmeidigen
und welchen Werkstoff, der gegen Rissbildung infolge Beanspruchung
bei Anwesenheit eines aggressiven Mediums wie einem Haarfärbemittel
gut beständig
ist. Sie ist vorzugsweise aus einem Kunststoff wie Polyethylen niedriger
Dichte gefertigt. Ein getrenntes Gießen des Kopfes und dessen Befestigung
auf einem extrudierten oder gewalzten und geschweißten Mantel – wobei
diese beiden Vorgänge durch
Anformen gleichzeitig durchgeführt
werden können – ermöglicht es,
einen unterschiedlichen Kunststoff für den Kopf und für den Mantel
zu wählen, wobei
beide jedoch gegen das Produkt, das die Tube enthalten soll, chemisch
beständig
sein müssen.
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Nach erfolgter Wahl der jeweiligen
Werkstoffe für
die Tuben und das Aufsatzstück
wurden von der Anmelderin unterschiedliche Geometrien getestet,
indem insbesondere die Durchmesser und die Wanddicken der Hälse und
der Mantelteile des Aufsatzstücks
verändert
wurden. Die besten Dichtverhältnisse
wurden mit einem inneren Hals erzielt, der annähernd genauso dick ist wie
der zylindrische Teil des inneren Mantels des Aufsatzstücks. Der äußere Hals
kann dünner
sein als die beiden anderen Teile, da das Metall wesentlich steifer
ist. An seinem oberen Ende kann er noch bis typischerweise auf die
halbe Dicke des inneren Halses abgeflacht werden, so dass er sich
ohne großen
Widerstand plastisch aufweitet, was die Aufweitung des inneren Halses
erleichtert, wobei letzterer dicker bleibt als im Mittelteil. Der
innere Hals ist somit in seinem Mittelteil zwischen einem nicht
oder gering abgeflachten Ende und einer nicht deformierten Basis "eingeklemmt", wobei seine Festlegung
dazu beiträgt,
dass die innere Tube fest in der äußeren Tube gehalten wird.
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Beim Verbinden entspricht die durch
den inneren Mantel des Aufsatzstücks
bewirkte Verformung einer Spannung von 3 bis 8%, vorzugsweise 4 bis
6%, d. h. dass der Außendurchmesser
des zylindrischen Teils des inneren Mantels des Aufsatzstücks um ca.
5% größer ist
als der Ausgangsdurchmesser der inneren Öffnung. Weniger Spannung ergibt
keine guten Dichtverhältnisse
während
der gesamten Gebrauchszeit der Tube. Es wird nämlich nach einigen Wochen bei
Raumtemperatur eine gewisse, je nach anfänglicher Spannung mehr oder
weniger starke Lockerung festgestellt. Mehr Spannung führt während des
Aufpressens des Aufsatzstücks auf
die Hälse
entweder zu einer akkordeonartigen Verformung des inneren Tubenhalses
oder bei starker Dicke des inneren Halses zu einem unzulänglichen
Aufpressen, wodurch das Verbinden unmöglich wird.
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Ein zweiter Gegenstand der Erfindung
betrifft das Aufsatzstück
selbst, das einen Boden und einen mit Rast- und Antirotationsmitteln
versehenen äußeren Mantel
aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen wiederum
an seinem Boden befestigten inneren Mantel aufweist, dessen Außenwand eine
insgesamt kegelstumpfartige Form hat, wobei das offene Ende des
Mantels auf den Scheitelpunkt des Kegels ausgerichtet ist. Dieser
innere Mantel ist in der Nähe
seiner Halterung am Boden des Aufsatzstücks vorzugsweise dicker ausgebildet.
Er hat vorteilhaft eine zylindrische Innenwand und eine zylindrisch-doppelkegelstumpfförmige Außenwand,
wobei die kegelstumpfförmigen
und zylindrischen Teile etwa die gleiche Höhe haben und die kegelstumpfförmigen Teile
einen halben Kegelwinkel von 5 bis 20° bilden. Dieses Aufsatzstück ist bevorzugt
aus einem harten Kunststoff wie zum Beispiel Polypropylen gefertigt.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben
sich aus der Beschreibung eines Weges zur Ausführung einer besonderen Ausgestaltung
der Erfindung, die nachstehend lediglich als nicht einschränkendes
Beispiel angegeben ist.
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1 zeigt
im Axialschnitt den Kopf einer doppelwandigen Tube nach der Erfindung
mit dem darüber
liegenden Aufsatzstück,
bevor dieses auf den inneren und äußeren Tubenhals aufgepresst wird.
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1 zeigt
den Kopf einer doppelwandigen Tube nach der Erfindung nach Aufpressen
des Aufsatzstücks
auf die Tubenhälse.
Der linke Teil ist ein axialer Halbschnitt durch eine Diametralebene,
die durch eine Längsrippe
des Aufsatzstücks
läuft,
der rechte Teil ist ein axialer Halbschnitt durch eine Diametralebene,
die durch eine Längsrippe
des äußeren Tubenhalses
läuft.
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Erfindungsgemäße Tube
(1 und 2)
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Die doppelwandige Tube 1 umfasst
eine innere Tube 10 und eine äußere Tube 20 aus geglühtem Aluminium.
Die innere Tube 10 wird durch Anformen eines Kopfes 12 aus
PE-LD (Polyethylen niedriger Dichte) an einen ebenfalls aus Polyethylen
gefertigten Mantel 13 von 24,3 mm Durchmesser und 250 Mikrometer
Dicke erzeugt. Dabei begrenzt der innere Hals 11 eine innere Öffnung 14.
Sein oberes Ende bildet die Oberkante 18. Die äußere Tube 20 aus
geglühtem
Aluminium hat einen Mantel 25 mit einem Außendurchmesser
von 25 mm und einer Dicke von 120 Mikrometern. Sie besitzt eine
Schulter 24 und einen Hals 21, dessen oberes Ende
die Oberkante 28 bildet.
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Der Außendurchmesser des inneren
Halses 11 und der Innendurchmesser des äußeren Halses 21 sind
gleich 8,7 mm. Der innere Hals 11 hat eine Dicke von ,
0,75 Millimetern. Der äußere Hals 21 von 0,5
Millimeter Dicke ist auf seiner Außenwand mit einem an der Halsbasis
angeordneten Haltewulst 23 und mit Längsrippen 22 versehen,
die sich längs
der Außenwand
bis zu 1 mm vom Ende entfernt erstrecken. Die innere Tube 10 wird
durch herkömmliche Mittel
in die äußere Tube
aus Aluminium eingeführt: ein
Dorn wird in die innere Tube eingeführt und zieht diese dabei in
die äußere Tube,
deren Schulter und Kopf durch eine eng daran anliegende Vorrichtung festgelegt
werden. Am Ende des Einfuhrvorgangs ragt die Oberkante 18 des
inneren Halses 11 um einige Zehntel Millimeter über die Oberkante 28 des äußeren Halses
heraus. Der äußere und
der innere Hals haben eine gemeinsame Kontakthöhe von etwa 4,7 mm.
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Nachdem die beiden Tuben 10 und 20 mit
ihren Hälsen 11 und 21 in
Kontakt gebracht wurden, wird das Aufsatzstück 30 aufgepresst,
wobei die innere Tube 10 weiterhin auf ihrem Dorn gehalten
wird.
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Das Aufsatzstück 30 besitzt einen
inneren Mantel 31, einen Boden 34 und einen äußeren Mantel 35,
welcher auf seiner Innenwand mit Rippen 42, die zusammen
mit den Rippen 22 des äußeren Halses 20 die
Rotation des Aufsatzstücks 30 verhindern sollen,
und auf seiner Außenwand
mit einem Gewinde 41 zum Anschrauben einer Kapsel zum Verschließen der
Spendeöffnung 40 versehen
ist. Der zylindrische Teil 32 des inneren Mantels 31 hat
einen Durchmesser von 7,5 mm, was ein Spannmaß von 0,3 mm beim Aufpressen
des Aufsatzstücks 30 auf
die Hälse 11 und 21 vorschreibt.
Nach einigen Tagen macht sich ein gewisser Kriecheffekt bemerkbar,
der eine bleibende Verformung der beiden Hälse und ein Nachlassen der
Spannkraft bewirkt. Letztere bleibt jedoch höher als 0,1 mm.
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Der innere Mantel 31 des
Aufsatzstücks 30 hat
eine zylindrische Innenwand, die eine kreisförmige Spendeöffnung 40 von
6,1 mm Durchmesser begrenzt, und eine zylindrisch-doppelkegelstumpfförmige Außenwand,
wobei die Kegelstümpfe
mit ihren Scheitelpunkten, d. h. den Spitzen der Kegel, auf denen
sie sich abstützen,
in die gleiche Richtung weisen wie das offene Ende 39 des
Mantels 31. Mit einer Höhe
von 4 mm zwischen der Innenwand 38 des Bodens 34 und
dem offenen Ende 39 ist diese Wand in drei Bereiche aufgeteilt:
- – einen
mittleren Bereich, 1,5 mm hoch, zylindrisch und 0,75 mm dick,
- – einen
Haltebereich, kegelstumpfförmig,
1 mm hoch, der sich bis auf einen Durchmesser von 8 mm im Bereich
der Halterung 33 am Boden des Aufsatzstücks 30 erweitert.
Der Halbwinkel des Kegelstumpfs beträgt dabei ca. 12°.
- – einen
Endbereich, 1,5 mm hoch, kegelstumpfförmig und mit einem Halbwinkel
von 15°.
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Der äußere Mantel 35 des
Aufsatzstücks 30 hat
im Bereich seiner Halterung einen dickwandigen Bereich 36,
dessen glatte Innenfläche
von 9,8 mm Durchmesser nicht gegen die Antirotations-Rippen 22 des äußeren Halses
schlägt.
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Beim Aufpressen des Aufsatzstücks 30 dringen
die Rippen 42 in die von den Rippen 22 des äußeren Halses 21 hinterlassenen
Zwischenräume
ein, wobei der zylindrische Teil 32 des inneren Mantels 31 des
Aufsatzstücks 30 an
den Hälsen
eine Erweiterung von 0,3 mm und der kegelstumpfförmige Teil 33 in der
Nähe der
Halterung am Boden 34 des Aufsatzstücks an allen Enden der Hälse 11 und 21 eine
Aufweitung bewirkt. Der äußere Hals 21 mit
einem Außendurchmesser
von 9,7 mm weitet sich um 0,1 mm auf und stützt sich dann auf diesem glatten
Teil der Innenwand des äußeren Mantels 35 des
Aufsatzstücks 30 ab.
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Der äußere Mantel 35 des
Aufsatzstücks 30 ist
zu seinem offenen Ende hin ebenfalls mit einem Haltewulst 37 versehen.
Die Lage dieses Haltewulstes 37 in Bezug auf den Boden 34 des
Aufsatzstücks 30 ist
so gewählt,
dass die Innenfläche 38 des
Bodens 34 des Aufsatzstücks
30 am Ende des Rastvorgangs nicht auf den aufgeweiteten oberen Enden
der Hälse 11 und 21 aufliegt.
Diese Lage ist auch so gewählt,
dass die beginnende Aufweitung vor dem beginnenden Einrasten erfolgt,
wodurch die zum Aufpressen des Aufsatzstücks notwendigen Kräfte verringert
werden.
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Aus 2 ist
ersichtlich, dass nach Aufpressen des Aufsatzstücks 30 die Innenwand 38 des
Bodens 34 des Aufsatzstücks 30 weder
auf der Oberkante 18 des inneren Halses 11 noch
auf der Oberkante 28 des äußeren Halses 21 aufliegt.
Des Weiteren wirkt derjenige Teil des inneren Mantels 31 des Aufsatzstücks 30,
der einen größeren Durchmesser hat
als die innere Öffnung 14,
auf einer Höhe
h von ca. 2,6 mm auf die Hälse,
was etwas mehr als der halben gemeinsamen Kontakthöhe H der
beiden Hälse
entspricht.
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Dichtheitsprüfung
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Ungefähr fünfzig nach dieser Ausführungsart der
Erfindung hergestellte doppelwandige Tuben wurden dieser Prüfung unterzogen,
bei der Luft so lange ins Innere der Tuben eingeblasen wird, bis
sich ein Überdruck
von 500 g/cm2 einstellt. Diese Tuben werden
dann verschlossen und während
30 Sekunden in Wasser getaucht. Dabei wurde keine Undichtheit festgestellt.
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VORTEILE
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- – Vereinfachte
Verbindung von innerem und äußerem Tubenkopf,
ohne dass das innere Halsende über
das äußere Halsende
umgebogen werden muss;
- – Herstellung
einer inneren Tube mit beliebigen Verfahren, da die Außenwand
nicht vollkommen glatt sein muss, um eine gute Dichtheit zu erzielen;
- – Herstellung
der inneren Tube, der äußeren Tube und
des Aufsatzstücks
innerhalb von nicht eng definierten Toleranzen;
- – Mögliche Herstellung
der inneren Tube durch Anformen an einen Mantel: der Kopf und der
Mantel der inneren Tube können
aus unterschiedlichen, jedoch schmelztechnisch kompatiblen Werkstoffen
sein.